Часть I. Исследование давлений и скоростей движения воздуха в воздуховодах вентиляционных систем
Цель работы:
1. Изучить устройство и принцип действия приборов контроля
2. Изучить методику измерения полного Рн статического Рст , скоростного Рск давлении и скоростей движения воздуха в воздуховодах.
3. Провести инструментальные камеры полного Рп , статического Рст и скоростного Рск давлений.
4. Определить средние скорости движения воздуха в сечениях воздуховодов до и после пылеуловителя (циклона) vср, м/с.
5.
Рассчитать расход (объем) подаваемого Lвх и удаляемого Lвых м3/ч,
воздуха из вентиляционной сети (рис.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка (рис. 1) состоит из вентилятора 1, камеры-дозатора 2, воздуховодов 3 и 5, циклона (пылеуловителя) 4, пневмомет-рической трубки 6, микроманометра (типа ММН-4). В воздуховоде в двух местах до и после пылеуловителя пробиты два отверстия, в которые вставляется пневмометрическая трубка при измерении давлений воздуха (полного Рп , статического Рст и скоростного – Рск).
Приборы контроля и методика измерения давлений и скоростей движения воздуха в воздуховодах.
В вентиляционной системе воздух движется по воздуховодам и преодолевает сопротивление движению вследствие полного давления, развиваемою вентилятором. Полное Рп давление вентилятора складывается из статическою Рст и скоростного Рск давлении. Скоростное Рск давление расходуется на создание необходимой скорости движения воздуха в воздуховоде, статическое Рст — на преодоление имеющихся сопротивлений движения (трения в различных местных сопротивлений).
Рис. 1. Схема лабораторной установки
При технических испытаниях вентиляторов и пылеулавливающих установок определяются полное Рп , статическое Рст и скоростное Рск давления. При исследовании скоростных режимов воздушных потоков в разных сечениях воздуховодов достаточно определить средние значения скоростных давлении Рскср . Приборы контроля — микроманометр типа ММН-4 (рис 2, а) и пневмометрическая трубка (рис 2,б) предназначены для измерения полного Рп, статического Рст и скоростного Рск давлений.
а) б)
рис. 2. Микроманометр типа ММН-4 и пневмометрическая трубка МИОТ.
а) – микроамперметр: 1 – станина; 2 – резервуар; 3 — штуцер; 4 — трехходовой кран; 5 – трубка; 6 стойка наклона трубки; 7- установочный винт;
б) – пневмометрическая трубка МИОТ: 1 — отверстие для измерения полного Рп давления; 2 – отверстия, воспринимающие статическое Рст давление.
Микроманометр ММН–4 имеет неподвижный резервуар 2, соединенный с поворотной измерительной трубкой 5 резиновым шлангом. На резервуаре установлен трехходовой кран 4, при помощи которого микроманометр может быть отключен от присоединенных к нему резиновых трубок установкой крана 4 в положение «0».
Пневмометрическая трубка МИОТ изготовлена из двух полых металлических трубок 1 и 2, спаянных по всей длине, головка трубки 1 имеет центральный канал, трубка 2 имеет щелевые прорези (или сквозные два отверстия), расположенные в плоскости, перпендикулярной движению воздуха в воздуховоде.
Методика измерения.
Измерение давлении полного Рп , статического Рст и скоростного Рск производится микроманометром типа ММН-4 и пневмометрической трубкой. При измерении давления пневмометрическая трубка вводится через небольшое отверстие в воздуховоде и замер производится с соблюдением следующих правил:
— длинная часть трубки располагается перпендикулярно оси воздуховода;
— трубка напорным концом (головкой) должна быть направлена навстречу скоростному потоку воздуха;
— ось напорной головки трубки должна быть направлена параллельно потоку воздуха.
Схема присоединения пневмометрической трубки к микроманометру ММН-4 при измерении полного Рп , статическою Рст скоростною Рск давлений приведена на рис. 3.
Рис. 3 Схема присоединения пневмометрической трубки к микроманометру типа ММН–4;
а — со стороны нагнетания;
б — со стороны разрежения.
Полное давление Рп со стороны разрежения измеряется присоединением конца 1 пневмометрической трубки к одному штуцеру со знаком «+», статическое давление (+Рст) измеряется присоединением конца 2 пневмометрической трубки к штуцеру со знаком «+». Со стороны нагнетания полное давление (-Рп) измеряется присоединением конца 1 пневмометрической трубки к одному штуцеру со знаком « — », статическое давление (-Рст) измеряется присоединением конца 2 пневмометрической трубки к одному штуцеру со знаком « — ». Скоростное Рск давление измеряется присоединением микроманометра к двум концам пневмометрической трубки и определяется как разность полного и статического давлений. Со стороны
нагнетания Рск=-Рп -(-Рст)=Рст—Рп. Со стороны разрежения Рск=Рп—Рст.
По величине скоростного Рскдавление по формуле
определяются скорости движения воздуха в сечениях воздуховода
,
где Рск– скоростное давление движущегося воздушного потока в воздуховоде, Па; ρв – плотность воздуха, кг/м3; g–ускорение свободного падения
(g=9,81 м/с2).
При
измерении скоростей движения воздуха
количество замерных точек в сечениях
воздуховодов определяется в зависимости
от диаметра (площади сечения)
воздуховода. При диаметре воздуховода
до 300 мм их должно быть не менее трех
— пяти. Замеры
в каждом сечении воздуховода и среднее значение скорости движения воздуха (Uср, м/с).
Скорости движения воздуха в воздуховодах должны быть определены с достаточной достоверностью по величине их средних значений vср, что позволит при выполнении следующих исследований (часть II) по определению концентрации пыли в воздухе вентиляционных систем, правильно подобрать диаметр наконечника пылеотборной трубки и обеспечить принцип изокинетичности, т. е. равенство скорости движения воздушного потока в воздуховоде ( U, м/с) и скорости движения воздуха в воздуходувке (Uв, л/мин). Соблюдение принципа изокинетичности позволит достоверно определить концентрации пыли в воздухе вентиляционных систем в том числе и на выходе в атмосферу.
Техника безопасности при выполнении лабораторной работы
1. Приступить к выполнению экспериментальной части работы только после ознакомления с настоящими правилами техники безопасности и мет одическими указаниями по лабораторному практикуму.
2. Включить вентилятор в сеть напряжением 220 В. Перед включением необходимо провести внешний осмотр установки, проверить исправность соединительных проводов и розетки.
3. Ознакомиться с устройством и принципом действия контрольно-измерительных приборов микроманометра типа ММН-4 и пневмомет-рической трубки МИОТ.
5. После окончания работы выключить из сети 220 В вентилятор, отключить микроманометр ММН–4, убрать рабочее место и доложить преподавателю о выполнении лабораторной работы.
Порядок выполнения работы
При выполнении лабораторной работы студент должен:
1. Изучить правила техники безопасности.
2. Ознакомиться с устройством лабораторной установки.
3. Изучить устройство и принцип действия приборов контроля.
4. Изучить методику измерения и измерить давления воздуха (полное, статическое, скоростное) в воздуховодах вентиляционной сети лабораторной установки. Условия измерении: 1) вентилятор удаляет чистый воздух; 2) вентилятор удаляет запыленный воздух.
5. Рассчитать средние значения скоростей движения воздуха ( vср , м/с) в двух сечениях воздуховода (на схеме рис. 1 это отверстия до и после циклона).
6. Данные измерений Рп, Рст, Рск и расчетные средние значения скоростей движения воздуха (Uср , м/с) занести в табл. 1. Сделать выводы.
Отчет о работе должен содержать:
Схему лабораторной установки (см. рис. 1).
2. Табл. 1, в которой приводятся измеренные давления Рп, Рст, Рск и расчетные скорости движения воздуха (v, м/с) в трех-пяти замерных точках сечений воздуховодов 3 и 5 (в отверстиях до и после циклона).
