Швидкість повітря в повітроводах: СНиП, формула розрахунку

1. Як правильно підібрати параметри повітряного каналу?
2. порядок обчислень
3. Деякі економічні аспекти підбору розмірів воздухопровода
4. Значення параметрів в різних видах повітряних каналів
5. Канали магістральні і відгалуження
6. Канали всередині приміщень
7. Здійснює вимірювання параметрів повітряного потоку при налагодженні системи

Повітропроводи припливних або витяжних вентиляційних систем можуть виготовлятися з різних матеріалів і бути різної конфігурації. При цьому їх габаритні розміри цілком залежать від двох інших параметрів, і формула розрахунку швидкості повітря добре відображає цю залежність. Ці два параметри - витрата повітря, що рухається по каналу, і швидкість його руху.

Схема пристрою воздуховода.

Як правильно підібрати параметри повітряного каналу?

З трьох параметрів, які беруть участь в розрахунку, нормується тільки один, це діаметр круглого воздуховода або габаритні розміри каналу прямокутного перерізу. У Додатку Н БНіП "Опалення, вентиляція і кондиціювання» представлена ​​нормаль діаметрів і розмірів, яких слід дотримуватися при розробці вентиляційних систем. Решта два параметра (швидкість і витрата повітряних мас) не нормуються, потреби в кількості свіжого повітря для вентиляції можуть бути різними, іноді і досить великими, тому витрата визначається окремими вимогами і розрахунками. Тільки в житлових будинках, дитячих садах, школах і закладах охорони здоров'я для приміщень різного призначення прописані чіткі норми витяжки та припливу. Ці значення представлені в нормативній документації, що стосується цих видів будівель.

Схема правильної установки канального вентилятора.

Швидкість руху повітряних мас в каналах не обмежується і не нормується, її слід приймати за результатами розрахунку, керуючись міркуваннями економічної доцільності. У довідковій технічній літературі існують рекомендовані величини швидкостей, які можна приймати при тих чи інших конкретних умовах. Рекомендовані значення швидкості руху повітря, в залежності від призначення воздухопровода для вентиляційних систем з механічним спонуканням, відображені в Таблиці 1.

Таблиця 1

Призначення воздуховода магістраль ний Бічне відгалуження Распределі- вальний Решітка для припливу Витяжна решітка Рекомендована швидкість Від 6 до 8 м / с Від 4 до 5 м / с Від 1,5 до 2 м / с Від 1 до 3 м / с Від 1, 5 до 3 м / с

При природному спонуканні рекомендована швидкість руху потоку в системі варіюється від 0,2 до 1 м / с, що також залежить від функціонального призначення кожного воздухопровода. У деяких витяжних шахтах висотних будинків або споруд ця величина може досягати 2 м / с.

порядок обчислень

Спочатку формула розрахунку швидкості повітряного потоку в каналі представлена ​​в довідниках під редакцією І.Г. Староверова і Р.В. Щокіна в наступному вигляді:

L = 3600 x F x θ, де:

• L - витрата повітряних мас на даній ділянці трубопроводу, м³ / год;
• F - площа поперечного перерізу каналу, м²;
• θ - швидкість повітряного потоку на ділянці, м / с.

Таблиця розрахунку вентиляції.

Для визначення швидкості потоку формула приймає такий вигляд:

θ = L / 3600 x F

Саме по ній розраховується дійсна швидкість повітря в каналі. Це потрібно робити саме через нормованих значень діаметра або розмірів труби по СНиП. Спочатку приймається рекомендована швидкість для того чи іншого призначення воздухопровода і прораховується його перетин. Далі діаметр каналу круглого перерізу визначається зворотним прорахунком за формулою площі круга:

F = π x D2 / 4, тут D - діаметр в метрах.

Розміри каналу прямокутного перерізу знаходять підбором ширини і висоти, твір яких дасть площа перетину, еквівалентного розрахунковому. Після цих обчислень підбирають найближчі по нормалі розміри повітропроводу (зазвичай приймають той, який більше) і в зворотному порядку знаходять величину дійсної швидкості потоку в майбутньому воздуховоде. Дана величина буде потрібно для визначення динамічного тиску на стінки труби і обчислення втрат тиску на тертя і в місцевих опорах вентиляційної системи.

Деякі економічні аспекти підбору розмірів воздухопровода

Таблиця для розрахунку гідравлічного діаметра повітроводу.

При розрахунку розмірів і швидкості повітря в повітроводі спостерігається така залежність: при збільшенні останньої діаметри каналів зменшуються. Це дає свої переваги:

1. Прокласти трубопроводи менших розмірів набагато простіше, особливо якщо їх потрібно підвішувати на великій висоті або якщо умови монтажу вельми обмежені.
2. Вартість каналів меншого діаметра відповідно теж менше.
3. У великих і складних системах, які розходяться по всій будівлі, прямо в канали необхідно монтувати додаткове обладнання (дросельні заслінки, зворотні і протипожежні клапани). Розміри і діаметри цього обладнання також зменшаться, і знизиться їх вартість.
4. Проходження перекриттів трубопроводами в виробничому приміщенні може стати справжньою проблемою, якщо його діаметр великий. Менші розміри дозволять пройти так, як потрібно.

