Расчет систем вентиляции: Расчет систем вентиляции, последовательность этапов по расчету вентиляции и вентиляционных установок

Содержание

Правильный аэродинамический расчет по формулам и онлайн

Аэродинамический расчет систем это очень важная составляющая проекта. Ведь именно за результатами этого расчета подбирается вентиляционное оборудование, а также в процессе подбирают размеры воздуховодов. Это прям можно назвать «сердцем» проекта. Расчет производится для круглых и прямоугольных воздуховодов, также значение имеет их материал и параметры воздуха. Разберем аэродинамический расчет воздуховодов на примере общеобменной вентиляции. Для систем аспирации и некоторых других местных вентиляционных систем расчет немножко другой.

Содержание статьи:

Основные формулы аэродинамического расчета

Первым делом необходимо сделать аэродинамический расчет магистрали. Напомним что магистральным воздуховодом считается наиболее длинный и нагруженный участок системы. За результатами этих вычислений и подбирается вентилятор. 

Рассчитывая магистральную ветвь желательно, чтобы скорость в воздуховоде увеличивалась по ходу приближения к вентилятору!

Только не забывайте об увязке остальных ветвей системы. Это важно! Если нет возможности произвести увязку на ответвлениях воздуховодов в пределах 10% нужно применять диафрагмы. Коэффициент сопротивления диафрагмы рассчитывается за формулой: 

Если неувязка будет больше 10%, когда горизонтальный воздуховод входит в вертикальный кирпичный канал в месте стыковки  необходимо разместить прямоугольные диафрагмы.

Основная задача расчета состоит из нахождения потерь давления. Подбирая при этом оптимальный размер воздуховодов и контролирую скорость воздуха. Общие потери давления представляют собой сумму двух компонентов — потерь давления по длине воздуховодов (на трение) и потерь в местных сопротивлениях. Расчитываются они по формулам

Эти формулы правильны для стальных воздуховодов, для всех остальных вводится коэффициент поправки. Он берется из таблицы в зависимости от скорости и шероховатости воздуховодов.

Для прямоугольных воздухопроводов расчетной величиной принимается эквивалентный диаметр.

Рассмотрим последовательность аэродинамического расчета воздуховодов на примере офисов, приведенных в предыдущей статье, по формулам. А затем покажем как он выглядит в программке Excel.

Пример расчета

По расчетам в кабинете воздухообмен составляет 800 м3/час. Задание было запроектировать воздуховоды в кабинетах не больше 200 мм высотой.  Размеры помещения даны заказчиком. Воздух подается при температуре 20°С, плотность воздуха 1,2 кг/м3.

Проще будет если результаты заносить в таблицу такого вида

Сначала мы сделаем аэродинамический расчет главной магистрали системы. Теперь все по-порядку:

  • Разбиваем магистраль на участки по приточным решеткам. У нас в помещении восемь решеток, на каждую приходится по 100 м3/час. Получилось 11 участков. Вводим расход воздуха на каждом участке в таблицу.

  • Записываем длину каждого участка.
  • Рекомендуемая максимальная скорость внутри воздуховода для офисных помещений до 5 м/с.0,25=0,0996 Шероховатость разных материалов разная.

  • Динамическое давление Pд=1,2*1,23*1,23/2=0,9 Па тоже записывается в столбец.
  • Из таблицы 2.22 определяем удельные потери давления или рассчитываем R=Pд*λ/d= 0,9*0,0996/0,15=0,6 Па/м  и заносим в столбик. Затем на каждом участке определяем потери давления на трение: ΔРтр=R*l*n=0,6*2*1=1,2 Па.
  • Коэффициенты местных сопротивлений берем из справочной литературы. На первом участке у нас решетка и увеличение воздуховода в сумме их КМС составляет 1,5.
  • Потери давления в местных сопротивлениях ΔРм=1,5*0,9=1.35 Па
  • Находим суму потерь давления на каждом участке = 1.35+1.2=2,6 Па. А в итоге и потери давления во всей магистрали = 185,6 Па. таблица к тому времени будет иметь вид

Далее производится по тому же методу расчет остальных ветвей и их увязка. Но об этом поговорим отдельно.

 При увязке ответвлений расхождение в потерях давления должно быть не более 15%, если воздух поступает в одно помещение (цех) и не более 10%, если в разные помещения

После этого аэродинамический расчет можно считать завершенным. Для круглых воздуховодов принцип расчета такой же, только эквивалентный диаметр приравнивается к диаметру воздуховода.

Поэтапная работа с аэродинамическим расчетом в Excel

Если вам нужно сделать аэродинамический расчет, но вы не готовы просчитывать эти колоссальные формулы вручную, тогда поможет Excel.

 По ссылке размещен файл Excel, который можно скачать или редактировать онлайн. Для получения результата необходимо заполнить всего 6 столбцов таблицы, а далее программа сделает все сама. Возьмем все те же офисы для достоверности результатов. Поэтапно вводим:

  1. Расход воздуха на каждом участке.
  2. Длину каждого из них.
  3. Рекомендуемую скорость. После заполнения, в файле уже будет рассчитано минимальная необходимая площадь сечения.
  4. Ориентируясь по рекомендуемой площади нужно подобрать размер воздуховода. Просто введите высоту и ширину в столбик F и G, как тут же рассчитается скорость на участке и эквивалентный диаметр. В итоге и число Рейнольдса.
  5. Эквивалентная шероховатость вводится также вручную.
  6. На каждом участке необходимо будет посчитать сумму КМС и также занести в таблицу.
  7. Наслаждаться результатом расчетов!

Напомним, аэродинамический расчет в Excel сделан для прямоугольных стальных воздуховодов при температуре подаваемого воздуха 20°С. Если у вас параметры другие, замените значение плотности, шероховатости и вязкости на ваши. Таблица полностью отвечает расчетным формулам и готова к использованию. Успешных вам аэродинамических расчетов!!!

Читайте также:

Как рассчитать и подобрать оборудование для приточно-вытяжной вентиляции квартиры

Как рассчитать и подобрать оборудование для приточно-вытяжной вентиляции квартиры от «ЕвроХолод» (Москва). Получите коммерческое предложение, позвонив по телефону +7(495) 745-01-41.

Чтобы получить коммерческое предложение, напишите запрос на e-mail [email protected] или отправьте быструю заявку

В статье приведена адаптированная методика расчёта автономной системы приточно-вытяжной вентиляции на примере 3-х комнатной квартиры. Вы узнаете о том, как вычислить пиковые значения пропускной способности и узнаете, как правильно подобрать оборудование исходя из потребностей квартиры.

Анализ помещения и постановка задачи для системы

Проверьте при помощи листа бумаги или свечи, работает ли вытяжной вентиляционный канал квартиры, выходы которого находятся в ванной комнате и на кухне.

Для определения количества и производительности приточных устройств, необходимых в той или иной комнате, можно использовать два варианта, актуальных в зависимости от сложности всей системы.

Вариант № 1. Профессиональный инженерный онлайн-калькулятор. Этот способ наполнен довольно сложными терминами и формулировками и скорее подойдёт для сложных планировок с множеством помещений, которые имеют разные требования к воздухообмену. Для полноценного использования потребуются знания и профессиональный опыт.

Вариант № 2. Самостоятельный расчёт, подходящий под требования СНиП. Вентиляция обычной квартиры или небольшого дома имеет минимальную сложность, поэтому с её расчётом справится любой домашний мастер.

Для самостоятельной реализации проекта необходимо пять показателей.

Диаметр воздуховода. Сложный расчёт на основе данных СНиП, количества людей, функций помещения в разное время суток и т. д. Однако из опыта известно, что всё сводится к трём популярным диаметрам (сечениям) канала — 100, 125 и 150 мм. Соответственно:

  • 100 мм — для постоянного непрерывного воздухообмена круглые сутки при малой мощности вентиляторов;
  • 125 мм — периодическое проветривание во время нахождения людей в помещении (например, с 18.00 до 8.00) на малой и средней мощности;
  • 150 мм — быстрое проветривание 1–2 раза в сутки для помещений с нерегулярным или редким нахождением людей.

Соответственно, диаметр воздуховода в нашем случае зависит не от мощности приборов, а от требований к помещению.

Производительность вентилятора. Измеряется в м3/час. Согласно СНиП 41–01–2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», должен обеспечиваться воздухообмен не менее 3 м3 в 1 час на 1 м2 жилой площади. Другими словами, система должна пропускать через себя весь объём воздуха в помещении за 1 час. Учтите, что приточная вентиляция обеспечивает приток воздуха от 5 до 40 м3/час, в зависимости от установленного режима.

Форма, сечение и стенки канала. Существуют препятствия, которые могут существенно повлиять на пропускную способность системы:

  1. Гофрированные стенки канала забирают 7–9% мощности вентилятора. Выбирайте гладкие трубы круглого сечения.
  2. Прямые углы (90°) канала — каждый угол берёт 2–3% мощности вентилятора. Проектируйте канал с минимальным количеством углов.
  3. Фильтры и шумопоглотители. Их пропускная способность и потери также указаны в заводских документах.

Производительность приточных устройств. Она должна быть равна производительности вытяжной системы, иначе вытяжные вентиляторы будут работать с нагрузкой и без должного результата. Цифры этого основного показателя всегда есть в инструкции к приточным устройствам.

Специфика помещений. Можно усложнить задачу, применяя расчёт воздуха на человека или по кратности обмена, но на практике достаточно информации из нормы СНиП — 3 м3 на 1 м2 для спален, гостиных, детских комнат. Тот же документ говорит о фиксированных нормах:

  1. Для кухни — 90 м3/час.
  2. Для ванной комнаты — 25 м3/час.
  3. Для туалета — 30 м3/час.
  4. Для совмещённого санузла — 35 м
    3
    /час.

Следует отметить, что данные нормы выработаны с огромным запасом, который на практике не реализуется. Проблема влажности и посторонних запахов решается по необходимости — во время готовки или душа включается усиленная вытяжка. Для обеспечения фиксированных норм при хорошей тяге в штатном вентканале достаточно обеспечить приток. При установке вентилятора на штатный канал приток также должен быть усилен.