3. Расчетные данные средних скоростей движения воздушных потоков до и после пылеуловителя (циклона) и расходы воздуха на входе Lвх и на выходе
Таблица 1
Измерение давлений и скоростей движения воздуха (v, м/с) в воздуховодах микроманометром ММН-4
Отверстия воздуховода | Номер точки замера в сечении воздуховода | Измеренные давления Р, кгс/м (Па) | Скорость воздуха в воздуховоде в точке замера U, м/с | Площадь сечения воздуховода в месте замера F, м2 | Расход (объем) воздуха, подаваемого и удаляемого вентилятором Lвх,вых, м3/ч | ||
Статическое, Рст | Полное, Рп | Скоростное, Рск | |||||
До циклона | 1 | 0,01 | Lвх= | ||||
2 | |||||||
3 | |||||||
4 | |||||||
5 | |||||||
После циклона | 1 | Lвых= | |||||
2 | |||||||
3 | |||||||
4 | |||||||
5 | |||||||
До циклона: Рск ср= После циклона Рск ср=
Uср= Uср=
Контрольные вопросы
1. Какие вредные вещества выбрасываются в атмосферу?
2. Какие заболевания может вызвать пыль , находящаяся в атмосферном воздухе?
3. От каких свойств пыли зависит ее неблагоприятное действие на организм человека?
4. Что такое предельно допустимая концентрация пыли в атмосфере и какими нормами она регламентируется? Что такое максимально разовая и среднесуточная ПДК?
5. Виды пылеуловителей, принцип их действия, эффективность очистки.
6. Какие приборы предназначены для определения полного, статического и скоростного давлений?
7. Как определяется скорость воздушного потока в сечениях воздуховода?
Потеря давления в системе Статьи о вентиляции
« НазадПотеря давления в системе 24.02.2015 08:43Сопротивление прохождению воздуха в вентиляционной системе, в основном, определяется скоростью движения воздуха в этой системе. С увеличением скорости возрастает и сопротивление. Это явление называется потерей давления. Статическое давление, создаваемое вентилятором, обуславливает движение воздуха в вентиляционной системе, имеющей определенное сопротивление. Чем выше сопротивление такой системы, тем меньше расход воздуха, перемещаемый вентилятором или приточной установкой. Расчет потерь на трение для воздуха в воздуховодах, а также сопротивление сетевого оборудования (фильтр, шумоглушитель, нагреватель, клапан и др.) может быть произведен с помощью соответствующих таблиц и диаграмм, указанных в каталоге. Общее падение давления можно рассчитать, просуммировав показатели сопротивления всех элементов вентиляционной системы.
Рекомендуемая скорость движения воздуха в воздуховодах:
| Тип | Скоросто воздуха, м/с | |
|---|---|---|
| Магистральные воздуховоды | 6,0 — 8,0 | |
| Боковые ответвления | 4,0 — 5,0 | |
| Распределительные воздуховоды | 1,5 — 2,0 | |
| Приточные решетки у потолка | 1,0 – 3,0 | |
| Вытяжные решетки | 1,5 – 3,0 |
Определение скорости движения воздуха в воздуховодах:
V= L / 3600*F (м/сек)
где L – расход воздуха, м3/ч;
F – площадь сечения канала, м2.
Рекомендация 1.
Потеря давления в системе воздуховодов может быть снижена за счет увеличения сечения воздуховодов, обеспечивающих относительно одинаковую скорость воздуха во всей системе. На изображении мы видим, как можно обеспечить относительно одинаковую скорость воздуха в сети воздуховодов при минимальной потере давления.
Рекомендация 2.
В системах с большой протяженностью воздуховодов и большим количеством вентиляционных решеток целесообразно размещать вентилятор в середине вентиляционной системы. Такое решение обладает несколькими преимуществами. С одной стороны, снижаются потери давления, а с другой стороны, можно использовать воздуховоды меньшего сечения.
Пример расчета вентиляционной системы:
Расчет необходимо начать с составления эскиза системы с указанием мест расположения воздуховодов, вентиляционных решеток, вентиляторов, а также длин участков воздуховодов между тройниками, затем определить расход воздуха на каждом участке сети.
Выясним потери давления для участков 1-6, воспользовавшись графиком потери давления в круглых воздуховодах, определим необходимые диаметры воздуховодов и потерю давления в них при условии, что необходимо обеспечить допустимую скорость движения воздуха.
Участок 1: расход воздуха будет составлять 220 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 200 мм, скорость – 1,95 м/с, потеря давления составит 0,2 Па/м х 15 м = 3 Па (см. диаграмму определение потерь давления в воздуховодах).
Участок 2: повторим те же расчеты, не забыв, что расход воздуха через этот участок уже будет составлять 220+350=570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 250 мм, скорость – 3,23 м/с. Потеря давления составит 0,9 Па/м х 20 м = 18 Па.
Участок 3: расход воздуха через этот участок будет составлять 1070 м3/ч.
Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 3,82 м/с. Потеря давления составит 1,1 Па/м х 20= 22 Па.
Участок 4: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость – 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 20 = 46 Па.
Участок 5: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па/м х 1= 2,3 Па.
Участок 6: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 10 = 23 Па. Суммарная потеря давления в воздуховодах будет составлять 114,3 Па.
Когда расчет последнего участка завершен, необходимо определить потери давления в сетевых элементах: в шумоглушителе СР 315/900 (16 Па) и в обратном клапане КОМ 315 (22 Па). Также определим потерю давления в отводах к решеткам (сопротивление 4-х отводов в сумме будут составлять 8 Па).
Определение потерь давления на изгибах воздуховодов
График позволяет определить потери давления в отводе, исходя из величины угла изгиба, диаметра и расхода воздуха.
Пример. Определим потерю давления для отвода 90° диаметром 250 мм при расходе воздуха 500 м3/ч. Для этого найдем пересечение вертикальной линии, соответствующей нашему расходу воздуха, с наклонной чертой, характеризующей диаметр 250 мм, и на вертикальной черте слева для отвода в 90° находим величину потери давления, которая составляет 2Па.
Принимаем к установке потолочные диффузоры серии ПФ, сопротивление которых, согласно графику, будет составлять 26 Па.
Теперь просуммируем все величины потери давления для прямых участков воздуховодов, сетевых элементов, отводов и решеток. Искомая величина 186,3 Па.
Мы рассчитали систему и определили, что нам нужен вентилятор, удаляющий 1570 м3/ч воздуха при сопротивлении сети 186,3 Па. Учитывая требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор ВЕНТС ВКМС 315.
Определение потерь давления в обратном клапане.
Подбор необходимого вентилятора.
Определение потерь давления в шумоглушителях.
Определение потерь давления на изгибах воздухуводов.
Определение потерь давления в диффузорах.
Системы удаления дыма: скорость и производительность
09/23/2018
Ни для кого не секрет, что от работы систем вентиляции и кондиционирования может зависеть жизнь человека. «Производственная компания «ВТВ-Инжиниринг» поможет вам выбрать подходящий тип клапанов для системы вентиляции и дымоудаления, которые отвечают за высокий уровень безопасности. Хорошая вентиляция, правильно настроенные клапаны удаления дыма и прочих продуктов сгорания способны свести до минимума последствия возгораний в торговых центрах и прочих местах скопления людей.
Какова скорость воздуха в системе дымоудаления?
Для правильной работы вытяжек требуется проводить сервисные работы раз в три месяца. Техническое обслуживание проводится один раз в 6 месяцев. Все работы проводятся специалистами, и результаты своих осмотров они фиксируют в актах. Если при очередном осмотре систем удаления дыма есть разница в показателях, то требуется незамедлительный ремонт.
Скорость воздуха в системе дымоудаления — один из важных показателей правильной работы системы. Есть рекомендуемые показатели работы. Обычно они равны 9-11 м/с. При этом 11 м/с – это максимальная скорость воздуха в клапане дымоудаления. Отклонения от этих показателей может привести к серьезным нарушениям работоспособности систем дымоудаления.
