Как рассчитать площадь воздуховода?
Современный дом или же квартиру невозможно себе представить без эффективной системы вентиляции, одной из главных составляющих которой являются воздуховоды. Большинство потребителей прекрасно знает принцип действия вентиляционного оборудования, однако мы позволим себе еще раз его напомнить: потоки воздуха, проходя вентиляционную установку, попадают в помещение посредством воздухораспределительной сети, главными элементами которой как раз таки и являются воздуховоды, а также распределители воздушных потоков.
Именно от правильной организации воздухораспределительной сети, выбора воздуховодов, исходя из особенностей помещения и производительности вентиляционной системы будет зависеть качество создаваемого микроклимата в данном помещении.
Требования к воздухораспределительной сети
Исходя из предназначения данной сети, а также особенностей ее установки и последующей эксплуатации, к ней выдвигается ряд важных требований:
- пропускание воздушных масс, в объеме не менее заданного;
- высокий уровень герметизации;
- обеспечение минимально возможных потерь воздушного напора;
- шумовые характеристики, а также скорость движения воздушных масс в помещении не должны превышать значений, установленный санитарными нормами;
- компактность;
- тепло- и звукоизоляция.
Как эффективно рассчитать оптимальную площадь воздуховодной системы
Для правильного расчета площади сечения вентканала необходимо уточнить следующие данные:
- объем воздушного потока, который должна обрабатывать вентиляционная система;
- особенности конфигурации воздухораспределительной системы;
- допустимый порог в скорости прохождение воздуха по помещению.
В большинстве случаев современная воздухораспределительная система включает в себя несколько составных частей, а определение направления аэродинамического расчета осуществляется от нагруженного участка до вентиляционного оборудования. При этом необходимо определить диаметр системы воздуховодов или же его площадь (в зависимости от того, какую он имеет форму), беря во внимание и возможное снижение воздушного давления. Осуществляя расчеты воздуховодной системы, акцент также делается на таких факторах, как аэродинамический шум и утери на стыке соседних частей воздуховода.
Также при расчете сечения воздуховода нельзя не учитывать допустимую скорость воздушных потоков в помещении, так как превышение заданных значений приводит к тому, что резко возрастают потери давления в системе, а это в свою очередь влияет на увеличение затрат в электроэнергии и повышению аэродинамического шума а также вибраций.
Так как наибольшее распространение при организации воздухораспределительной системы получили воздуховоды прямоугольной и круглой формы, то именно для этих видов мы укажем формулы расчета их площади:
- круглые воздуховоды
- прямоугольные воздуховоды
В данных формулах в качестве L необходимо использовать значение нагрузки части воздуховода, а в качестве V – скорость воздуха, рекомендованную санитарными нормативами. К примеру, рекомендованная скорость воздушных потоков для административного здания не должна превышать 5м/с в непосредственной близости с началом системы, и 12м/с возле вентилятора.
При выборе воздуховода стоит учитывать, что если используется воздуховод, с площадью больше рекомендованной, то это приводит как к общему снижению скорости воздуха, так и к уменьшению аэродинамического шума и вибраций.
Также в этом случае снижаются энергозатраты за счет того, что вентиляторы вытяжные, с уменьшением скорости воздуха, затрачивают меньше своих ресурсов для его перемещения. Но в то же время стоит учитывать, что при данной организации воздухораспределительной системы повышается и ее стоимость.
Онлайн калькулятор
Онлайн-калькулятор расчета производительности вентиляции
Расчет вентиляции, как правило, начинается с подбора оборудования, подходящего по таким параметрам, как производительность по прокачиваемому объему воздуха и измеряемому в кубометрах в час. Важным показателем в системе является кратность воздухообмена. Кратность воздухообмена показывает, сколько раз происходит полная замена воздуха в помещении в течение часа. Кратность воздухообмена определяется СНиП и зависит от:
- назначения помещения
- количества оборудования
- выделяющего тепло,
- количества людей в помещении.
В сумме все значения по кратности воздухообмена для всех помещений составляют производительность по воздуху.