Головний недолік такого вибору полягає в великої потужності вентиляційного агрегату. Висока швидкість повітря в малому обсязі створює велике динамічне тиск, опір системи зростає, і для її роботи потрібно вентилятор високого тиску з потужним електродвигуном, що викликає підвищений витрата електричної енергії і, відповідно, високі експлуатаційні витрати.

Інший шлях - це зниження швидкості повітряних потоків в повітроводах. Тоді параметри вентиляційного агрегату стають економічно прийнятними, але виникає безліч труднощів в монтажі і висока вартість матеріалів.

Схема організації повітрообміну при загальнообмінної вентиляції.

Проблеми проходження великої трубою перевантажених обладнанням та інженерними мережами місць вирішується безліччю поворотів і переходів на інші види перетинів (з круглого на прямокутне або плоскоовальна). Проблему вартості доводиться вирішувати одноразово.

За часів СРСР проектувальники, як правило, намагалися знайти компроміс між цими двома рішеннями. В даний час подорожчання енергоносіїв з'явилася тенденція до застосування другого варіанту. Власники воліють одноразово вирішити фінансові питання і змонтувати більш економічну вентиляцію, ніж потім протягом багатьох років оплачувати високі витрати електроенергії. Застосовується і універсальний варіант, при якому в магістральних повітроводах з великими витратами швидкість потоку збільшують до 12-15 м / с, щоб зменшити їх діаметри. Далі по системі дотримується швидкість 5-6 м / с на відгалуженнях, внаслідок чого втрати тиску вирівнюються. Висновок тут однозначний: швидкість руху повітряного потоку в каналах грає важливу роль для економіки підприємства.

Значення параметрів в різних видах повітряних каналів

В сучасних вентиляційних системах застосовуються установки, що включають в себе весь комплекс для подачі і обробки повітря: очищення, нагрівання, охолодження, зволоження, шумопоглинання. Ці установки називають центральними кондиціонерами. Швидкість потоку всередині неї регламентується заводом-виробником. Справа в тому, що всі елементи для обробки повітряних мас повинні діяти в оптимальному режимі, щоб забезпечити необхідні параметри повітря. Тому виробники виготовляють корпусу установок певних розмірів під заданий діапазон витрат повітря, при яких все обладнання буде працювати ефективно. Зазвичай значення швидкості руху потоку всередині центрального кондиціонера лежить в межах 1,5-3 м / с.

Канали магістральні і відгалуження

Схема магістрального воздуховода.

Слідом настає черга головного магістрального воздуховода. Часто він має велику протяжність і проходить транзитом через кілька приміщень, перш ніж почне розгалужуватись. Рекомендована максимальна швидкість 8 м / с в таких каналах може не дотримуватися, оскільки умови прокладки (особливо через перекриття) можуть істотно обмежувати простір для його монтажу. Наприклад, при витраті 35 000 м / год, що не рідкість на підприємствах, і швидкості 8 м / с діаметр труби складе 1,25 м, а якщо її збільшити до 13 м / с, то розмір стане вже 1000 мм. Таке збільшення технічно здійсненно, так як сучасні повітроводи з оцинкованої сталі, виготовлені спірально-навивних методом, мають високу жорсткість і щільність. Це виключає їх вібрацію на високих швидкостях. Рівень шуму від такої роботи досить низький, а на тлі звуку від працюючого обладнання може бути практично не чути. У Таблиці 2 представлені деякі популярні діаметри магістральних повітропроводів і їх пропускна здатність при різній швидкості руху повітряних мас.

Таблиця 2

Витрата, м3 / ч Ø400 мм Ø450 мм Ø500 мм Ø560 мм Ø630 мм Ø710 мм Ø800 мм Ø900 мм Ø1 м θ = 8 м / с 3617 4576 5650 7087 8971 11393 14469 18311 22608 θ = 9 м / с 4069 5148 6357 7974 10093 12877 16278 20600 25434 θ = 10 м / с 4521 5720 7063 8859 11214 14241 18086 22888 28260 θ = 11 м / с 4974 6292 7769 9745 12335 15666 19895 25177 31086 θ = 12 м / с 5426 6864 8476 10631 13457 17090 21704 27466 33912 θ = 13 м / с 5878 7436 9182 11517 14578 18514 23512 29755 36738

Схема ежекционной системи вентиляції.

Бічні відгалуження повітропроводів розводять подачу або витяжку повітряної суміші по окремих приміщеннях. Як правило, на кожному з них встановлюється діафрагма або дросель - клапан для регулювання кількості повітря. Ці елементи мають чималим місцевим опором, тому зберігати високу швидкість недоцільно. Однак її значення теж може виходити за межі рекомендованого діапазону, тому в Таблиці 3 відображена пропускна здатність повітропроводів найпопулярніших діаметрів для відгалужень при різних швидкостях.