Производительность системы дымоудаления
Скорость в клапане дымоудаления не единственный показатель правильной работы системы. Специалисты также обращают внимание на производительность систем. Зачастую все системы удаления дыма и продуктов сгорания имеют производительность 2000-8000 м3/ч. Если говорить о приточных системах, то производительных гораздо выше — 20000 м3/ч.
Пока сообщений нет
Написать отзывПроектирование системы вентиляции — расчет производительности, выбор вентилятора
Чтобы обеспечить качественное вентилирование дома, мало лишь выбрать любую понравившуюся систему вентиляции – необходимо выяснить, какой объем воздуха будет выводиться из помещений, и сколько свежего воздуха надо поставлять с улицы.
Говоря иначе, необходимо проектирование системы вентиляции, целью которого является узнать оптимальный воздухообмен дома, и уже исходя из этих данных подобрать систему вентиляции: вентиляторы определенной мощности, каналы и т.д.
Содержание
- Определение производительности по воздуху
- Выбор вентилятора и калорифера
- Рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума
Расчет вентиляции – это ответственная и сложная работа проектировщиков, выполнение которой требует высокой квалификации.
Проектируя системы вентиляции, необходимо найти оптимальное соотношение между мощностью вентилятора, уровнем шума и диаметром воздуховодов.
При выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать следующие параметры:
• Производительность по воздуху;
• Скорость потока воздуха и площадь сечения воздуховодов;
• Мощность калорифера;
• Рабочее давление, создаваемое вентилятором;
• Допустимый уровень шума.
Ниже приводится упрощенная методика подбора основных элементов системы приточной вентиляции, используемой в бытовых условиях.
Определение производительности по воздуху
Производительность по воздуху, измеряемая в кубометрах в час, показывает величину воздухообмена, который должен быть обеспечен в помещении.
Определяется данная величина от кратности воздухообмена, то есть от того, сколько раз в час происходит полная замена воздуха.
Зависит кратность воздухообмена от назначения помещения, его размеров, наличия в нем людей и различного производственного оборудования.
Для этого необходим поэтажный план помещений с экспликацией, в которой указаны наименования (назначения) каждого помещения и его площадь.
Определение производительности по воздуху
Производительность будущей вентиляционной системы по воздуху можно (и нужно) определять двумя способами.
1. По кратности воздухообмена:
L = n * S * H
где
n – кратность воздухообмена в соответствии с требованиями ГОСТ и СНиП;
S – площадь помещения, м.кв.;
H – высота потолочного перекрытия, м.
Так, например, для жилого помещения объемом 200 м3 зачастую достаточно однократного обмена воздуха, а для производственного цеха такого же объема воздух должен заменяться 2-3 раза в час.
2. По количеству людей:
L = N * Lнорм
где
N – предполагаемое количество находящихся в помещении людей;
Lнорм — часовой расход воздуха из расчета на одного человека, м3/ч.
Lнорм регламентируется Строительными Нормами и Правилами. Для людей, находящихся в состоянии покоя (жилые квартиры и дома), Lнорм соответствует 20 м3/ч; для работников офиса Lнорм=40 м3/ч, а для работников физического труда Lнорм=60 м3/ч.
Например, для помещения площадью 50 квадратных метров с высотой потолков 3 метра (объем 150 кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров в час.
Так, для большинства жилых помещений, достаточно однократного воздухообмена, для офисных помещений требуется 2-3 кратный воздухообмен.
Если это офисное помещение 100 кв.м. и в нем работает 50 человек (допустим операционный зал), то для обеспечения вентиляции необходима подача около 3000 м3/ч.
Расчет воздуховодов вентиляции производят на основании большего значения, полученного по одной из выше приведенных формул.
Рассчитав необходимый воздухообмен, выбираем вентилятор или приточную установку соответствующей производительности.
При этом необходимо учитывать, что из-за сопротивления воздухопроводной сети происходит падение производительности вентилятора.
Зависимость производительности от полного давления можно найти по вентиляционным характеристикам, которые приводятся в технических характеристиках оборудования.
участок воздуховода длиной 15 метров с одной вентиляционной решеткой создает падение давления около 100 Па.
Типичные значения производительности систем вентиляции:
Для квартир — от 100 до 600 м3/ч;
Для коттеджей — от 1000 до 3000 м3/ч;
Для офисов — от 1000 до 20000 м3/ч.
Выбор вентилятора и калорифера
Скорость воздуха
Важным параметром для расчета вентиляции является допустимая скорость воздушного потока.
Для комфортного регулирования воздухообмена от скорости воздуха зависит площадь поперечного сечения воздуховодов.
Согласно справочной литературе при проектировании воздуховодов систем вентиляции руководствуются следующими значениями скорости воздушного потока:
— жилые и общественные помещения – 1,5…5 м/сек;
— производственные площади – до 12 м/сек.
Зная кратность воздухообмена и максимально допустимую скорость воздушного потока, можно определить площадь поперечного сечения воздуховодов.
Выбор воздуховодов
После определения сечения воздуховодной магистрали приступают к выбору воздуховодов по геометрическим параметрам. Форма воздуховодов в поперечном сечении может быть круглой или прямоугольной (реже овальной или квадратной). По площади воздуховода и форме сечения выбирают типоразмер вентиляционного канала.
В прямоугольных воздуховодах, для уменьшения потерь давления и снижению шума, соотношение сторон должно не превышать значение три к одному (3:1). При выборе сечения воздуховодов нужно руководствоваться тем, что скорость в магистральном воздуховоде должна быть до 5 м/с, а в ответвлениях до 3 м/с. Рассчитать размеры сечения воздуховода можно определяются по диаграмме приведенной ниже.
Диаграмма зависимости сечения воздуховодов от скорости и расхода воздуха
На диаграмме горизонтальные линии отображают значение расхода воздуха, а вертикальные линии – скорость.
Косые линии соответствуют размерам воздуховодов.
Подбираем сечение ответвлений магистрального воздуховода (которые заходят непосредственно в каждую комнату) и самого магистрального воздуховода для подачи воздуха расходом L=360 м3/час.
Если воздуховод с естественной вытяжкой воздуха, то нормируемая скорость движения воздуха в нем не должна превышать 1м/час. Если же воздуховод с постоянно работающей механической вытяжкой воздуха, то скорость движения воздуха в нем выше и не должна превышать 3 м/с (для ответвлений) и 5 м/с для магистрального воздуховода.
Подбираем сечение воздуховода при постоянно работающей механической вытяжке воздуха.
Слева и справа на диаграмме обозначены расходы, выбираем наш (360 м3/час).
Далее, движемся по горизонтали до пересечения с вертикальной линией соответствующей значению 5 м/с (для максимального воздуховода).
Теперь, по линии скорости опускаемся вниз до пересечения с ближайшей линией сечения.
Получили, что сечение нужного нам магистрального воздуховода 100х200 мм или Ø150 мм.
Для подбора сечения ответвления движемся от о расхода 360 м3/час по прямой до пересечения со скоростью 3 м3/час.
Получаем сечение ответвления 160х200 мм или Ø 200 мм.
Эти диаметры будут достаточными при установке только одного вытяжного канала, например на кухне.
Если же в доме будет установлено 3 вытяжных вентканала, например в кухне, санузле и ванной комнате (помещения с самым загрязненным воздухом), то суммарный расход воздуха, который нужно отвести мы делим на количество вытяжных каналов, т. е. на 3. И уже на эту цифру подбираем сечение воздуховодов.
Выбор вентилятора
После расчета требуемого воздухообмена можно выбрать вентилятор соответствующей производительности. При этом необходимо оставлять запас по мощности, так как система воздуховодов оказывает определенной сопротивление воздушным потокам
При выборе вентилятора для канальной системы вентиляции следует учитывать, что сеть воздуховодов в любом случае будет иметь потери давления по следующим причинам:
— разгерметизация в местах стыков отдельных элементов воздуховода между собой и с канальным оборудованием;
— местные аэродинамические сопротивления (фильтры, рекуператоры, разветвления и пр.).