Расчёты

Расчёт жилых комнат

Сумма площадей: 12 + 16 + 21 = 59 м2. Объём воздуха для обмена по СНиП: 59 х 3 = 177 м3.

Расчёт для ванной комнаты или кухни

Требование к вытяжке — обеспечить полный воздухообмен в течение 15 минут. Объём кухни по норме: 9 х 7 = 27 м3, которые должны удалиться за четверть часа. Соответственно, пропускная способность вентилятора вытяжки будет равна не менее

27 х 4 = 108 м3/час во время работы вытяжки (40–60 мин/день).

На практике этот показатель у большинства бытовых вытяжек значительно выше — от 220 м3/час, однако в 50% случаев они работают вхолостую из-за отсутствия притока.

Расчёт помещения санузлов

Ванная. Объём воздуха: 4 х 3 = 12 м3/час. Полный обмен воздуха за 5 мин (1/12 часа). Пропускная способность — 12 х 12 = 144 м3/час.

Туалет. Объём воздуха: 2 х 3 = 6 м3/час. Полный обмен за 5 мин (1/12 часа). Пропускная способность системы — 6 х 12 = 72 м3/час.

Напомним, что вычисленные показатели относятся к пропускной способности притока, на основе которых подбирается вытяжное оборудование.

Полученные данные можно объединить в таблицу:

Помещение Площадь, м2 Обмен по норме СНиП, м3/час Оптимальный диаметр канала, мм Количество колен, шт. Источник притока Примечание
Спальня 16 16 х 3 = 48 125 1 Оконный/стеновой клапан Периодическое проветривание 10 часов в сутки (с 22.00 до 08.00)
Детская 12 12 х 3 = 36 100 2 Постоянное проветривание
Гостиная 21 21 х 3 = 63 125 2 Постоянное проветривание
Кухня 9 90 (108 на пике) 150 3 Оконный/стеновой клапан через жилые помещения Постоянное проветривание с периодическим усилением (вытяжка)
Ванная 4 25 (144 на пике) 150 2 Периодическое усиленное проветривание
Туалет 2 30 (72 на пике) 150 Периодическое усиленное проветривание

Вопрос. Как обеспечить приток 144 м3/час в ванную, если максимальная способность приточных клапанов — 40 м3/час?

Ответ. Подключите приток для ванны и туалета к объединённой вытяжке из жилых комнат. Качество воздуха вполне подойдёт для усиленного проветривания, а суммарные 120 м3/час притока обеспечат нормальную эффективность работы вытяжки.

Количество колен — показатель потерь мощности вытяжного вентилятора (2% на одно колено), учитывайте это при подборе оборудования.

На основе приведённых данных можно подбирать оборудование — оконные и стеновые клапаны, вентиляторы и вытяжки, каналы. Главное, соблюдать правило — объём притока должен быть равен объёму отвода воздуха. Целесообразно использовать централизованную многоканальную систему с отводами в каждое помещение (300–700 у.е.), а на отдельные комнаты установить контроллеры мощности и таймеры включения (от 15 у. е./шт.).

Используя приведённую в статье адаптированную методику, вы сможете сэкономить на услугах профессионалов. Это вполне допустимо, учитывая невысокую сложность. Теперь остаётся выбрать оборудование, цена которого будет зависеть только от качества изделия и уровня шума.

Мы — профессиональная инжиниринговая проектно-монтажная компания. На нашем сайте Вы можете получить коммерческое предложение и найти необходимую информацию.

Как рассчитать и подобрать оборудование для приточно-вытяжной вентиляции квартиры от «ЕвроХолод» (Москва). Получите коммерческое предложение, позвонив по телефону +7(495) 745-01-41.

Чтобы получить коммерческое предложение, напишите запрос на e-mail [email protected] или отправьте быструю заявку


Получить коммерческое предложение

Получите коммерческое предложение по вашему объекту, отправив сейчас быструю заявку.

Опишите кратко суть задачи:

Группа компаний «ЕвроХолод» готова реализовать комплексные решения по устройству внутренних инженерных систем и сетей зданий. Мы предоставляем гарантию на купленную у нас технику и все монтажные работы!

Ждем Вашего звонка по телефону: +7(495) 745-01-41

Наш email: [email protected]

О компании , Отзывы , Наши объекты , Контакты

Расчет вентиляции

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

Ниже приводится упрощенная методика подбора основных элементов системы приточной вентиляции, используемой в бытовых условиях.

Производительность по воздуху

Проектирование системы вентиляции начинается с расчета требуемой производительности по воздуху или «прокачки», измеряемой в кубометрах в час. Для этого необходим поэтажный план помещений с экспликацией, в которой указаны наименования (назначения) каждого помещения и его площадь. Расчет начинается с определения требуемой кратности воздухообмена, которая показывает сколько раз в течение одного часа происходит полная смена воздуха в помещении. Например, для помещения площадью 50 квадратных метров с высотой потолков 3 метра (объем 150 кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров в час. Требуемая кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества находящихся в нем людей, мощности тепловыделяющего оборудования и определяется СНиП (Строительными Нормами и Правилами). Так, для большинства жилых помещений достаточно однократного воздухообмена, для офисных помещений требуется 2-3 кратный воздухообмен.

Для определения требуемой производительности необходимо рассчитать два значения воздухообмена: по кратности и по количеству людей, после чего выбрать большее из этих двух значений.

Расчет воздухообмена по кратности:
L = n * S * H, где
       L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;
       n — нормируемая кратность воздухообмена: для жилых помещений n = 1, для офисов n = 2,5;
       S — площадь помещения, м2;
       H — высота помещения, м;

Расчет воздухообмена по количеству людей:
L = N * Lнорм, где
       L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;
       N — количество людей;
       Lнорм — норма расхода воздуха на одного человека:
в состоянии покоя — 20 м3/ч;
работа в офисе — 40 м3/ч;
при физической нагрузке — 60 м3/ч.

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. Для справки: 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 500 м3/ч;
Для коттеджей — от 1000 до 2000 м3/ч;
Для офисов — от 1000 до 10000 м3/ч.

 

Мощность калорифера

Калорифер используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности системы вентиляции, требуемой температуры воздуха на выходе системы и минимальной температуры наружного воздуха. Два последних параметра определяются СНиП. Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоны и для Москвы принимается равной -26°С (рассчитывается как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов). Таким образом, при включении калорифера на полную мощность он должен нагревать поток воздуха на 44°С. Поскольку сильные морозы в Москве непродолжительны, в приточных системах можно устанавливать калориферы, имеющие мощность меньше расчетной. При этом приточная система должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года.

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.

Температуру, на которую калорифер заданной мощности 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 вентиляции, 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 водяной калорифер, который использует в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления.

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. 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. Поэтому при проектировании вентиляции часто приходится искать компромисс между уровнем шума, требуемой производительностью вентилятора и диаметром воздуховодов. Для бытовых систем приточной вентиляции обычно используются гибкие воздуховоды сечением 160—250 мм и распределительные решетки размером 200×200 мм — 200×300 мм.

Для точного расчета схемы вентиляции и воздухораспределительной сети, а также для разработки проекта вентиляции обращайтесь к нашим менеджерам.

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ

ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ

Аэродинамический расчет систем вентиляции выполняют после рас­чета воздухообмена, а также решения трассировки воздуховодов и ка­налов. Для проведения аэродинамического расчета вычерчивают аксо­нометрическую схему системы вентиляции, на которой выделяют фасон­ные части воздуховодов. По аксонометрической схеме и планам строительной части проекта определяют протяженность отдельных вет­вей системы.

Различают прямую и обратную задачи аэродинамического расчета вентиляционных систем. Цель аэродинамического расчета зависит от типа задачи: для прямой — это определение размеров сечений всех уча­стков системы при заданном расходе воздуха через них; для обратной — это определение расходов воздуха при заданных размерах сечений всех участков.

При аэродинамическом расчете вентиляционных систем схему раз­бивают на отдельные расчетные участки. Расчетный участок характери­зуется постоянным расходом воздуха. Границами между отдельными участками схемы служат тройники. Потери давления на участке зависят от скорости движения воздуха и складываются из потерь на трение и по­терь в местных сопротивлениях.

Так же, как при гидравлическом расчете системы отопления, в си­стеме вентиляции намечается основное расчетное йаправление — маги­страль, представляющая собой цепочку последовательно расположен­ных участков от начала системы до наиболее удаленного ответвления.гид­равлическим расчетом систем отопления, так как в данном случае раз­меры поперечного сечения отдельных участков принимаются по допу­стимым (рекомендуемым) скоростям движения воздуха. Аэродинамиче­ский расчет вентиляционной системы, состоящий из двух этапов: расчета участков основного направления — магистрали и увязки всех остальных участков системЬі, проводится в такой последовательности.

1. Определение нагрузки отдельных расчетных участков. Систему разбивают на отдельные участки и определяют расход воздуха на каждом из них. Расходы определяют суммированием расходов на отдельных ответвлениях, начиная с периферийных участ­ков. Значения расхода и длины каждого участка наносят на аксономет­рическую схему.

2. Выбор основного (магистрального) направле­ния. Выявляют наиболее протяженную цепочку последовательно рас­положенных расчетных участков. Фиксируют оборудование и устрой­ства, в которых происходят потери давления: жалюзийные решетки, ка­лориферы, фильтры и пр.

3. Нумерация участков магистрали. Участки основного направления нумеруют, начиная с участка с меньшим расходом. Рас­ход и длину каждого участка основного направления заносят в таблицу аэродинамического расчета.

4. Определение размеров сечения расчетных уча­стков магистрали. Площадь поперечного сечения расчетного участка, м2, определяют по формуле

— > (XI. 32)

Где Lp — расчетный расход воздуха на участке, м3/с; — рекомендуемая ско­рость движения воздуха на участке, м/с (принимается по табл. XI.3).

Рекомендуемые скорости определены из экономических соображений. Оптимальная скорость соответствует минимуму приведенных затрат — сумме капитальных затрат (стоимость воздуховодов, вентилятора, двигателя и пр.) и эксплуатационных расходов (электроэнергия) за период окупаемости. Кроме экономических соображений при опреде­лении рекомендуемых скоростей учтены технические требования. Например, из условий снижения шума скорость в воздуховодах в промышленных зданиях не рекомендуется более 10 м/с, в общественных зданиях 8 м/с. В системах с естественным побуждением движения воздуха рекомендуемые скорости ниже, так как в этих системах располага­емое давление ограничено. Воздуховоды сильно загромождают помещение, поэтому в отдельных частях системы принимают максимально допустимые скорости движения воздуха. Рекомендуется меньшую скорость принимать на концевых участках системы, постепенно увеличивая ее для других участков магистрали. На участке с большим рас­ходом принимается большая скорость.