Расчет производительности по кратности воздухообмена
Онлайн-калькулятор расчета системы вентиляцииСледующий этап в расчете вентиляции – проектирование воздухораспределительной сети, состоящей из следующих компонентов: воздуховоды, распределители воздуха, фасонные изделия (переходники, повороты, разветвители.) Сначала разрабатывается схема воздуховодов вентиляции, по которой производится расчет уровня шума, напора по сети и скорости потока воздуха. Напор по сети напрямую зависит от того, какова мощность используемого вентилятора и рассчитывается с учетом диаметров воздуховодов, количества переходов с одного диаметра на другой, и количества поворотов. Напор по сети должен возрастать с увеличением длины воздуховодов и количества поворотов и переходов. Расчет количества диффузоров
| ||||||||||||||||
Проектируя системы вентиляции, необходимо находить оптимальное соотношение между мощностью вентилятора, уровнем шума и диаметром воздуховодов. Расчет мощности калорифера производится с учетом необходимой температуры в помещении и нижним уровнем температуры воздуха снаружи.
Расчет мощности калорифера
| Методика расчета мощности калорифера Р = T * L * Сv / 1000, где: Р — мощность прибора, кВт; |
Также при выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать следующие параметры:
- Производительность по воздуху;
- Мощность калорифера;
- Рабочее давление, создаваемое вентилятором;
- Скорость потока воздуха и площадь сечения воздуховодов;
- Допустимый уровень шума.
Определение расхода воздуха в воздуховоде в кубических футах в минуту с использованием датчика давления BAPI. Рекомендации по применению
Чтобы рассчитать расход воздуха в кубических футах в минуту (кубических футах в минуту), определите скорость потока в футах в минуту, а затем умножьте это значение на площадь поперечного сечения воздуховода. .
Расход воздуха в кубических футах в минуту (Q) = скорость потока в футах в минуту (V) x площадь поперечного сечения воздуховода (A) с трубкой Пито, соединенной с датчиком перепада давления.
Узел трубки Пито включает датчик статического давления и датчик полного давления.
Датчик общего давления, установленный в воздушном потоке, определяет скоростное давление в воздуховоде и статическое давление, равное общему давлению. Датчик статического давления, установленный под прямым углом к воздушному потоку, измеряет только статическое давление. Разница между показаниями общего давления и показаниями статического давления является скоростным давлением.
Если вы подсоедините датчик полного давления к порту HIGH на датчике перепада давления, а датчик статического давления к порту LOW на датчике перепада давления, то выход датчика будет скоростным давлением, как показано на рисунках ниже.
Рис. 1: Узел трубки Пито BAPI, включая узлы статического датчика и датчика полного давления (ZPS-ACC12)Рис. 2: Мультисенсор зонального давления BAPI (ZPM), измеряющий давление скорости Затем скорость потока определяется по следующему уравнению:
В = 4005 x √ΔP
В = скорость потока в футах в минуту.
√= Квадратный корень из числа справа.
ΔP = скоростное давление, измеренное датчиком давления
Пример: измерение скоростного давления 0,75 дюйма водяного столба. соответствует скорости потока 3468 фут/мин.
V = 4005 x √0,75
√0,75 = 0,866 • 4005 x 0,866 = 3468 • Скорость потока = 3468 фут/мин. умножается на площадь поперечного сечения воздуховода для определения расхода воздуха в кубических футах в минуту. Существует два разных уравнения для определения площади поперечного сечения воздуховода: одно для круглых воздуховодов, а другое для квадратных или прямоугольных воздуховодов.
Уравнение для квадратных или прямоугольных воздуховодов:
A = X x Y
A = Площадь поперечного сечения воздуховода
X = Высота воздуховода в футах
Y = Ширина воздуховода в футах.
Уравнение для круглого воздуховода:
A = π x r²
A = площадь поперечного сечения воздуховода
π = 3,14159
r = радиус воздуховода в футах
Пример:
Круглый воздуховод диаметром 18 дюймов имеет поперечное сечение воздуховода.