Таблиця 3

Витрата, м3 / ч Ø140 мм Ø160 мм Ø180 мм Ø200 мм Ø225 мм Ø250 мм Ø280 мм Ø315 мм Ø355 мм θ = 4 м / с 220 288 366 452 572 705 885 1120 1424 θ = 4,5 м / с 248 323 411 508 643 793 994 1260 1601 θ = 5 м / с 275 360 457 565 714 882 1107 1400 1780 θ = 5,5 м / с 302 395 503 621 786 968 1215 1540 1957 θ = 6 м / с 330 432 548 678 857 1058 1328 1680 2136 θ = 7 м / с 385 504 640 791 1000 1235 1550 1960 2492

Недалеко від місця приєднання до магістралі в каналі влаштовують люк, він потрібен для виміру швидкості потоку після монтажу і регулювання всієї вентиляційної системи.

Канали всередині приміщень

Кратність повітрообміну вентиляції.

Розподіляють канали приєднують основне відгалуження до пристроїв подачі або витяжки повітря з приміщення: грат, розподільним або всмоктуючим панелям, дифузорам і іншим роздає елементам. Швидкості в цих відводах можна зберігати як в основному відгалуженні, якщо потужність вентиляційного агрегату це дозволяє, а можна і знизити до рекомендованих. У таблиці 4 можна побачити витрати повітря при різних швидкостях і діаметрах каналів.

Таблиця 4

Витрата, м3 / ч Ø100 мм Ø112 мм Ø125 мм Ø140 мм Ø160 мм Ø180 мм Ø200 мм Ø225 мм θ = 1,5 м / с 42,4 50,7 65,8 82,6 108 137 169 214 θ = 2 м / з 56,5 67,7 87,8 110 144 183 226 286 θ = 2,5 м / с 70,6 84,6 110 137 180 228 282 357 θ = 3 м / с 84,8 101 132 165 216 274 339 429 θ = 3,5 м / с 99,9 118 153 192 251 320 395 500 θ = 4 м / зі 113 135 175 см. в Таблиці 3

Швидкості, рекомендовані для витяжних і припливних решіток, а також інших воздухораспределяющіх пристроїв, необхідно дотримуватися.

Повітря на виході з них або при всмоктуванні зустрічає безліч невеликих перешкод і виробляє шум, перевищувати рівень якого неприпустимо. Звук виходить з решітки потоку на великій швидкості обов'язково буде чути. Ще один неприємний момент: сильна повітряний струмінь, потрапляючи на людей, може привести до їх захворювань.

Вентиляційні системи з природним спонуканням зазвичай застосовуються в житлових і громадських будівлях або ж в адміністративних корпусах промислових підприємств. Це різного роду витяжні шахти, що знаходяться у внутрішніх перегородках приміщень, або зовнішні вертикальні повітроводи. Швидкість руху повітряного потоку в них невелика, рідко досягає 2-3 м / с в тих випадках, коли шахта має значну висоту і виникає хороша тяга. Коли мова йде про невеликі витрати (близько 100-200 м³ / год), кращого рішення, ніж природна витяжка, годі й шукати. Раніше і до цього дня в промислових приміщеннях застосовують дахові дефлектори, що працюють за рахунок вітрового навантаження. Швидкість повітря в таких витяжних пристроях залежить від сили вітрового потоку і досягає 1-1,5 м / с.

Здійснює вимірювання параметрів повітряного потоку при налагодженні системи

Після того як припливна або витяжна вентиляційна система змонтована, необхідно її налагодити. Для цього за допомогою лючков на повітроводах вимірюють швидкість руху потоку на всіх магістралях і гілках системи, після чого роблять регулювання дросель-клапанами або повітряними заслінками. Саме швидкість повітря в каналах є визначальним параметром при налагодженні, через неї і діаметр вираховують витрата на кожній з ділянок. Прилади, якими проводять дані виміри, називають анемометрами. Пристрої бувають декількох типів і працюють за різними принципами, кожен тип призначений для вимірювання певного діапазону швидкостей.

Типи вентиляцій в приватному будинку.

1. Анемометри крильчатого типу мають невелику вагу, прості у використанні, але мають деяку похибка вимірювань. Принцип роботи - механічний, діапазон вимірюваних швидкостей - від 0,2 до 5 м / с.
2. Прилади чашкового типу теж є механічними, але діапазон перевіряються швидкостей у них ширше, від 1 до 20 м / с.
3. Термоанемометри знімають свідчення не тільки швидкості потоку, а й його температури. Принцип дії - електричний, від спеціального датчика, внесеного в повітряний потік, результати виводяться на екран. Прилад працює від мережі 220 В, часу на вимір потрібно менше, і похибка у нього невисока. Існують пристрої, що працюють від батарейок, діапазони перевіряються швидкостей можуть бути найрізноманітніші, в залежності від типу приладу і заводу-виробника.

Величина швидкості руху повітряного потоку, поряд з двома іншими параметрами, витратою і поперечним перерізом каналу, є одним з найбільш важливих факторів роботи вентиляційних систем будь-якого призначення.

Цей параметр присутній на всіх етапах, починаючи від розрахунку швидкості повітря в повітроводі і закінчуючи налагодженням роботи системи після її монтажу і пуску.