Таблица XI.3

Рекомендуемые скорости движения воздуха на участках и в элементах вентиляционных систем

Рекомендуемые скорости, м/с, при побуждении Движения воздуха в системе

Участки и элементы вентиляционных систем

Механическом

Естественном

Общественные здания

Промышленные здания

Жалюзи воздухозабора…………………..

0,5—1

2—4

4-6

Приточные шахты……………………….. .

1—2

2—6

4-6

Горизонтальные воздуховоды и сборные каналы………………………………….

1—1,5

5-8

6—10

Вертикальные каналы…………………….

1-1,5

2—5

5-8

Приточные решетки у потолка. .

0,5—1

0,5—1

1-2,5

Вытяжные решетки………………………….

0,5—1

1—2

1—3

Вытяжные шахты…………………………. .

1,5—2

3—6

5—8

По величине fp подбирают стандартные размеры воздуховода или% канала так, чтобы фактическая площадь поперечного сечения /ф«/р.

Результатом расчета в этом пункте являются величины d или аХЬ, соответствующие принятой площади поперечного сечения. Для прямо­угольного воздуховода, кроме того, определяют эквивалентный диаметр. Эти величины заносят в расчетную таблицу.

5. Определение фактической скорости. Фактическую скорость определяют по формуле

По этой величине вычисляют динамическое давление на участке.

6. Определение потерь давления на трение. По но­мограммам или по таблицам определяют R=f(v, d) и (Зш. Потери дав­ления на трение на расчетном участке равны R (заносятся в расчет­ную таблицу).

7. Определение потерь давления в местных сопро­тивлениях. Для каждого вида местного сопротивления на участке по таблицам определяют коэффициент местного сопротивления По

И динамическому давлению определяют потери давления в местных сопротивлениях на участке:

Pv2

Z = 2Ј,~. ‘ (XI.34)

Если окажется, что коэффициент местного сопротивления относится не к скорости на расчетном участке, то необходимо сделать пересчет

С/«с т(~)а. (Х1-35)

Где £т — табличное значение коэффициента местного сопротивления; ут — скорость воздуха, рекомендуемая в таблицах для определения г.

8. Определение потерь давления на расчетном участке. Потери давления на і-м участке равны

9. Определение потерь давления в системе. Общие потери давления в системе

N

ДРп = Е (ярш 1 + г)і + 2Дроб, (ХІ.36)

Г=1

Где 1 — N — номера участков основного (магистрального) направления; Аров — потери давления в оборудовании и других устройствах вентиляционной системы.

При расчете вентиляционных систем для многоэтажных зданий или систем, обслуживающих несколько помещений, в которых поддержи­вается разное давление, необходимо учитывать избыточный подпор или разрежение в обслуживаемом помещении. Значение подпора или раз­режения (±Л/?пом) определяется при расчете воздушного режима зда­ния и добавляется к общим потерям давления. Тогда

N

ДРп = s (ЯРш / + г){ + 2Дроб ± Дрпом. (XI.36′)

Г=1

На этом кончается первый этап расчета системы; значение Арп служит для подбора вентиляторов.Рпом-маг •

Относительная невязка в этом случае также определяется с учетом этих давлений.

По конструктивным соображениям и из условий типизации деталей размеры поперечного сечения ответвлений принимаются одинаковыми. При этом для увязки отдельных ветвей устанавливают диафрагмы, на­значение которых погасить разницу между (#fW4-z)oTB и (#|W-f — ~h3) парал. уч-

Аэродинамический расчет вытяжных систем вентиляции с естествен­ным побуждением движения воздуха отличается малыми значениями рекомендуемых скоростей и заданным располагаемым давлением. В этом случае основное расчетное направление должно проходить через наиболее удаленную ветвь системы, имеющую наименьшее располагае­мое давление:

Ppacn=tf«APg, (XI. 38)

Где Ні — расстояние от вытяжной решетки на входе воздуха в расчетное ответвле­ние до среза вытяжной шахты; Ар — расчетная разность плотности наружного и внут­реннего воздуха.

Потери давления по основному расчетному направлению до’лжны быть меньше ррасп на величину запаса 5—10%, т. (Х1 39)

Ррасп

Увязку ответвлений с основным направлением проводят с учетом разницы располагаемого давления для отдельных ответвлений.

Пример ХЇ.2. Рассчитать систему вытяжной вентиляции с естественным побужде­нием движения воздуха (рис. XI.6). Нагрузка и длины отдельных участков системы показаны на рисунке. Плотность воздуха рв = 1,2 кг/м3 (при? B = 20°C), рн = 1,27 кг/м3 (при tB=5°C). Вертикальные каналы в стенах кирпичные оштукатуренные — /С=5мм. Горизонтальные короба шлакогипсовые — К= 1 мм. Шахта изнутри оштукатурена по сетке — К—10 мм.

Решение. 1. Выбор и расчет магистрального направления Располагаемое давление для ответвления верхнего этажа (Н= 2,3 м)

Ррасп = 2,3 (1,27 — 1,2) 9,8 = 1,58 Па.

Магистральное направление выбирается через участки 1—3. Результаты расчета занесены в табл. XI.4. Коэффициенты местных сопротивлений для расчетных участков t приняты по [44]:

Участок 1 — для жалюзийной решетки С=0,3, для колена £=1,2, для тройника на всасывании (ответвление) при fo/fa~0,0196/0,06=0,33 и L0fLc— 70/210 = 0,33 коэф­фициент С=0,9;

Участок 2 — для тройника прямоугольного на всасывании при f0/fa — 0,06/0,16 = = 0,38 и L0/Lc= 210/360=0,58 коэффициент £=1,05;

Участок 3 — для колена £=1,2, для дефлектора ЦАГИ С=0,6.

Потери давления по трем участкам равны 2,6 Па (графа 15), т. е. больше распо­лагаемого давления. Следовательно, необходимо увеличить сечение каналов. Изменим сечение участка 1. После пересчета

W)f

10

‘(jy

Рис. XI.6 Расчетная схема к примеру XI 2

1 — дефлектор; 2 — утепленный короб; 3 — кир­пичный канал; 4 — регулируемая решетка, цифры в кружках номера учасіков

Таблица ХІ.4

Расчет к примеру ХІ.2

01 Е

О

Са >>

‘к

-21 я

Я

-сГ

X в

S

Й

&

A

О

«я

A

R, Па/м

3 ей

3

Св

°С с

С

К

СХ

■УЛ

5-ЧІ

Я

С n

Св

С

+

3 са

А;

+

СО

Ас

Са. £ ы

W f

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1

2 3

70 210 360

0,6 0,5

2

140X140 2СЮХ300 400X400

140 240 400

0,0196 0,06 0,16

0,99 0,97 0,625

0,14 0,07 0,016

1,4 1,1 1,3

0,118 0,039 0,041

0,59 0,56 0,21

2.4

1.5 1,8

1,43 0,59 0,38

1,55 0,63 0,42

1,55 2,18 2,6

Пересчет участка 1

1

70

0,6

140X270

184

0,038

0,51

0,03

1,3

0,023

0,156

2,35

0,37

0,39

4

70

3,3

140X140

140

0,0196

0,99

0,14

1,4

0,65

0,59

2,5

1,48

2,13

5

140

0,5

200X300

240

0,06

0,65

0,035

1,05

0,018

0,25

1,2

0,3

0,32

6

70

6

140X140

140

0,0196

0,99

0,14

1,4

1,18

0,59

2.7

1.8

1,59

2,77

7

70

0,5

200X300

240

0,06

0,32

0,009

1,02

0,005

0,06

0,11

0,12

Запас

1,58 — 1,44

—————————— ———— 100% =8,9% (допустимая величина).

1

2,45

——————————— ——— 100% = — 2,9% (допустимая величина).

2,38

Участки 6 и 7. Располагаемое давление для ответвлений первого этажа

РІасп = Ррасп + 2Кт APS = 1 >58 + 2-2,7.0,07.9,8 = 5,28 Па. Располагаемое давление для расчета участков 6 и 7

Ррасп б, 7 = Ррасп — 2 1 + 2Ь, з,5 — 5,28 — (0,63 + 0,42 + 0,32) = а,9 Па.

Участок 6 — для жалюзийной решетки £=0,3, для колена (2 шт) £=1,»2-2 Участок 7 — для тройника на всасывании (проход) при foilп=0,33 и Lo/Lc—0,5 коэффициент £=1,8. Невязка

3 g______________________ 2 89

100% = 25,9% (недопустимая величина).

3,9

Дополнительное сопротивление 3,9—2,89 = 1,01 Па вводится при наладке системы путем уменьшения сечения на входе в канал первого этажа

Обратная задача. Эту задачу называют иногда задачей о потоко — ,распределении. Формулируется она так: даны разветвленная сеть и давление, создаваемое вентилятором (или известна его характеристи­ка), требуется определить расход воздуха, проходящего через все уча­стки системы. Необходимость решения этой задачи возникает при ре­конструкции системы, когда отключаются некоторые ответвления или подключаются новые ответвления, т. е. меняется геометрия системы. Иногда в существующей вентиляционной сети достаточно поменять ча­стоту вращения вентилятора (или сменить его), и вентиляция будет удовлетворять поставленным требованиям. Необходимость в такого ро­да расчетах возникает при изменении расположения технологического оборудования в цехе или при изменении назначения помещения.

Известны три способа решения обратной задачи. *

Способ эквивалентных отверстий (или сопел), разработанный в кон­це прошлого столетия, заключается в условной замене участков системы эквивалентными по потере давления отверстиями. Вычислив площади эквивалентных отверстий каждого участка и применяя правило сложе­ния площадей параллельно расположенных отверстий и правило экви — валентирования (замены одним) отверстий, расположенных последова­тельно, можно вычислить площадь отверстия, эквивалентного всей си­стеме. Определив расход воздуха через это отверстие по заданному перепаду давлений, можно вычислить расходы во всех ответвлениях си­стемы.