Площадь сечения 1,77 фута²
A = π x r² или A = 3,14158 x 0,5625
Диаметр 18 дюймов равен 1,5 фута, поэтому радиус равен 0,75 фута • r² = 0,75² = 0,5265 • π = 3,14159
A = 3,14159 x 0,5625 = 1,77 футов²
Определение расхода воздуха в куб. Расход в кубических футах в минуту (Q) = скорость потока в футах в минуту (V) x площадь поперечного сечения воздуховода (A)
Пример:
Круглый воздуховод диаметром 18 дюймов со скоростным давлением 0,75 дюйма водяного столба. имеет воздушный поток 6 128 кубических футов в минуту
Скорость потока составляет 3 468 фут/мин.
V = 4005 x √ΔP)
V = 4005 x √0,75)
√0,75 = 0,866 • 4005 x 0,866 = 3,468 • Скорость потока = 3,468 фут/мин
Область поперечного сечения протоковых r²
π= 3,14159 • r² = 0,75² = 0,5625
Площадь поперечного сечения воздуховода (A) = 3,14159 x 0,5625 = 1,77 фут²
Расход воздуха в куб. в футах в минуту (V) x площадь поперечного сечения воздуховода (A)
Воздушный поток в кубических футах в минуту (Q) = 3468 футов/мин x 1,77 футов² = 6128 кубических футов в минуту
Если у вас есть какие-либо вопросы относительно этой процедуры, позвоните своему представителю BAPI.
Печата PDF -версия этого приложения Примечание
Потеря тепла из уравнений и калькулятор DUCTS
Связанные ресурсы: теплопередача
Потеря тепла от уравнений DUCT Инженерная физика
Потери тепла из воздуховодов в здании Уравнение и калькулятор и стоимость потерянной энергии.
Все калькуляторы требуют Премиум.
C p = Удельная теплоемкость при постоянном давлении
ΔT = Изменение температуры
Где:
р = плотность
P = абсолютное давление
R = газовая постоянная
T = абсолютная температура
m = массовый расход
р = плотность
A c = Площадь
V = Средняя скорость теплоносителя
Пример:
Теплопотери от отопительных каналов в подвале:
Участок воздушной системы отопления дома длиной 5 м проходит через неотапливаемую помещение в подвале (см.
рисунок выше). Сечение прямоугольного воздуховода системы отопления 20 см х 25 см. Горячий воздух поступает в воздуховод при давлении 100 кПа и температуре 60°C со средней скоростью 5 м/с. Температура воздуха в воздуховоде падает до 54°С в результате теплопотерь в прохладное помещение подвала.
Определить скорость потерь тепла из воздуха в воздуховоде в подвал в стационарных условиях. Кроме того, определите стоимость этих тепловых потерь в час, если дом отапливается газовой печью с КПД 80 %, а стоимость природного газа в этом районе составляет 0,60 долл./терм (1 терм = 100 000 БТЕ = 105 500 кДж).
Решение : Температура воздуха в отопительном канале дома падает в результате потери тепла в прохладное помещение в подвале. Определить величину теплопотерь с горячим воздухом и ее стоимость.
Предположения
1 Существуют устойчивые рабочие условия.
2 Воздух можно рассматривать как идеальный газ с постоянными свойствами при комнатной температуре.
Свойства Удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении при средней температуре (54°C + 60°C)/2 = 57°C составляет 1,007 кДж/кг · °C См. (Свойства воздуха при давлении 1 атм) .
Анализ В качестве нашей системы мы берем подвальную часть системы отопления, которая является системой с постоянным потоком.
Площадь поперечного сечения воздуховода равна:
Тогда массовый расход воздуха через воздуховод и скорость теплопотерь равны
, следовательно,
или 906 . Стоимость этих тепловых потерь для владельца дома составляетПреобразование: 1 Терм = 105 480 кДж
Вывод:
Потери тепла из отопительных каналов в подвале обходятся домовладельцу в 4 цента в час. Предполагая, что обогреватель работает 2000 часов в течение отопительного сезона, годовая стоимость этой потери тепла составляет 80 долларов. Большую часть этих денег можно сэкономить, утеплив отопительные каналы в неотапливаемых помещениях.