Чем длиннее и разветвленней вентиляционная магистраль, тем большими будут потери, соответственно, вентилятор нужно выбирать мощнее.
Однако слишком мощный вентилятор приведет к неоправданным эксплуатационным затратам, в частности к повышенному расходу электроэнергии.
От правильного выбора вентилятора будет зависеть эффективность работы всей системы канальной вентиляции.
Ориентировочно для вентиляционных сетей средней протяженности можно выбрать такой вентилятор, чтобы он с требуемой производительностью по воздуху справлялся на 90% своей мощности. Остальные 10% оставляются «про запас» — на будущую разгерметизацию и ухудшение аэродинамики за счет загрязнения воздуховодов.
Есть еще один момент, который желательно учитывать при выборе вентилятора.
Вентилятор является основным источником шума и вибраций в вентиляционной сети.
Чем больше диаметр лопастей, тем выше их линейная скорость (на крайних точках лопаток при одной и той же частоте вращения рабочего колеса).
Другими словами, чем меньше диаметр рабочего колеса вентилятора, тем меньше вибраций и шума он будет создавать.
Остальное канальное оборудование выбирается по своим характеристикам в зависимости от назначения и условий эксплуатации системы вентиляции.
Для квартир обычно выбираются вентиляторы производительностью не более 500 м3/ч, а для производственных цехов и крупных офисных помещения эта величина может доходить 10000 м3/ч.
После выбора вентилятора необходимо определиться с типом и мощность калорифера.
Мощность калорифера
Предназначен он для подогрева поступающего в вентиляционную систему наружного воздуха в зимний период.
Как правило, нагрев такого воздуха осуществляется до +16-18°С. В зависимости от способа нагрева воздуха, различают водяные и электрические калориферы.
Водяные, в которых нагрев воздуха осуществляется за счет системы отопления здания, используются в основном в том случае, когда электрические по тем или иным причинам использовать невозможно.
Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха.
Два последних параметра определяются СНиП.
При этом приточная система желательно должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года, дабы не платить большие счета за электричество (если стоит электрический калорифер, возможно обустройство водяного калорифера).
При расчете мощности калорифера необходимо учитывать следующие ограничения:
Возможность использования однофазного (220 В) или трехфазного (380 В) напряжения питания. При мощности калорифера свыше 5 кВт необходимо 3-х фазное подключение, но в любом случае 3-х фазное питание предпочтительней, так как рабочий ток в этом случае меньше.
Максимально допустимый ток потребления. Ток, потребляемый калорифером, можно найти по формуле:
I = P / U, где
I — максимальный потребляемый ток, А;
Р — мощность калорифера, Вт;
U — напряжение питание:
220 В — для однофазного питания;
660 В (3 × 220В) — для трехфазного питания.
В случае если допустимая нагрузка электрической сети меньше чем требуемая, можно установить калорифер меньшей мощности. Температуру, на которую калорифер сможет нагреть приточный воздух, можно рассчитать по формуле:
ΔT = 2,98 * P / L, где
ΔT — разность температур воздуха на входе и выходе системы приточной вентиляции,°С;
Р — мощность калорифера, Вт;
L — производительность по воздуху, м3/ч.
Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов.
Если использовать электрический калорифер с расчетной мощностью не представляется возможным, следует установить калорифер, использующий в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления (водяной калорифер).
Рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума
После расчета производительности по воздуху и мощности калорифера приступают к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов) и распределителей воздуха (решеток или диффузоров).
Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов.
Далее по этой схеме рассчитывают три взаимосвязанных параметра — рабочее давление, создаваемое вентилятором, скорость потока воздуха и уровень шума.
Требуемое рабочее давление определяется техническими характеристиками вентилятора и рассчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, типа распределителей воздуха.
Чем длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно быть давление, создаваемое вентилятором.
Проводим аэродинамический расчет, находим внешнее давление сети воздуховодов.
От диаметра воздуховодов зависит скорость потока воздуха.
Обычно эту скорость ограничивают значением от 2,5 до 4 м/с. При больших скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума.
В тоже время, использовать «тихие» воздуховоды большого диаметра не всегда возможно, поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве. А межпотолочное пространство любят уменьшать.
Для снижения этих значений до допустимых нормативов оптимальным образом подбирается мощность оборудования и конфигурация трассы.
Также дополнительно на выходе вентилятора может быть установлен специальный поглотитель шума.
Для бытовых систем приточной вентиляции обычно используются гибкие воздуховоды сечением 160—250 мм и распределительные решетки размером 200×200 мм — 200×300 мм.
Скорость воздуха в помещении — Проектирование зданий
Скорость воздуха влияет на скорость теплопередачи между этим воздухом и прилегающими поверхностями. Чем выше скорость воздуха, движущегося по поверхности, тем выше будет теплопередача. Более высокие скорости могут быть полезны там, где требуется теплопередача, например, при передаче тепла между тепловой массой здания и воздухом внутри него, но могут быть нежелательными при других обстоятельствах, например, при обмене тепла с холодной внутренней поверхностью. окна.
Это динамические отношения. Чем больше разница температур между поверхностью и воздухом рядом с ней, тем вероятнее будет скорость воздуха и, следовательно, тем выше будет скорость передачи тепла. Это проявляется, например, в холоде, который ощущается рядом с холодным окном.
Передача тепла между поверхностью и прилегающим к ней воздухом будет зависеть от шероховатости поверхности, скорости и турбулентности воздуха, разницы температур между воздухом и поверхностью, а также геометрии и ориентации поверхности.
Скорость воздуха в помещении также влияет на тепловой комфорт людей в помещениях. Чем больше скорость воздуха, тем сильнее теплообмен между людьми в помещении и воздухом вокруг них. В некоторых случаях может быть желательна более высокая скорость воздуха, например, в жаркую погоду можно включить вентилятор, чтобы увеличить скорость, с которой тело может терять тепло в окружающую среду. Однако при других обстоятельствах это может быть нежелательно, например, в более холодных условиях, когда более высокие скорости воздуха могут быть заметны как сквозняк.
Как правило, скорости воздуха внутри зданий относительно низкие по сравнению с внешними, однако диапазон скоростей воздуха может быть довольно большим. Могут быть полностью застойные зоны, где скорость воздуха близка к 0 м / с, в то время как в высоких, естественно вентилируемых помещениях, где есть большая разница между внутренней и внешней температурой воздуха, или в больших механически вентилируемых помещениях, внутренние скорости воздуха могут быть несколько м / с.
В 1999 году главные вентиляционные отверстия на крыше были открыты в Millennium Dome в Гринвиче, Великобритания, и все двери по периметру были закрыты, кроме главного входа, и тогда стало возможным запускать воздушного змея внутри здания, внутренний воздух скорости были такими высокими.
Однако ниже приведены некоторые более типичные диапазоны:
| 0 м / с | Стационарная воздушная. Обратите внимание, что для поддержания качества воздуха в помещении требуется минимальная скорость воздухообмена. |
| 0,1 м / с | Может использоваться как предполагаемая внутренняя скорость воздуха в некоторых простых расчетах теплопередачи. |
| от 0,1 до 0,15 м / с и более | Зимой может ощущаться как сквозняк в холодном климате. |
| 0.3 м / с и выше | Летом может ощущаться как сквозняк в холодном климате. |
| 0,8 — 1 м / с и более | Может ощущаться как сквозняк в жарком климате. |
Эти значения являются лишь приблизительными, поскольку их восприятие людьми будет зависеть от широкого диапазона параметров, таких как их личные предпочтения, одежда, активность и т. Д., А также других характеристик, таких как разница между температурой воздуха и температурой воздуха. температура человека, степень турбулентности в воздухе, влажность воздуха, лучистая температура в помещении и т. д. также будут влиять на то, что может считаться приемлемым.