Профессор П. Н. Каменев для решения обратной задачи предложил способ перемещения единицы объема. Этим способом удобно пользо­ваться, когда задан общий расход воздуха и требуется определить его распределение по отдельным ветвям. Так же, как и предыдущий, этот способ описан в работе [20] и др.

Способ характеристик, предложенный проф. в уравнении

Apt=ktL% (XI. 40)

Где Арг — потери давления на участке i; Lt — расход воздуха через участок.

Значение ki определяется через коэффициенты трения и местных сопротивлений.

Этот способ был впоследствии развит Н. Н. Разумовым, сумевшим свести решение обратной задачи к сравнительно простому графоанали­тическому расчету.

К сантехнической арматуре относятся компоненты, которые предоставляют возможность изменять сечение просвета трубопровода. Систему конструктивных деталей используют с целью управления направления перемещаемого потока, с учётом характерной температуры, подаваемого давления, с другими …

Теплообменник – это специальное устройств, которое регенерирует оптимальный температурный режим преобразовывая холодный и горячий воздух. Особенности его применения и условия эксплуатации зависят от целевого назначения и типа конструкции. Поэтому отличия …

Использование природного газа в качестве источника тепловой энергии – один из лучших способов решения вопроса отопления в частном доме. Относительная дешевизна этого вида топлива, доступность, высокий КПД газовых котлов, возможность …

Проектирование и расчет систем вентиляции и кондиционирования

Разработка проектной концепции

Проектирование любой системы вентиляции, как правило, начинается с расчёта воздухопроизводительности. Для начала необходимо определить параметры воздухообмена и его кратности. Кратность воздухообмена — это количество смен полного объёма воздушной массы в здании за единицу времени (кубических метров за один час). Расчет воздухообмена производится для каждого помещения в отдельности, а потом суммируется.

Для помещений различного назначения, как например, офисы, торговые или производственные помещения, кинотеатры нормы значений воздухообмена могут отличаться. При расчете количества приточного воздуха необходимо руководствоваться СНиП 41-01-2003, в соответствии с которым, среднее количество свежего воздуха на одного человека (работника) составляет 60 м³/час. Также следует учитывать нормы проектирования вентиляции, оговоренные в Техническом задании

Основные особенности и требования, которые необходимо учитывать при проектировании систем вентиляции:

  1. Архитектурные. Необходимо учитывать габаритные размеры оборудования, сторону обслуживания, сечение воздуховодов, а также диаметры и длины трубопроводов теплоносителя, дренажа и размещения регулирующей арматуры.
  2. Надежность. В зависимости от назначения объекта и степени важности вентилируемых помещений, необходимо предусмотреть запас производительности, которым будет располагать оборудование при пиковых нагрузках. Обычно этот запас принимают 5-10%. На некоторых объектах требуется резервирование систем на случай выхода из строя. Это реализуется при помощи дополнительных единиц оборудования или за счет комплектации вентиляционных установок резервными вентиляторами и/или электродвигателями.
  3. Пожарная безопасность. Соблюдение норм СНиП 2.01.02-85.
  4. Санитарные. Наличие особых требований к чистоте, температуре или влажности воздуха. В зависимости от назначения вентилируемых помещений применяют вентиляционные установки и воздуховоды стандартного или специального исполнения, используют секции увлажнения и воздушные фильтры соответствующей степени очистки.
  5. Эксплуатационные. Наличие зон доступа для обслуживания приточных установок и других элементов системы вентиляции, требующих ухода. Наличие специальных требований к работе системы автоматики, которая осуществляет управление системой вентиляции.

Как правило, для систем принудительной вентиляции применяют вентиляционные установки. Их основная задача:

  • очистка свежего уличного воздуха от пыли и других загрязнений и его подача в помещение;
  • удаление отработанного воздуха из помещений;
  • циркуляции воздуха;
  • нагрев, охлаждение, увлажнение или осушение воздуха до требуемых параметров.

По назначению установки могут быть вытяжными, приточными и приточно-вытяжными. Исполнение установок может быть различным:

  • стандартное внутреннее;
  • наружное;
  • гигиеническое;
  • медицинское;
  • взрывозащищенное.

Это позволяет применять их для систем вентиляции самых разнообразных объектов – для «чистых» помещений, высокоточных и пищевых производств, лечебных учреждений; промышленных предприятий со взрывоопасными условиями труда и многими другими.

Библиотека online : Монтаж вентиляции. Проектирование вентиляции. Очистка воздуха, чистые помещения : Главная

«Основы расчета и компоновки систем вентиляции»—один из разделов из нашего курса «Проектирование вентиляционных установок». В данном разделе рассказывается об основах расчета вентиляции и компоновки вентсистем, о нормах приточного и вытяжного воздуха, о влажности воздуха, об основных принципах разработки вентиляционных агрегатов, содержатся контрольные вопросы и дополнительная литература.

В других разделах курса рассматриваются такие вопросы как расчет основных элементов вентустановок (включая расчет воздухонагревателя (калорифера), увлажнителя, вентилятора), расчет вентустановки с помощью программы (режим быстрого подбора, ввод данных, анализ результатов и выбор оптимального, режим ручной компоновки, практика расчета вентустановки). Подробную структуру всего курса можно запросить у менеджера www.проф2.рф

Основы расчета и компоновки систем вентиляции

Нормы приточного и вытяжного воздуха

Расход приточного воздуха для обеспечения людей необходимым для дыхания количеством кислорода определяется из условия подачи:

  • 60м 3/ч на одного человека при постоянном пребывании на рабочем месте.
  • 20 м 3/ч на одного человека при временном пребывании (менее 2-х часов).
  • 85 м 3/ч на одного человека при занятиях спортом.

Эти цифры соответствуют требованиям СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

Количество приточного и вытяжного воздуха нормируются СНиП для каждого типа помещений. Если количество вытяжного воздуха превышает количество приточного, то разница подается в коридор для обеспечения баланса, что препятствует подсосу воздуха через окна. Зимой подсасываемый воздух имеет уличную температуру, его приток воспринимается как дискомфорт и может стать причиной сквозняков и заболеваний.

Если мы решаем задачу удаления неприятных запахов, то рассчитываем количество вытяжного воздуха, а количество приточного определяем в проценте от количества вытяжного. Это нужно для того, чтобы искусственно создать отрицательный воздушный баланс в помещении с неприятными запахами. Подсос воздуха в такие помещения извне препятствует распространению запахов из них. При этом следует соблюдать следующие правила:

Подсос воздуха должен осуществляться из теплых помещений без неприятных запахов. Например, подсос воздуха из зала ресторана в ресторанную кухню. При этом 35% приточного воздуха подается в кухню, а 65%—в зал.

В помещении, из которого мы подсасываем воздух, следует компенсировать потерю воздуха подачей в него дополнительного количества приточного воздуха.
Количество вытяжного воздуха составляет:

  • от кухонной электроплиты 60 м 3/ч;
  • от кухонной газовой плиты 90 м 3/ч;
  • из совмещенного (душ+унитаз) санузла в квартире 50 м 3/ч;
  • от отдельно размещенного туалета, либо ванной комнаты 25 м 3/ч;
  • из общественного туалета 50 м 3/ч от каждого унитаза и 25 м 3/ч от каждого писсуара;

Для других типов помещений расход приточного и вытяжного воздуха определяют по нормируемым кратностям или расчету. Кратность – отношение расхода приточного или вытяжного воздуха для данного помещения в м 3/ч к объему этого помещения в куб.м. Нормируемая кратность – заданная официальным документом Госстроя России кратность воздухообмена. Чаще всего эти документы – СНиП «Строительные Нормы и Правила», СанПиН «Санитарные Правила и Нормы» и ГОСТ «Государственный Стандарт». Существует много таблиц с нормируемыми кратностями для каждого типа помещений, приведенными в соответствующих СниПах, например:

  • для жилых зданий—СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные», МГСН 3.01-96 »Жилые здания», Пособие к СНиП 2.08.01-89 «Отопление и вентиляция жилых зданий».
  • для общественных зданий—СНиП 2.08.02-89 «Общественные здания и сооружения», СНиП 31-05-2003 «Общественные здания административного назначения»,
  • магазинов – МГСН 4.13-97 «Помещения магазинов»
  • для производственных зданий—СНиП 2.09.02-85 «Производственные здания»
  • для складских зданий СНиП 2.11.01-85 «Складские здания»
  • для стоянок автомобилей—МГСН 5.01-94 «Стоянки легковых автомобилей», СНиП 21-02-99 «Стоянки автомобилей»,

Существует также множество приложений к перечисленным нормативным документам по таким зданиям как: бассейны, рестораны (предприятия общественного питания), многофункциональные здания и комплексы, и.др.:

  • Пособие к СНиП 2.08.02-89 «Предприятия бытового обслуживания»
  • Пособие к СНиП 2.08.02-89 «Проектирование бассейнов»
  • Пособие к СНиП 2.08.02-89 «Проектирование театров»
  • Пособие к СНиП 2.08.02-89 «Спортивные сооружения»
  • Пособие к СНиП 2.08.02-89 »Проектирование бассейнов»

Влажность воздуха

Атмосферный воздух состоит из смеси газов (азот – 78%, кислород– 21% и др.), состав которых постоянен, а также из водяного пара, количество которого не постоянно.

Существуют понятия относительной и абсолютной влажности. Абсолютная влажность или влагосодержание – это отношение количества водяного пара в воздухе М п (в граммах) к массе сухой части воздуха М в (в килограммах). Влагосодержание обозначается «d»

d = М п / М в

Относительная влажность φ – отношение парциального давления водяного пара p п в воздухе к парциальному давлению при максимальном насыщении воздуха водяными парами pпн, выраженное в %.

φ = (p п/ p пн) * 100%

Иными словами, относительная влажность характеризует, сколько процентов влаги от максимально возможного количества в данный момент содержится в воздухе.