Точное прогнозирование внутренних скоростей воздуха очень сложно и может потребовать использования вычислительной гидродинамики. Точно так же измерение внутренних скоростей воздуха, особенно там, где они очень низкие, представляет собой сложный процесс, и большинство датчиков движения воздуха предназначены для измерения более высоких скоростей снаружи или в определенных местах, например, в вентиляционных каналах.
[править] Внешние ссылки
- Утвержденный документ F.
- ASHRAE 55.
- ISO 7730.
Рекомендации по скорости воздуха — Capital Coil & Air
Высота, длина и результирующая скорость воздуха имеют большое значение при определении размера и производительности змеевика. Шаг № 1 в определении размера и характеристик змеевика зависит от понимания скорости движения воздуха на поверхности змеевика и скорости движения воздуха через змеевик. Используете ли вы программу выбора змеевиков CCA для определения размера змеевика или заменяете существующий змеевик; высота, длина и результирующая скорость определяют все.
Бустерные змеевики горячей водыКаждая катушка имеет определенную оптимальную скорость, поэтому вы должны быть уверены, что находитесь в пределах 30% (+ или -) от этого числа. Например, бустерные катушки имеют оптимальную скорость 800 футов в минуту. Это означает, что вы можете снизить скорость до 600 футов в минуту или, наоборот, увеличить скорость до 1000 футов в минуту. Скорости в воздуховоде почти всегда выше, а это значит, что вам нужно будет перейти на катушку большего размера. Постарайтесь достичь скорости 800 футов в минуту, насколько это возможно, при этом подбирая размер катушки, чтобы сделать переход как можно более легким.Все, что связано с катушками, — это баланс.
Змеевики для горячей воды и параПодобно бустерным змеевикам, змеевики с горячей водой и паром также должны иметь боковую скорость примерно 800 футов в минуту. И паровые, и водяные змеевики имеют только ощутимый нагрев, поэтому их удельная скорость может быть одинаковой. Скорость движения лица в конечном итоге контролирует стоимость змеевика, поэтому скорость 800 футов в минуту действительно является «золотым пятном» для нагревательного змеевика.
Если вы покупаете кондиционер, часто нагревательный змеевик меньше, чем охлаждающий змеевик, потому что торцевые скорости на нагревательных змеевиках могут превышать скорости охлаждающих змеевиков.Из-за уноса воды скорость охлаждающих змеевиков не может превышать 550 футов в минуту, в то время как нагревательные змеевики имеют дело только с явным теплом.
Змеевики с охлажденной водой и DXИз-за ограниченной скорости вращения охлаждающих змеевиков ваш выбор более ограничен. С охлаждающими змеевиками скорость вашего лица должна быть где-то в пределах от 500 футов в минуту до 550 футов в минуту. Помните, что при работе с охлаждающими змеевиками вы имеете дело как с явным, так и с скрытым охлаждением, поэтому змеевик влажный. Когда вы превышаете 550 футов в минуту, вода уносится за сливные поддоны.
Если вы покупаете установку для обработки воздуха, вы, вероятно, не будете беспокоиться о торцевой скорости змеевика, так как большинство змеевиков имеют предварительно заданные размеры с приемлемыми боковыми скоростями. Фанкойлы также поставляются с предварительно заданными размерами и подходящими CFM. Однако, если вы заменяете существующий охлаждающий змеевик, скорость забоя должна оставаться на уровне или ниже 550 футов в минуту !!
Расслоение воздуха в змеевикеВоздух не проходит равномерно по поверхности змеевика.Если бы вы разделили катушку на (9) равные секции, как доска для крестиков-ноликов, вы бы увидели, что большой процент воздуха проходит через центральный квадрат, а не через угловые квадраты. В идеальной схеме воздушного потока 11% воздуха проходит через каждый из 9 квадратов, но этого не происходит. Поскольку через центр змеевика проходит больше воздуха, не следует размещать вентилятор слишком близко к змеевику . Из-за централизованного воздушного потока большинство систем являются проточными, а не продувочными.Вот почему вы не хотите устанавливать змеевик рядом с любыми углами / поворотами в 90 градусов в воздуховоде. Избегайте любых ситуаций, которые способствуют большему, чем «естественное» расслоение воздуха, чтобы обеспечить максимальную эффективность змеевика.
В некоторых ситуациях, связанных с охлаждающими змеевиками, у вас будет унос воды даже при правильном размере змеевика. Как такое могло случиться? Снова подумайте о доске для игры в крестики-нолики. Скорость воздуха в центре змеевика превышает 700 футов в минуту, а в углах — около 300 футов в минуту.Это не может и не будет работать.
Катушки не имеют движущихся частей. Они просто реагируют на воздух снаружи катушки и все, что проходит внутри катушки. Катушки на 100% являются функцией всей вашей системы, а также установки в целом.
Capital Coil & Air готов помочь с выбором катушек, что поможет избежать дорогостоящих ошибок, ведущих к потере времени и денег. Позвоните нам по поводу вашего следующего проекта, мы очень надеемся на сотрудничество с вами!
СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ
Охлажденная вода, DX (расширительные змеевики) и отвод влаги
Советы по обозначению рук и противоток
Змеевики и противоток: 5 общих вопросов
Теги: #hotwatercoils, Бустерные змеевики, Capital Coil & Air, Охлаждающие змеевики, охлаждающие змеевики, Катушки с прямым расширением, Катушки DX, Испарительные змеевики, Горячие водяные змеевики, Быстрые корабли, запасные змеевики, Паровые змеевики, водяные змеевики
Почему важна конструкция ребер на сменных змеевиках системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха? Катушки и противоток: 5 общих вопросовРАЗМЕР ФИЛЬТРА
РАЗМЕР ФИЛЬТРА- ЦЕЛЬ:
- Чтобы узнать о необходимости правильного выбора размера воздушного фильтра.
- ЗАДАЧИ:
- Студенты смогут:
- 1. Понять потери энергии из-за неправильного размера фильтра
- 2. Фильтры возвратного воздуха подходящего размера.
- УРОК / ИНФОРМАЦИЯ:
- Весь воздух, поступающий в систему HVAC, проходит через фильтр возвратного воздуха. Теоретически размер фильтра должен соответствовать требованиям системы в кубических футах в минуту.Слишком маленький фильтр вызовет ряд проблем. Фильтр будет очень быстро засоряться, если его размер будет меньше, что уменьшит поток воздуха. Скорость воздуха также становится критической с уменьшением размера, и грязь будет проходить сквозь фильтр, а не оставаться в нем. Грязь в конечном итоге попадет на крыльчатку вентилятора и уменьшит площадь поверхности змеевика испарителя и ограничит поток воздуха. Слишком маленький фильтр и решетка будут вибрировать и свистеть, что может раздражать. Система пытается втянуть расчетное количество воздуха, и, если фильтр не пропускает поток, воздух будет втягиваться из любой возможной трещины.Каждая система, независимо от того, насколько воздухонепроницаема вы ее сконструируете, будет иметь небольшие трещины, через которые грязный теплый воздух будет попадать в систему при увеличении статического давления. Фильтр с большой площадью поверхности нейтрализует влияние этих трещин за счет более низкого статического давления и более низкой скорости воздуха.
- Рекомендуемая минимальная площадь поверхности фильтра составляет 2,50 кубических футов в минуту (куб. Фут / мин) на квадратный дюйм площади фильтра.
- Пример 1:
- 2000 кубических футов в минуту ÷ 250 дюймов = 800 квадратных дюймов или решетка фильтра 20 «X 40».
- Максимально допустимая скорость фильтра составляет 300 футов в минуту (фут / мин) для одноразовых фильтров. В приведенном выше примере будет получено 360 кадров в минуту, и одноразовый фильтр использовать нельзя. Для достижения наилучших результатов используйте 2,00 кубических фута в минуту на квадратный дюйм площади фильтра.
- Пример 2:
- 2000 ÷ 200 дюймов = 1000 квадратных дюймов фильтра 40 «X 24». Обычно используются два гриля размером 20 на 25 дюймов каждый.