Воздух может содержать различное максимальное количество влаги при разной температуре и давлении. Например при нормальном атмосферном давлении при -20°С максимальное количество влаги составит 1г на 1кг воздуха, при 0°С – 4 г/кг, при +20°С – 14,5 г/кг. Именно по этой причине при охлаждении воздуха выпадает конденсат – при понижении температуры воздух больше не может содержать прежнее количество влаги в виде пара и теряет влагу в виде капель.

При нагреве происходит следующее: например, в зимой калорифере нагревается приточный воздух с температурой -20°С до температуры +20°С. Относительная влажность на улице зимой около 80%, т.е. в воздухе содержится влаги 0,8 г/кг. Когда воздухнагрели в нем осталось столько же влаги, но ее количество по сравнению с максимально возможным (относительная влажность) составит величину 0,8/14,5 = 0,055 или 5.5%.

Комфортной при комнатной температуре является относительная влажность в пределах 40-60%, т.е. с минимальным содержанием влаги 40%*14,5 г/кг = 5,8 г/кг. Т.е. в холодный период года наружный воздух, подаваемый в помещение желательно увлажнять.

Для расчетов систем с нагревом или охлаждением воздуха следует пользоваться I-d диаграммой, которая представляет собой графическую зависимость основных параметров воздуха. Изучать работу с I-d диаграммой рекомендуем по п. 1.6 «Применение I-d диаграммы для расчетов» справочника «Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1.» М.: «Стройиздат», 1991 г. Воздухоподготовка.

Основные принципы разработки вентиляционных агрегатов

Состав приточной установки выбираем с учетом требований клиента по охлаждению приточного воздуха и поддержанию влажности. Расчет приточных установок и центральных кондиционеров выполняется в расчетной программе, которую предлагает каждый производитель центральных кондиционеров.

Воздух, который мы подаем в помещение, должен пройти через соответствующее оборудование и подвергнуться следующим этапам подготовки:

Воздушная заслонка. Устройство для перекрывания движения воздуха через приточную установку, когда она выключена.

Фильтр. Перед тем, как воздух попадет в оборудование для температурной и влажностной обработки, его необходимо очистить от пыли. Эту функцию выполняет фильтр – ткань на металлической рамке, установленная в корпусе.

Для уменьшения габаритов фильтра ткань сшивают в виде карманов и крепят на рамке.

Калорифер. Для обеспечения круглогодичной подачи свежего воздуха с комнатной температурой, в холодное время года его подогревают. Подогрев производится калорифером. Существует два вида калориферов:

  1. Электрический. Нагрев воздуха осуществляется термоэлектрическим нагревателем, а регулирование степени нагрева – регулированием его мощности, либо периодическим отключением.
  2. Водяной. Нагрев воздуха осуществляетсятеплообменником, состоящим из изогнутой змейкой трубки, на которую нанизаны пластины из тонкого металла (чаще используется трубка из меди, а пластины—из алюминия).

Охладитель воздуха. Охладитель воздуха служит для охлаждения подаваемого свежего воздуха в теплое время года, когда температура воздуха на улице выше, чем температура в обслуживаемом помещении.

Увлажнитель воздуха. Чтобы подаваемый воздух в холодный период не вызывал дискомфорта, его следует увлажнить, что выполняется с помощью специального устройства – увлажнителя. Увлажнитель—это корпус, через который проходит подаваемый воздух.

После увлажнителя воздух несколько теряет свою температуру, поэтому после увлажнителя ставят калорифер второго подогрева.

Вентилятор. Вентилятор служит для перемещения определенного количества воздуха по системе воздуховодов.

Шумоглушитель. Вентилятор создает шум выше комфортного уровня. Этот шум распространяется воздухом по системе воздуховодов. Для его сниженияприменяются шумоглушители – устройства, через которые проходит подаваемый потребителям воздух, при этом снижая свою шумность.

Таким образом, можно разделить устройства для обработки подаваемого потребителям воздуха на комплект приточной установки и комплект для комфортного кондиционирования.

Комплект приточной установки:

  1. воздушная заслонка
  2. фильтр
  3. калорифер
  4. вентилятор

Приточная установка обычно комплектуется секцией шумоглушителя, т.к. вентилятор создает значительный шум. Шумоглушитель можно не устанавливать на маленьких приточных установках производительностью 500-1000м 3/час, т.к. на них установлен вентилятор с невысоким напором.

В больших приточных установках шумоглушитель не ставят сразу за вентилятором, т.к. после вентилятора скорость потока воздуха не одинаковая по всему сечению канала. На выходе из вентилятора ставят (в заводском исполнении) диск из перфорированного стального листа для рассечения и выравнивания потока воздуха. Также распространены пустые секции между вентилятором и шумоглушителем, которые работают как.

Если в приточную установку добавить хотя бы одну из секций: воздухоохладитель, увлажнитель с калорифером второго подогрева, то такой аппарат принято называть центральным кондиционером.

Комплект центрального кондиционера:

  1. воздушная заслонка
  2. фильтр
  3. калорифер 1-го подогрева
  4. охладитель
  5. увлажнитель
  6. калорифер 2-го подогрева
  7. вентилятор
  8. шумоглушитель

Контрольные вопросы

  1. Из каких элементов состоит приточная система вентиляции?
  2. Из каких элементов состоит вытяжная система вентиляции?
  3. Из каких элементов состоит центральный кондиционер?
  4. Почему в вытяжной вентиляции отсутствуют фильтр, нагреватель, охладитель?
  5. Может ли шумоглушитель устанавливаться перед вентилятором? С обоих сторон от него? С какой целью?
  6. Как вы думаете, в какой системе (приточной или вытяжной) должен быть установлен более мощный вентилятор при одинаковой производительности системы? Почему?

Дополнительная литература

  1. «Применение I-d диаграммы для расчетов» справочника «Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1.» М.: «Стройиздат», 1991 г. Воздухоподготовка.
  2. Под ред. И.Г.Староверова, Ю.И. Шиллера, Н.Н.Павлова и др. «Справочник проектировщика» Изд. 4-е, Москва, Стройиздат, 1990г.
  3. Ананьев В.А., Балуева Л.Н., Гальперин А.Д., Городов А.К., Еремин М.Ю., Звягинцева С.М., Мурашко В.П.,Седых И.В. «Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика.» Москва, Евроклимат, 2000г.
  4. Беккер А. (перевод с немецкого Казанцевой Л.Н. под редакцией Резникова Г.В.) «Системы вентиляции» Москва, Евроклимат, 2005г.
  5. Бурцев С.И., Цветков Ю.Н. «Влажный воздух. Состав и свойства. Учебное пособие.» Санкт-Петербург, 1998г.
  6. Технические каталоги Flaktwoods

Проектирование и расчет систем вентиляции

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.

Ниже приводится упрощенная методика подбора основных элементов системы приточной вентиляции, используемой в бытовых условиях.

Производительность по воздуху

Проектирование системы вентиляции начинается с  расчета требуемой производительности по воздуху или «прокачки», измеряемой в кубометрах в час. Для этого необходим поэтажный план помещений с экспликацией, в которой указаны наименования (назначения) каждого помещения и его площадь. Расчет начинается с определения требуемой кратности воздухообмена, которая показывает сколько раз в течение одного часа происходит полная смена воздуха в помещении. Например, для помещения площадью 50 квадратных метров с высотой потолков 3 метра (объем 150 кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров в час. Требуемая кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества находящихся в нем людей, мощности тепловыделяющего оборудования и  определяется СНиП (Строительными Нормами и  Правилами). Так, для большинства жилых помещений достаточно однократного воздухообмена, для офисных помещений требуется 2-3 кратный воздухообмен.

Для определения требуемой производительности необходимо рассчитать два значения воздухообмена: по кратности и по количеству людей, после чего выбрать большее из этих двух значений.

  1. Расчет воздухообмена по кратности:
    L = n * S * H, где

    L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;

    n — нормируемая кратность воздухообмена: для жилых помещений n = 1, для офисов n = 2,5;

    S — площадь помещения, м2;

    H — высота помещения, м;

  2. Расчет воздухообмена по количеству людей:
    L = N * Lнорм, где

    L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;

    N — количество людей;

    Lнорм — норма расхода воздуха на одного человека:

    • в состоянии покоя — 20 м3/ч;
    • работа в офисе — 40 м3/ч;
    • при физической нагрузке — 60 м3/ч.

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. Для справки: 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 500 м3/ч;
  • Для коттеджей — от 1000 до 2000 м3/ч;
  • Для офисов — от 1000 до 10000 м3/ч.

Мощность калорифера

Калорифер используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности системы вентиляции, требуемой температуры воздуха на выходе системы и минимальной температуры наружного воздуха. Два последних параметра определяются СНиП. Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоны и для Москвы принимается равной -26°С (рассчитывается как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов). Таким образом, при включении калорифера на полную мощность он должен нагревать поток воздуха на 44°С. Поскольку сильные морозы в Москве непродолжительны, в приточных системах можно устанавливать калориферы, имеющие мощность меньше расчетной. При этом приточная система должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года.

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.

Температуру, на которую калорифер заданной мощности 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 вентиляции, 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 водяной калорифер, который использует в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления.

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. 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. Поэтому при проектировании вентиляции часто приходится искать компромисс между уровнем шума, требуемой производительностью вентилятора и диаметром воздуховодов. Для бытовых систем приточной вентиляции обычно используются гибкие воздуховоды сечением 160—250 мм и распределительные решетки размером 200×200 мм — 200×300 мм.

Для точного расчета схемы вентиляции и воздухораспределительной сети, а также для разработки проекта вентиляции Вы можете обратиться к нашим специалистам.

Звоните нам по телефону +7(812)408-06-98, мы оперативно выезжаем на объект для консультаций и снятия замеров для подробного предварительного расчета стоимости ремонта или обслуживания!

Балансировка воздуха в системах вентиляции

Балансировка воздуха — фундаментальный навык проектирования для инженеров и консультантов HVAC. В зависимости от целевого назначения каждого участка застройки может потребоваться отрицательное, положительное или нейтральное давление. Это достигается за счет регулировки приточного и вытяжного воздушных потоков: более высокая подача воздуха вызывает положительное давление, а более высокое вытяжное давление вызывает отрицательное давление.