- Вторая формула работает во всех жилых помещениях.При использовании 2,00 кубических футов в минуту на квадратный дюйм скорость воздуха через фильтр не будет превышать 300 футов в минуту в единицах от 1 до 5 тонн.
- В приложениях с ограниченным пространством одноразовый фильтр может быть расположен в обратном канале. При использовании фильтров, установленных в воздуховоде, проконсультируйтесь с литературой производителя относительно размеров возвратной решетки, чтобы предотвратить шум и уменьшить ограничения.
- В жилых помещениях мы находим множество типов воздушных фильтров:
- Рисунок 1. Одноразовый фильтр
- Рисунок 2.Моющийся постоянный фильтр
- Рисунок 3. Фильтр типа материала
- Рисунок 4. Электронный воздушный фильтр
- Тип носителя более эффективен, чем одноразовый, а электронный тип удаляет частицы размером до 0,1 микрона.
- ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ:
- Продемонстрируйте эффект уменьшения площади фильтра с помощью воздуходувки 1200 кубических футов в минуту, подключенной к корпусу решетки фильтра 20 «X 30» со стандартным одноразовым фильтром 20 «X 30».
- 1. Установите нагнетатель, измерьте и запишите потребляемую мощность двигателя при оборотах двигателя.
- 2. Измерьте и запишите скорость и объем воздуха.
- 3. Закройте поверхность решетки фильтра картоном или аналогичным материалом — 20 «X 20».
- Измерение и запись:
- A. Обороты двигателя ________
- B. Мощность усилителя двигателя ________
- C. Скорость воздуха ________
- D. Объем воздуха ________
- E. Уровень шума ________
- 4.Отрежьте поверхность, как в шаге 3, до 20 «X 15».
- Измерение и запись:
- A. Обороты двигателя _______
- B. Мощность усилителя двигателя ________
- C. Скорость воздуха ________
- D. Объем воздуха ________
- E. Уровень шума _________
- 5. Отрежьте поверхность, как в шаге 3, размером 20 «X 10».
- Измерение и запись:
- A. Обороты двигателя _______
- B. Мощность усилителя двигателя ________
- С.Скорость воздуха ________
- D. Объем воздуха ________
- E. Уровень шума _________
Комментарии или вопросы: [email protected]
Вернуться в меню HVAC
Скорость захвата — обзор
Метод B: Использование моделей средней скорости со скоростью захвата
Скорость захвата определяется как скорость вне выхлопа, необходимая для захвата загрязнителя, наиболее удаленного от отверстия, когда он высвободил свою начальную энергию. и перенесите в проем.Выбор скорости захвата зависит от скорости генерации источника, скорости, направления и распространения, а также от эффектов возмущений, таких как поперечные сквозняки. Некоторые проблемы с этой процедурой проектирования: образующиеся загрязнители обычно не имеют одной единственной скорости, и максимальная скорость выброса обычно неизвестна, равно как и временное и пространственное распределение скорости выброса. Некоторые очень приблизительные рекомендуемые скорости захвата для различных процессов приведены в таблице 10.2. 37 Следует подчеркнуть, что эти значения были одинаковыми с момента их первой публикации в 1940-х годах. 10 , 16 Было опубликовано мало результатов относительно скорости захвата. Большинство этих исследований показали, что скорость захвата — непростой инструмент в использовании. 8 , 38
ТАБЛИЦА 10.2. Скорости захвата для различных промышленных процессов
| В каждой категории ниже показан диапазон скоростей захвата. Правильный выбор значений зависит от нескольких факторов. Нижний предел диапазона, 1. Минимальные или благоприятные для захвата потоки воздуха в помещении, 2.Загрязняющие вещества с низкой токсичностью или опасной ценностью, 3. Периодически низкая продукция, 4. Большой кожух — большая воздушная масса в движении. Верхний предел диапазона, 1. Мешающие воздушные потоки в помещении, 2. Загрязняющие вещества с высокой токсичностью, 3. Высокая производительность или интенсивное использование, 4. Небольшой вытяжной шкаф — только местное управление. | ||
|---|---|---|
| Условия рассеивания загрязнителя | Примеры | Скорость захвата (м / с) |
| Выпущено практически без скорости в спокойный воздух | Испарение из резервуаров, обезжиривание и т. Д. | 0,25-0,50 |
| Выпускается с низкой скоростью в умеренно неподвижный воздух | Окрасочные камеры, периодическое наполнение контейнеров, низкоскоростной конвейерный перенос, сварка, гальваника, травление | 0,5-1,0 |
| Активная генерация в зону быстрого движения воздуха | Распылительная покраска в неглубоких камерах, наполнение бочек, загрузка конвейера, дробилки | 1,0-2,5 |
| Выпускается с высокой начальной скоростью в зону очень быстрого движения | Шлифовка, абразивоструйная обработка, галтовка | 2 .5-10 |
Было опубликовано множество уравнений и рисунков скоростей вне основных выпускных отверстий. Есть некоторые обобщения и сравнения уравнений. 34 , 39 Эти уравнения являются эмпирическими, теоретическими или полуэмпирическими описаниями, но все они были тщательно исследованы и проверены, и они надежны, пока предпосылки совпадают с исходными описаниями. 7 Большинство уравнений описывают скорость вдоль центральной оси отверстий различной формы.
Уравнения (10.23) и (10.7) использовались в качестве основы для оценок средней скорости. Обычно эти уравнения модифицируются эмпирически в зависимости от формы выхлопа. Результатом являются специальные уравнения для круглых отверстий, квадратных отверстий, прямоугольных отверстий с различными боковыми соотношениями, прорезей и т. Д. Дальнейшие модификации вносятся, когда кожухи работают с фланцами. Модификации фланцев приводят к более низким расходам при той же скорости захвата или более высоким скоростям захвата при той же скорости потока.
Уравнения для средней скорости вне круглого, квадратного, прямоугольного и щелевого выхлопа без фланцев и с фланцами представлены в таблице 10.3. Эти уравнения были выбраны для максимально широкого применения. Для очень подробных расчетов рекомендуется обращаться к источникам оригинальных исследований. 37 , 39 , 40
ТАБЛИЦА 10.3. Уравнения для средней скорости
| Форма капота | Средняя скорость | Ссылки |
|---|---|---|
| Круглый, без фланцев | VV0 = 112.7ċz2 + 1 | Burgess et al., 40 Dittes et al. 37 |
| Круглый, с фланцем | VV0 = 18ċz2 + 1 | Берджесс и др., 40 Янссон 34 |
| V = средняя скорость, V 0 = кожух скорость лица ( Q / A ), z = расстояние от лицевой стороны кожуха по центральной линии / диаметр отверстия | ||
| Квадрат без фланцев | VV0 = 18.6ċz2 + 0,93 | Burgess et al. 40 |
| Квадрат, фланцевый | VV0 = 16,3ċz2 + 0,25 | Burgess et al. 40 |
| V = скорость по средней линии, V 0 = скорость лицевой стороны колпака ( Q / A ), z = расстояние от лицевой стороны колпака по средней линии / длина одной стороны | ||
| Прямоугольный, без фланцев | VV0 = 110 (X2 (WċL) +1) | Burgess et al., 40 Braconnier 33 |
| Прямоугольный, с фланцем | VV0 = 12π [0.25+ (XW) 2] 0,5ċ [0,25+ (XL) 2] 0,5 | Burgess et al. 40 |
| V = скорость осевой линии, V 0 = скорость лицевой стороны кожуха ( Q / (L · W )), W = ширина кожуха, L = длина кожуха, X = расстояние от лицевой стороны кожуха по средней линии | ||
| Паз, без фланцев | VV0 = 0,27ċ (XW) -1,0 | Burgess et al. 40 |
| Паз, фланцевый | VV0 = 0.36ċ (XW) −1,0 | Берджесс и др. |
| V = скорость по средней линии, V 0 = скорость лицевой стороны кожуха ( Q / (Д · Ш )), W = ширина кожуха, L = длина кожуха, X = расстояние от поверхности колпака по средней линии и в самой длинной плоскости | ||
Для выхлопных труб с фланцами предполагается, что фланцы в принципе имеют бесконечную ширину. Это достигается только приблизительно для проема в стене.Если ширина фланца больше, чем квадратный корень из площади отверстия 10 , 41 , было обнаружено, что средние скорости практически равны скоростям для отверстий с бесконечным фланцем. Скорости в регионах, отличных от центральной линии, не исследовались таким же образом, но на скорости недалеко от центральной линии следует влиять примерно в той же степени, что и на средней линии.
Почему 90 футов в минуту считается стандартом для воздушного потока в чистых помещениях?
«Вероятно, самый важный фактор в Dr.Концепция Уитфилда [однонаправленного] воздушного потока заключалась в том, что это была совершенно другая идея о контроле за загрязнением », — вспоминает Марш. «Зачем пытаться« контролировать »заражение? Почему бы просто не устранить это? »
По словам Марша, ранние попытки измерить загрязнение по воздуху в комнатах и шкафах с однонаправленным потоком дали почти нулевое количество частиц, даже при биологическом измерении в чашках Петри в их рабочей среде. «Возможные улучшения в оборудовании для обнаружения и счета частиц продолжают ставить под сомнение эту проблему», — отмечает он.
Зачем пытаться «контролировать» заражение? почему бы просто не устранить это?
Легенды
Те, кто работал в этой отрасли в начале 1960-х годов, имеют свои собственные теории. «Гордон Кинг сказал мне, что скорость 90 футов в минуту была выбрана в качестве скорости, при которой частица определенного размера будет вынесена из этого потолка на пол, прежде чем она упадет на рабочую поверхность», — говорит Джордж Кэдвелл, бывший вице-президент Flanders Filters (и действующий консультант компании).«Гордон не мог вспомнить размер частицы, но мой хороший друг Виджаякумар рассчитал для меня размер, и он оказался где-то выше 200 [мкм], что заставляет меня думать, что если есть хоть какое-то доверие к рассказу Гордона, то 90 футов в минуту был разработан для уноса частиц из блока фильтров до того, как они попадут в воздушный поток ».
Кэдвелл также вспоминает, как Уитфилд сказал Биллу Уайту, что причиной 90 футов в минуту было то, что вентилятор, который он производил слишком много шума, если он работал с более высокой громкостью, но что 90 футов в минуту было необходимо, чтобы смыть все частицы, которые образовались при нескольких люди были в комнате.
Не все уверены, что 90 кадров в минуту — единственная эффективная скорость для однонаправленного потока. «Быстрее движущийся воздух не обязательно лучше», — говорит Бранде. «Это может показаться нелогичным, но снижение скорости полета может обеспечить лучшую защиту в критической зоне. Увеличение воздушной скорости может даже оказаться контрпродуктивным из-за увеличения турбулентности и обратного воздушного потока вокруг препятствий ».
ФС 209
В декабре 1963 года скорость 90 футов в минуту была кодифицирована, когда лаборатория Sandia выпустила Федеральный стандарт 209 «Требования к чистым помещениям и рабочим местам, контролируемая среда», в котором в необязательном приложении говорилось, что в чистых помещениях скорость воздушного потока должна составлять 90 футов в минуту (в пределах ± 20). fpm).
Комитет FS 209 был выбран Гордоном Кингом, который отвечал за объединение различных военных требований ВВС, ВМФ и армии США, чтобы получить общую спецификацию чистых помещений, используемых для создания боеголовок и систем наведения — систем с более чем тысяча движущихся частей.
По словам Бранде, 90 кадров в минуту стало стандартом для фармацевтической промышленности, потому что FDA использовало FS 209 в качестве эталона. Указание 90 футов в минуту оставалось в силе после многих изменений в FS 209 (см. График), отчасти из-за беспокойства агентства по поводу движения воздуха в точке заполнения vs.скорость воздушного потока, измеренная на фильтре над асептической операцией. Однако периодически возникали вопросы о его универсальной полезности.
На двадцатом ежегодном собрании Ассоциации тестирования контролируемой среды в 2012 году, например, в комментариях к «Ответ на концептуальный документ FDA: стерильные лекарственные препараты, произведенные с помощью асептической обработки» было высказано предположение, что 90 футов в минуту было «известно как заблуждение» в индустрии чистых помещений. более 25 лет. Однако изменение стандарта, похоже, никогда не получило серьезной поддержки со стороны отрасли или регулирующих органов.
Точное измерение расхода воздуха с помощью датчика FlowStar
HVAC сегодня проектировщики должны учитывать как требования к нормам качества воздуха, установленные стандартом ASHRAE 62 (вентиляция для обеспечения приемлемого качества воздуха в помещении), так и соображения эксплуатационных расходов. Системы переменного расхода воздуха (VAV) — эффективное решение для снижения как первых затрат, так и эксплуатационных расходов для владельца здания. Поддержание надлежащей степени разбавления наружного воздуха, движения и распределения воздуха становится сложной задачей для разработчика системы VAV.Датчик воздушного потока в каждом терминале VAV измеряет поток кондиционированного воздуха и отправляет сигнал перепада давления на контроллер. Точность и диапазон датчика и контроллера воздушного потока имеют решающее значение для способности системы управлять воздушным потоком, разбавлением наружного воздуха и движением воздуха в условиях частичной нагрузки.
ПРОБЛЕМА: Расчет для условий частичной и полной нагрузки
До недавнего времени точное измерение расхода воздуха при минимальных или близких к ним условиях считалось менее важным, чем тепловой комфорт.Однако сегодня поддержание надлежащих минимальных уставок воздушного потока является первоочередной задачей для обеспечения надлежащей вентиляции в занятом помещении. Даже при использовании сложных воздухораспределителей необходимо точное управление потоком воздуха для поддержания правильного расхода воздуха, необходимого для правильной диффузии воздуха в помещении.
Разработчики систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздухавыбирают клеммы VAV для минимального падения давления и шума, что часто приводит к увеличению размеров клемм.Эти минимальные расчетные воздушные потоки могут привести к сигналам перепада давления ниже диапазона регулирования для контроллеров VAV. Результат одной из следующих двух проблем:
- Чрезмерный поток воздуха при фактической минимальной уставке превышает проектную минимальную уставку, вызывая переохлаждение помещения. Терминалы с нагревательными змеевиками будут заряжаться раньше срока, тратя энергию.
- Недостаточная вентиляция и дискомфорт из-за отсутствия воздушного потока вместо минимальной проектной мощности.
Терминалы VAV меньшего размера для размещения типичных датчиков воздушного потока приводят к более высоким перепадам давления и уровням шума, повышенному энергопотреблению и шуму в занимаемом пространстве.
Обычные датчики воздушного потока Причина проблем- Типичные датчики воздушного потока точно измеряют только при идеальных условиях впускного канала. Все, кроме прямого впускного воздуховода, приведет к смещению или изменению наклона калибровочной кривой воздушного потока, что потребует калибровки в полевых условиях.
- Любое движение гибкого воздуховода на входе оконечного устройства изменит калибровку датчика воздушного потока, изменив уставки воздушного потока.
РЕШЕНИЕ: Точное измерение воздушного потока обеспечивает надлежащую вентиляцию и стабильный контроль температуры
Для успешных систем VAV требуются датчики измерения расхода воздуха, которые могут выполнять следующие задачи:
- Обеспечивает точное и воспроизводимое измерение расхода воздуха независимо от конфигурации впускного воздуховода.
- Создайте усиленный сигнал скоростного давления при низких скоростях воздуха, чтобы обеспечить правильный размер терминала при полной нагрузке и точную работу с минимальным расходом воздуха при частичной нагрузке.
- Выполняйте эти задачи без увеличения уровня шума или падения давления.