Хотя идеальным сценарием было бы естественное проветривание всех участков здания, на практике это невозможно.Например, нет возможности использовать естественную вентиляцию в помещениях, полностью окруженных другими помещениями, а также на подземных уровнях. Назначение вентиляции может варьироваться от комфорта человека до безопасности объекта: вентиляция в жилых и коммерческих помещениях направлена ​​на подачу воздуха пригодного для дыхания качества, в то время как промышленная вентиляция часто используется для того, чтобы опасные газы не попадали в определенные области или не превышали определенную концентрацию.

Внутренние помещения подвержены множеству воздушных потоков, которые обычно измеряются в кубических футах в минуту (CFM).Мы склонны думать только о подаче наружного воздуха и отработанном воздухе, но учитываем также нежелательный выход воздуха (эксфильтрацию) и приток воздуха (инфильтрацию). Нежелательные потоки воздуха обычно возникают по краям окон или дверей.

Плохо сбалансированные системы вентиляции часто приводят к проблемам с качеством воздуха. Например, отрицательное давление может втягивать загрязняющие вещества сверху потолка или снаружи, а воздух может внезапно ворваться внутрь, когда открывается окно или дверь.


Разработайте хорошо сбалансированную систему вентиляции.


Расчет всасываемого и отработанного воздуха

Перед расчетом баланса воздуха важно знать требуемую подачу и отвод воздуха. Существует множество действующих процедур, на что указывают следующие коды:

  • NYC Механический кодекс, гл. 4 — Вентиляция с использованием таблицы 403.3 Минимальная скорость вентиляции
  • ASHRAE 62.1 — Вентиляция для обеспечения приемлемого качества воздуха в помещении
  • В случае больниц — ASHRAE 170 — Вентиляция медицинских учреждений

Эта статья посвящена процедуре расчета Механического кодекса Нью-Йорка.Чтобы проиллюстрировать концепцию, предположим, что подвальное помещение разделено на следующие области:


КОМНАТА ПЛОЩАДЬ НАПРАВЛЕНИЕ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА МИНИМАЛЬНЫЙ ВОЗДУШНЫЙ ПОТОК ДИЗАЙН ВОЗДУШНЫЙ ПОТОК

Электротехническая

Мусорная комната

Коридор

Хранилище

100 фут2

150 фут2

500 фут2

200 фут2

Поставка

Выхлоп

Поставка

Поставка

0.06 куб.фут / мин / фут2

1 куб. Фут / фут2

0,06 куб. Футов / мин / фут2

0,12 куб. Фут / фут2

6 куб. Футов в минуту

150 куб. Футов в минуту

30 куб. Футов в минуту

24 куб. Футов в минуту

Общая подача воздуха составляет 60 кубических футов в минуту, а выходного воздуха — 150 кубических футов в минуту. Поскольку выхлоп выше на 90 куб. Футов в минуту, в результате создается отрицательное давление. Увеличение подачи для уравновешивания воздушного потока допустимо, поскольку значения, указанные в коде, являются минимальными.

Предположим, что все потоки всасываемого воздуха увеличены до следующих значений, чтобы предотвратить отрицательное давление:

  • Электрооборудование: 25 куб. Футов в минуту
  • Коридор: 125 куб. Футов в минуту
  • Хранение: 25 куб. Футов в минуту

В результате общий объем поступающего воздуха составляет 175 кубических футов в минуту, что выше, чем 150 кубических футов в минуту отработанного воздуха.Это приводит к увеличению давления в подвальных помещениях по сравнению с помещением для мусора, предотвращая распространение неприятных запахов. Поскольку в конце воздушный поток должен быть сбалансирован, дополнительные 25 кубических футов в минуту высвобождаются за счет эксфильтрации, но запах мусора остается только в предполагаемом месте.

Устранение проблем с балансировкой воздуха

Если в системе вентиляции возникают проблемы с балансом воздуха, не следует сразу предполагать, что причина кроется в самих вентиляторах. Учтите, что компоненты системы, такие как заслонки, могут быть повреждены, а также отсоединены воздуховоды.В случае сомнений лучшая рекомендация — получить профессиональное мнение инженера-проектировщика HVAC.

Когда системы вентиляции оснащены частотно-регулируемыми приводами для регулирования скорости вращения вентиляторов, балансировка воздуха упрощается. ЧРП могут регулировать частоту вращения как приточного, так и вытяжного вентиляторов, чтобы соответствовать нагрузке на вентиляцию, сохраняя при этом сбалансированные воздушные потоки.

Уровень вентиляции — обзор

Уровень вентиляции IAQ (офисные и жилые)

Разбавляя загрязняющие вещества, создаваемые источниками загрязнения и жильцами в здании, вентиляция способствует комфорту и благополучию людей (USGBC, 2013).Точная корреляция между интенсивностью вентиляции и здоровьем людей все еще исследуется. Однако предельные значения используются в качестве основы для критериев для новых конструкций. В таблице 5.5 приведены типичные уровни воздействия на уровне воздуха в помещении, основанные на рекомендациях ВОЗ. В таблице приведены требования по сокращению выбросов загрязняющих веществ, включая выбросы летучих органических соединений (ЛОС) в воздух помещений. ЛОС — это отходящие газы от красок, отделочных материалов, лаков, покрытий, чистящих средств и средств личной гигиены.Это химические соединения с высокой концентрацией, которые вызывают нарушения здоровья (IWBI, 2016). Они могут вызывать головные боли, тошноту и раздражение дыхательной системы, кожи и глаз, а также другие заболевания. Однако очень сложно проверить все эти загрязнители на этапе проектирования и после строительства. Таким образом, общепринятая практика обеспечения здорового качества воздуха в помещении заключается в проектировании вентиляционных воздушных потоков.

Таблица 5.5. Типичные пороговые значения для загрязнителей воздуха в помещении в соответствии с рекомендациями ВОЗ по качеству воздуха в помещении (ВОЗ, 2014, 2016) и WELL (IWBI, 2016)

Агент Типичный ВОЗ (мкг / м 3 ) ВОЗ Внутренний источник (% ) СКВАЖИНА
PM 2.5 10–40 до 30 & lt; 15 мкг / м 3
PM 10 & lt; 50 мкг / м 3
CO 1–4 0 & lt; 9 мкг / м 3
NO 2 10–50 до 20
ЛОС формальдегид 20–80 & gt; 90 & lt; 27 частей на миллиард
ЛОС бензол 2–15 до 40 Общее количество ЛОС менее 500
ЛОС нафталин 1–3 до 30
Радон 20– 100 & gt; 90 & lt; 4 pCi / L

Для офисных зданий интенсивность вентиляции определяется на основе суммы вентиляции для загрязнения от помещения и вентиляции для загрязнения от строительных материалов, отделки и мебели.Для механически вентилируемых помещений и для смешанных систем, когда механическая вентиляция активирована, определение скорости вентиляции должно основываться на ASHRAE 62.1, CEN 15251 или местных эквивалентах (USGBC, 2013). Согласно CEN 15251 (2007), эти два компонента представлены в следующем уравнении:

(5.4) qtotal = n × qoccupancy + A × qbuilding

, где qtotal — общая скорость вентиляции помещения, л / с; n расчетное значение количества человек в комнате; qoccupancy — интенсивность вентиляции при загрузке на человека, л / с, на человека; А площадь помещения, м 2 ; q Построение вентиляции по выбросам из здания, л / с, м 2 .

Скорость вентиляции может быть выражена на квадратный метр на площадь пола (л / с, м 2 ) или на человека, л / с на человека. Интенсивность вентиляции для людей (qoccupancy) и скорость вентиляции (qbuilding) для зданий можно найти в таблице 5.6. Однако более эффективно рассчитать интенсивность вентиляции по формуле. (5.4) при плотности размещения (площадь пола, м 2 на человека), как указано в таблице 5.7.

Таблица 5.6. Нормы вентиляции, используемые для расчета в офисных помещениях, в соответствии с CEN 15251 (2007) и CEN 16798 (2017)

qoccupancy (L / s / person) qbuilding Здания с очень низким уровнем загрязнения (л / с, м 2 ) qbuilding Здания с низким уровнем загрязнения (л / с, м 2 ) qbuilding Здания с низким уровнем загрязнения (л / с, м 2 )
Категория I 10 0.5 1,0 2,0 ​​
Категория II 7 0,35 0,7 1,4
Категория III 4 0,3 0,4 ​​ 0,8

Таблица 5.7 . Нормы вентиляции, используемые для расчета в офисных помещениях, в соответствии с CEN 15251 (2007) и CEN 16798 (2017)

Тип помещения Категория Площадь пола (м 2 .человек) qoccupancy (L / s / m 2 ) qbuilding Здание с низким уровнем загрязнения (L / s, м 2 ) qbuilding Нет Здание с низким уровнем загрязнения (L / s, м 2 ) qtotal Итого для здания с низким уровнем загрязнения (л / с, м 2 ) qtotal Всего для незагрязненного здания (л / с, м 2 )
Отдельный офис I 10 1,0 1,0 2,0 ​​ 2.0 3,0
II 10 0,7 0,7 1,4 1,4 2,1
II 10 0,4 ​​ 0,4 ​​ 0,8 0,8 1,2
Офис открытого типа I 15 0,7 1,0 2,0 ​​ 1,7 2,7
II 15 0.5 0,7 1,4 1,2 1,9
II 15 0,3 0,4 ​​ 0,8 0,7 1,1
Конференц-зал I 2 5,0 1,0 2,0 ​​ 6,0 7,0
II 2 3,5 0,7 1,4 4,2 4,9
II 2 2.0 0,4 ​​ 0,8 2,4 2,8
Учебный класс I 2 5,0 1,0 2,0 ​​ 6,0 7,0
II 2 3,5 0,7 1,4 4,2 4,9
II 2 2,0 ​​ 0,4 ​​ 0,8 2,4 2,8

По материалам Seppänen, O., & amp; Курницкий, Дж. (2013). Целевые значения для внутренней среды в энергоэффективном дизайне. В зданиях с оптимальными затратами и почти нулевым потреблением энергии (nZEB) (стр. 57–78). Springer London.

Для офисных помещений с естественной вентиляцией и для смешанных систем, когда механическая вентиляция неактивна, определение минимального отверстия для наружного воздуха и требований к пространству должно основываться на стандарте ASHRAE 62.1-2013, CEN 15251 или местном эквиваленте, в зависимости от того, что является более строгим. (USGBC, 2013). Тем не менее, команда разработчиков должна провести дополнительное исследование, чтобы подтвердить, что естественная вентиляция является эффективной стратегией, согласно диаграмме в Руководстве по применению AM10 от дипломированного института инженеров по обслуживанию зданий (CIBSE), март 2005 г., Естественная вентиляция в зданиях, не предназначенных для жилых помещений, рис.2.8 и соответствуют требованиям ASHRAE 62.1-2013, раздел 4, CEN 15251 или местного эквивалента, в зависимости от того, что является более строгим.

Для жилых домов скорость вентиляции и качество воздуха разные. В жилых домах существуют определенные виды деятельности, такие как курение, приготовление пищи, принятие душа и включение посудомоечной машины, которые могут вызвать коктейль из выбросов. Влажность и твердые частицы, выделяемые из систем отопления или пожарных помещений, считаются наиболее влиятельными параметрами, которые могут повлиять на здоровье в жилых зданиях.Скорость вентиляции определяется как воздухообмен в час, приток наружного воздуха или требуемая скорость вытяжки. Большинство национальных нормативов в промышленно развитых странах предписывают внедрение механической вентиляции на основе трех следующих критериев (Seppanen and Kurnitski, 2013):

1.

Вытяжка загрязненного воздуха во влажных помещениях (кухня, ванная, туалет)

2.

Нормы вентиляции основных сухих помещений (спальных и жилых комнат)

3.

Общая интенсивность вентиляции всего жилого объема.

В таблице 5.8 приведены примеры из европейских стандартов, стандарта ASHRAE 62.2-2013 или местного эквивалента, которые также могут использоваться в жилом секторе NZEB.

Таблица 5.8. Примеры скоростей вентиляции для жилых помещений на основе CEN 15251 или CEN 16798

Категория Общая скорость воздухообмена Гостиная, спальни, поток наружного воздуха Поток вытяжного воздуха (л / с)
л / с, м 2 ач л / с, человек л / с, м 2 Кухня Ванные комнаты Туалеты
I 0.49 0,7 10 1,4 28 20 14
II 0,42 0,6 7 1,0 20 15 10
III 0,35 0,5 4 0,6 14 10 7

По материалам Seppänen, O., & amp; Курницкий, Дж. (2013). Целевые значения для внутренней среды в энергоэффективном дизайне.В зданиях с оптимальными затратами и почти нулевым потреблением энергии (nZEB) (стр. 57-78). Springer London.

Как рассчитывается CFM вне помещений?

Если вы относитесь к числу тех, кто большую часть времени проводит в помещении, то вы должны знать, что воздух, которым вы дышите внутри здания, может быть более загрязнен, чем снаружи, даже в самых промышленно развитых городах. Таким образом, при проектировании системы HVAC для здания следует принимать во внимание надлежащие соображения относительно количества и качества воздуха в помещении.

ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ПОМЕЩЕНИЯ

Вы можете сказать, что пространство недостаточно вентилируется, если вы постоянно чувствуете запах кухни в своем офисе или чувствуете себя сонным и некомфортным. Хотя эти раздражающие аспекты сразу же привлекут ваше внимание, вам следует больше беспокоиться о скрытых загрязнителях, которые влияют на ваше здоровье.

Мы можем думать об эффектах следующим образом:

1. Кратковременный смертельный исход : Сюда входят химические вещества, такие как окись углерода.

2. Канцерогенные : вещества, вызывающие рак.

3. Угроза здоровью: Например, аллергены, летучие органические соединения, бактерии, вирусы, споры плесени, озон и твердые частицы.

4. раздражает : влияет на производительность и чувство благополучия.

КОЛИЧЕСТВО ВНЕШНЕГО ВОЗДУХА В ЗОНЕ (CFM / ЗОНА)

Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха опубликовало стандарт, известный как ASHRAE 62.1, чтобы указать минимальную интенсивность вентиляции и качество воздуха, приемлемые для людей.

Для каждой зоны, в зависимости от активности обитателей и функции помещения. Например, танцующему человеку нужно больше кислорода, чем сидящему в офисе. Минимальный требуемый объем наружного воздуха определяется как поток наружного воздуха в зоне дыхания и может быть рассчитан:

Vbz = RpPz + RaAz (уравнение 1), где:

Vbz: Наружный воздушный поток в зоне дыхания (CFM),

Rp: Наружный воздух, необходимый человеку (CFM / Person).2) Учебные заведения Класс 10 0,12 Лекционный класс 7,5 0,06 Компьютерная лаборатория 10 0,12 Универсальная сборка 7,5 0,06 Офисное здание Офисные помещения 5 0.06 Приемная 5 0,06 Гостиницы, мотели, курорты, общежития Спальня / гостиная 5 0,06 Вестибюли 7,5 0,06 Залы общественных собраний Залы судебных заседаний 5 2,5 Музей 7.2. Максимальное количество человек = 9 человек.

Используя уравнение 1, Vbz = 5 × 9 + 0,06 × 360 = 66,6 куб. Фут / мин. Таким образом, система HVAC должна обеспечивать как минимум 66,6 кубических футов в минуту наружного воздуха, чтобы соответствовать требованиям ASHRAE 62.1.

КОЛИЧЕСТВО НАРУЖНОГО ВОЗДУХА В СИСТЕМЕ (CFM / СИСТЕМА)

Существует 3 основных конфигурации системы: однозонные системы, 100% системы наружного воздуха и многозонные системы рециркуляции. Процедуры расчета системы забора наружного воздуха различаются для каждой конфигурации, но в каждом случае расчеты основываются на тех же расчетах зоны, которые объяснялись ранее.

A. Однозонные системы :

Одна приточно-вытяжная установка (AHU) вводит наружный воздух (OA) через один воздухозаборник и распределяет его по одной зоне, рециркуляционный воздух — это возвратный воздух из той же зоны, а отработанный воздух выводится за пределы здания. В этой системе вся территория считается одной зоной. Таким образом, входной OA равен сумме расхода наружного воздуха в зоне дыхания (Vbz) для каждого помещения. См. Рис. 1. Примеры однозонных систем включают печное отопление отдельного дома и воздушные пакеты на крыше.

Б. 100% наружная воздушная система :

Один приточно-вытяжной агрегат (AHU) подает наружный воздух (OA) через один воздухозаборник и распределяет только OA в более чем одну зону. Таким образом, приток OA равен сумме расхода наружного воздуха Vbz зоны дыхания для каждой зоны. См. Рис. 2. Система вентиляции отличается от системы отопления / охлаждения. С ростом важности энергоэффективных конструкций вентиляторы с рекуперацией тепла / энергии (HRV / ERV) стали очень распространенной практикой в ​​отрасли HVAC как 100% наружные воздушные системы для жилых помещений и малых и средних коммерческих предприятий.

Почти в каждой новой жилой системе HVAC вы можете найти HRV / ERV для подачи наружного воздуха в помещения. HRV / ERV — это воздухо-воздушные теплообменники, в которых используется теплообменник с перекрестным или противотоком между наружным воздухом и отработанным воздухом. Потраченное впустую тепло / энергия в отработанном воздухе используется для нагрева / охлаждения наружного воздуха. Примером для жилых помещений HRV / ERV является Nu-Air ES100-HRV, который может обеспечить до 185 кубических футов в минуту наружного воздуха с минимальной эффективностью 70%.

Инжир.1 : Система с одной зоной

Рис.2 : 100% система наружного воздуха

C. Многозонные рециркуляционные системы

Один приточно-вытяжной агрегат (AHU) вводит наружный воздух (OA) через один воздухозаборник, смешивает его с рециркуляционным воздухом и распределяет смесь в более чем одну зону. Примеры этой системы включают обычные системы с постоянным объемом и с несколькими зонами с переменным объемом. См. Рис. 3

Рис.3 : Система рециркуляции с несколькими зонами

Мы рассмотрим простую трехзонную систему, чтобы продемонстрировать расчеты для всасываемого наружного воздуха, см. Рисунок 4. Предполагая, что для зоны 1 требуется поток наружного воздуха для зоны дыхания Vbz100 CFM, для зоны2 200 CFM и для зоны3 300 CFM. Проблема при расчетах забора наружного воздуха состоит в том, что все зоны получают одинаковый процент OA, в результате чего некоторые зоны вентилируются слишком сильно, а другие — недостаточно вентилируются. В системе, показанной на рис. 4, предположим, что мы пропускаем наружный воздух 600 куб.Зона 1 получит 200 кубических футов в минуту, что превышает минимальные требования (избыточная вентиляция), зона 2 получит 200 кубических футов в минуту, а зона 3 получит 200 кубических футов в минуту, что меньше, чем требуется (недостаточная вентиляция).

Стандарт ASHRAE 62.1 предлагает 2 метода расчета требований к притоку наружного воздуха. В обоих методах необходимо рассчитать эффективность вентиляции системы (Ev).

1. Метод эффективности вентиляции системы по умолчанию с использованием таблицы 6.3 стандарта ASHRAE 62.1.

2.Метод расчета эффективности вентиляции системы.

Оба метода дают примерно одинаковый результат, для простоты мы будем использовать метод Ev по умолчанию, чтобы продемонстрировать расчеты для всасываемого наружного воздуха для многозонной системы рециркуляции.

Рис.4 : Простая 3-зонная система

Метод Ev по умолчанию зависит от критической зоны, для которой требуется наибольший процент наружного воздуха. В нашем примере на рис. 4 зона 3 имеет самый высокий процент наружного воздуха (Zp), который рассчитывается путем деления потока наружного воздуха в зоне дыхания на общий объем приточного воздуха в зону.Zp для зоны 1 = 100600, Zp для зоны 2 = 200600, а для зоны 3 Zp = 300600.

Из таблицы 2 максимальное значение Zp меньше 0,55, поэтому эффективность системы Ev = 0,6.

Забор наружного воздуха = сумма Vbz в каждой зоне, деленная на вычисленное значение Ev.

Для нашего примера сумма Vbz = 600 кубических футов в минуту, Ev = 0,6, тогда забор наружного воздуха = 6000,6 = 1000 кубических футов в минуту.