Центральное усреднение — ключ к успеху
Датчик воздушного потока должен мгновенно усреднить все дискретные измерения давления в камере сбора давления, расположенной в центре датчика (рис. 2). Давление с низкой скоростью на одной стороне канала и давление с высокой скоростью на противоположной стороне усредняются вместе в центральной камере сбора давления перед подачей на контроллер.Усреднение по центру — единственная наиболее важная характеристика, необходимая для точного измерения расхода воздуха. Без этой функции выходной сигнал давления отражает измерение давления, ближайшего к контроллеру, а не средний перепад давления в воздуховоде.Усиление сигнала датчика воздушного потока позволяет снизить минимальные уставки воздушного потока
Для многих контроллеров VAV требуется минимальный сигнал дифференциального давления, равный 0.03 дюйма вод. Датчик воздушного потока должен быть в состоянии генерировать этот сигнал при скорости воздуха всего от 400 до 450 футов в минуту через входную муфту.
Обычные датчики воздушного потока без возможности усиления требуют приблизительно 700 кадров в минуту для создания 0,03 дюйма вод. Ст. сигнал. Если 700 футов в минуту представляет собой условие минимума 20%, скорость на входе будет 3500 футов в минуту при максимальной уставке воздушного потока. Это приводит к очень шумным условиям.Кроме того, датчик воздушного потока должен создавать диапазон перепада давления не менее одного дюйма вод. Ст. в рабочем диапазоне оконечного устройства.
Некоторые датчики воздушного потока отрицательно влияют на шум и падение давления воздуха
Некоторые конструкции датчиков воздушного потока увеличивают скорость за счет увеличения лицевой поверхности датчика (Рисунок 3). Этот метод увеличивает давление скорости двумя способами:
- Статическое давление непосредственно за датчиком снижается за счет существенного затруднения распределения воздушного потока.
- Свободная площадь входной манжеты значительно уменьшается из-за большой лицевой поверхности датчика. В результате более высокая скорость воздуха создает более высокое скоростное давление.
Этот метод амплификации имеет следующие отрицательные побочные эффекты:
- Более высокие уровни шума на терминале.
- Повышенное падение давления, увеличение потребления энергии центральным вентилятором.
Компания ENVIRO-TEC запатентовала свой новый датчик воздушного потока FlowStar ™. Запатентованный датчик потока воздуха FlowStar
ENVIRO-TEC усиливает сигнал скорости без увеличения перепада давления воздуха и шума.Датчик оснащен центральным усреднением для максимальной точности при любых условиях. Лицевая поверхность датчика была минимизирована, а ступица с аэродинамическим профилем используется для минимизации турбулентности, падения давления и генерации шума. Сигнал скоростного давления усиливается в 2,5–3 раза, обеспечивая точную и воспроизводимую скорость потока воздуха в занимаемое пространство через терминал VAV консервативного размера.
Характеристики датчика воздушного потока на выходе VAV — ключевой фактор в успешном проектировании системы HVAC.Крайне важно, чтобы проектировщик уделил этому аспекту рабочего проекта и спецификации достаточное внимание, чтобы обеспечить соответствие требованиям качества воздуха в помещении и эксплуатационных расходов в современных зданиях.
Для максимального комфорта в помещении выберите сверхтихие терминалы CFRQ с питанием от вентилятора. Этот терминал постоянного объема обеспечивает более интенсивное движение воздуха и лучшее распределение воздуха в занимаемом помещении. Датчик воздушного потока FlowStar обеспечивает достаточную вентиляцию помещения.Эта комбинация обеспечивает максимальный контроль комфорта в зоне.Рекомендуемые технические характеристики датчика воздушного потока
График VAV должен указывать минимальные и максимальные уставки воздушного потока, максимальные уровни звуковой мощности и максимальные потери давления воздуха для каждого терминала. В спецификации терминала VAV должны быть указаны требуемые характеристики датчика воздушного потока. Для максимального удовлетворения жильцов здания разработчик системы VAV должен указать датчик воздушного потока оконечного устройства, как показано ниже.
Датчик воздушного потока перепада давления должен пересекать воздуховод с использованием метода равной площади поперечного сечения или логарифмически-линейного поперечного сечения по двум перпендикулярным диаметрам. Одноосный датчик неприемлем для воздуховодов диаметром 6 дюймов и более. Должно использоваться не менее 12 точек измерения общего давления. Общее входное давление должно быть усреднено с использованием камеры давления, расположенной в центре датчика. Датчик, который подает сигнал перепада давления с одного конца датчика недопустим.Датчик должен выдавать усиленный сигнал перепада давления, который как минимум в 2,5 раза превышает сигнал эквивалентного скоростного давления, полученный от обычной трубки Пито. Датчик должен создавать перепад давления 0,03 дюйма вод. Ст. При скорости воздуха <450 футов в минуту.
Модернизация здания в соответствии с новыми стандартами качества воздуха в помещении
Датчик FlowStar доступен как отдельная станция измерения расхода воздуха. Модель RFT-MS (справа) представляет собой короткую круглую гильзу из листового металла, которую можно легко прикрепить к любому VAV-терминалу с круглым входным отверстием.Старый датчик можно снять, а затем подключить FlowStar к существующему контроллеру.
Благодаря точности FlowStar, балансировка воздуха не требует затратных по времени пересечений воздуховодов. RFT-MS снабжен отводами для балансировки поля и таблицей калибровки воздушного потока. Уставки максимального и минимального расхода воздуха можно быстро откалибровать с помощью манометра дифференциального давления.
Посетите веб-страницу RFT-MS здесь.
Начало страницы
Уровни шума при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха — передовые инженеры
С тех пор, как я начал писать эти статьи, я занялся некоторыми довольно широкими темами, такими как история скорости вентиляции и номенклатура хладагента . Сегодня я хочу обсудить соображения здравого смысла в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха — тему с немного меньшим охватом.
При проектировании системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха необходимо учитывать множество факторов, но одним из факторов, которые иногда упускают из виду, является шум, который может возникать при включении системы.Во-первых, воздухоочиститель издает шум при включенном вентиляторе. Пламя в печи также может быть довольно громким. Если воздуховоды не изолированы должным образом от этих частей оборудования, вибрации могут сотрясать воздуховоды, что также приводит к возникновению звука. Наконец, воздушный поток через воздуховоды и вентиляционные отверстия (также называемые диффузорами) может быть слышен, если они не спроектированы правильно для помещения. На этом последнем пункте я и сосредоточусь сегодня.
Точно так же, как вы слышите рев ветра в ветреную погоду, поток воздуха в воздуховоде или через диффузор может быть довольно громким.Это не такая большая проблема в заводских условиях, но может стать серьезной проблемой в церкви или центре исполнительского искусства, где тишина может быть приоритетом. Для воздуховода скорость может быть выше, если воздушный поток больше, но не издает слишком много шума. Например, воздуховод, перемещающий 6000 кубических футов в минуту (CFM) воздуха, может иметь скорость примерно до 1200 футов в минуту (FPM). Но система, движущаяся только 1000 куб. Футов в минуту, должна избегать скоростей выше 700 футов в минуту. Для использования в строительстве также есть рекомендуемые максимумы.Например, церковь должна держаться подальше от скоростей выше 800 футов в минуту, независимо от того, сколько воздуха вы двигаете.
Рассеиватели оцениваются по шкале, известной как критерий шума (NC). Фактическая шкала представляет собой набор изогнутых линий (каждая из которых имеет различный рейтинг NC) на основе уровня звукового давления (дБ) в зависимости от частоты (Гц). Для наших целей это можно рассматривать просто как меру громкости диффузора. При выборе диффузора инженер сравнивает размер диффузора с расходом воздуха, и одним из факторов является рейтинг NC.Вы просто выбираете диффузор, который издает меньше шума, чем разрешено в помещении. Очень похоже на воздушный поток, громкость диффузора имеет меньшее значение в шумной обстановке, чем в той, где вы хотите быть очень тихой.
Уровни шума — лишь один из многих факторов, которые инженеры-экспедиторы принимают во внимание при проектировании здания.