Таблица 2: Эффективность вентиляции системы

Макс (Zp) Ev
Меньше или равно 0.15 1.0
Меньше или равно 0,25 0,9
Меньше или равно 0,35 0,8
Меньше или равно 0,45 0,7
Меньше или равно 0,55 0,6

Акустический расчет вентиляционных систем | Engineersdaily

Акустический расчет системы вентиляции может быть аналогичен следующей процедуре:

1.Критерий уровня звукового давления

Определите критерии уровня звукового давления. В этой таблице указаны допустимые уровни в разных местах. Сверьтесь с внутренними правилами.

В приведенном ниже примере рейтинг шума — NR30 — используется в качестве критерия. Значения NR вводятся в строке 1.

2. Эффект помещения и терминала

Уровни звукового давления — L p — преобразуются в уровень звуковой мощности — L w — на терминалах.Необходимо учитывать акустические характеристики помещения, а также количество и расположение клемм.

а) Определите акустические характеристики помещения. В примере используется среднее звукопоглощение для комнаты.
b) Определите, находится ли приемник в прямом или реверберирующем поле. В этом примере слушатель находится примерно на расстоянии 1,5 м от терминала .
c) Найдите характеристики поглощения помещения. В этом примере поглощение для стен, потолка, пола, людей, штор и их площадей рассчитывается как 30 м 2 Sabine. Согласно a) и c) затухание составляет 8 дБ .
d) Определите, сколько терминалов влияет на слушателя. Примечание! Не забудьте включить приточный и возвратный вентиляторы. В этом примере на слушателя влияют два терминала. Из c) вычитаем 3 дБ .

Затухание от терминала до комнаты 5 дБ . Значения вводятся в примере ниже.

3. Допуск для торцевого отражения

В данном примере размер воздуховода составляет 250 мм .Затухание из-за конечного отражения вводится ниже.

4. Затухание в воздуховодах, от терминала до контрольной точки

Рассчитайте затухание в воздуховодах без футеровки и в воздуховодах. Обратите внимание, что в таблице и на диаграммах указано затухание в дБ / м .

5. Затухание в изгибах, от клеммы до контрольной точки

Рассчитайте затухание в изгибах.

Определите допуск для раздельного ответвления к клеммам.

6. Разделение на уровне мощности, главный воздуховод к воздуховоду ответвления

Определите допуск для разделения — главный воздуховод к разветвлению.

7. Уровень звуковой мощности вентилятора — л Вт

Введите данные производителя о звуковой мощности или рассчитайте звуковую мощность вентилятора.

8. Коэффициенты безопасности

Введите коэффициенты безопасности — рекомендуется до -3 дБ.

9. Требования к глушителю

Глушитель должен быть выбран так, чтобы обеспечить необходимое затухание. Данные производителя предпочтительны.

Пример — акустический расчет приложения HVAC

Процедура Центральная частота октавной полосы, Гц
63 125 250 500 1000 2000 4000
1.Критерий уровня звукового давления 59 48 40 34 30 27 25 23
2. Эффект помещения и конечной точки 5 5 5 5 5 5 5 5
3. Учет торцевого отражения 12 8 4 1 0 0 0 0
4.Затухание в воздуховоде, от вывода к контрольной точке 17 17 9 5 5 5 5 5
5. Затухание на изгибе от вывода до контрольной точки 0 0 7 15 25 25 19 15
6. Разделение уровней мощности, ответвление на терминалы 6 6 6 6 6 6 6 6
7.Разделение уровней мощности, главный воздуховод к воздуховоду ответвления 10 10 10 10 10 10 10 10
Итого 109 91 78 73 78 75 67 61
8. Уровень звуковой мощности вентилятора — л Вт 102 99 98 98 97 95 86 81
9.Факторы безопасности 3 3 3 3 3 3 3 3
Общий уровень звуковой мощности вентилятора — л w 105 102 101 101 100 98 89 84
10. Требования к глушителю 0 8 20 25 19 20 19 20



Консультации — Инженер по подбору | Четыре стратегии внедрения ASHRAE 62.1 в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Цели обучения

  • Узнайте, как проектировать системы вентиляции с использованием стандарта ASHRAE 62.1: Вентиляция для обеспечения приемлемого качества воздуха в помещении.
  • Изучите четыре стратегии для достижения экономии средств и энергии.

При проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в соответствии с местными нормативами и ASHRAE 62.1-2016: Вентиляция для обеспечения приемлемого качества воздуха в помещении допускается уменьшение количества необходимого наружного воздуха, который необходимо кондиционировать для приемлемого использования в помещении, и существует несколько способов, с помощью которых проектировщик могут приблизиться к таким сокращениям, все из которых описаны в настоящем стандарте ASHRAE.

Будут рассмотрены четыре стратегии экономии энергии и снижения затрат. Такой подход к расчетам HVAC и наружного воздуха может быть не самым простым способом проектирования систем вентиляции, но окупаемость может окупиться. Потенциальное сокращение требуемого наружного воздушного потока может превышать 50% в зависимости от того, какая комбинация стратегий реализована для данной системы HVAC или комбинации систем.

Стратегия 1: Разнообразие обитателей

Люди, находящиеся в комнате, загрязняют воздух в помещении, выдыхая углекислый газ, потоотделение, кашель и т. Д.Это помимо загрязнения воздуха краской, ковровым покрытием, обивкой и другими предметами интерьера, выделяющими мельчайшие частицы и пары; все это уже учтено в математических формулах, содержащихся в ASHRAE 62.1-2016, стандарте, регулирующем содержание наружного воздуха. Нормы расхода воздуха в наружном воздухе («R») от людей («p» для населения или людей) рассчитываются по единой ставке, «ставка на человека» ( p ) в кубических футах в минуту на человека на основе по заселенности расчетной зоны (P z ).Те требования, которые связаны с площадью зоны / квадратными метрами помещений (Az), рассчитываются по другой ставке, «ставке площади» (R a ), в кубических футах в минуту на квадратный фут. Обратитесь к ASHRAE 62.1-2016, таблица 6.2.2.1, Минимальная скорость вентиляции в зоне дыхания, чтобы узнать удельную скорость воздушного потока на человека (R p ) и скорость воздушного потока на квадратный фут (R a ) в зависимости от использования. пространства.

Расход наружного воздуха в зоне дыхания (Vbz) рассчитывается путем суммирования требований к вентиляции людей и требований к вентиляции помещения (ASHRAE 62.1-2016 раздел 6.2.2.1). Для выделенной однозонной системы наружного воздуха суммирование требований к вентиляции для каждой зоны приводит к общему возможному нескорректированному значению забора наружного воздуха. Проще говоря, найдите максимальное количество людей в каждом помещении, найдите площади каждого помещения, вычислите потоки наружного воздуха в зоне дыхания и затем сложите их.

Обратите внимание, что в этой статье основное внимание уделяется расчету нескорректированных значений расхода наружного воздуха, как в целом определено в ASHRAE 62.1-2016, Раздел 6.2.5.3. В этой статье не рассматриваются предписывающие формулы, учитывающие многозонные системы, эффективность зонального распределения воздуха или доли первичного наружного воздушного потока в зоне. Эти поправки к потоку наружного воздуха опущены в примерах, чтобы сосредоточить внимание на расчетах, которые являются результатом использования конкретных стратегий, упомянутых в статье. Такие поправки к потоку наружного воздуха можно исследовать независимо от дополнительных факторов, которые влияют на поток наружного воздуха системы HVAC и требования к потоку приточного воздуха.

Для демонстрации стратегий во всем здании будет использоваться типовое здание с большим открытым офисным пространством на 100 человек, а также пять конференц-залов, вмещающих до 20 человек каждый, и кафетерий на 50 человек. Сумма населенных пунктов зоны дает максимальное потенциальное присутствие в 250 человек, и формулы помогают определить потребности в вентиляции на основе этого числа.

Тем не менее, реальная заполняемость может быть намного ниже, и здесь может применяться диверсификация, что разрешено в соответствии с Разделом 6.2.5.3.1. Эта стратегия требует корректировки потребностей системы на основе фактического количества людей, которые будут работать в здании, или численности системы здания (Ps.). Имейте в виду, что с большинством строительных норм, проектировать здание не обязательно. для каждого человека, для которого предназначена каждая комната, но проект должен включать разумное приближение к предполагаемому использованию здания. Тот же сценарий, упомянутый выше, можно спроектировать для наружной вентиляции, применив в расчетах разнесение людей.В случае, когда в здании фактически работает 100 сотрудников (эквивалентные полной занятости жителей здания), эти 100 человек находятся либо за столом, в частном офисе, в кафетерии, либо в конференц-зале, но не занимая сразу два места. Это означает, что численность населения системы составляет 100 человек, а не сумма населения всех зон.

ASHRAE 62.1-2016 Раздел 6.2.3.5.1 позволяет проектировщику определить разнообразие (D) путем деления общего числа жителей здания на сумму всех возможных жителей всех пространств.В данном примере это 100/250 — потенциальное сокращение на 60% необходимого количества наружного воздуха для людей. Это может означать значительную экономию при обогреве и охлаждении здания. Одна вещь, которую инженеры могут сделать при создании таких систем, — это задать конкретные вопросы об использовании здания и реалистичной предполагаемой занятости, прежде чем принять решение о окончательном плане вентиляции.

Пример 1: Расчет требований к потоку наружного воздуха в примере здания:

Открытые офисные помещения: 20000 кв. Футов (A z 1), 100 человек (P z 1)

Конференц-залы: 5 на 400 кв. Футов (A z 2), 20 человек (P z 2)

Кафетерий / комната отдыха: 2000 кв. Футов (A z 3), 50 человек (P z 3)

Из таблицы 6.2.2.1, офис, конференц-зал и комната отдыха: рэндов a = 0,06 кубических футов в минуту / кв. Фут; рэнд = 5 кубических футов в минуту на человека

Население системы предоставлено владельцем здания: P s = 100

Разнообразие обитателей, D = P s / (P z 1 + 5 x P z 2 + P z 3)

D = 100 / (100 + 5 x 20 + 50) = 0,40

Неправильный воздухозаборник, V или = D (R p 1 x P z 1 + 5 x R p 2 x P z 2 + R p 3 x P z 3) + (R a 1 x A z 1 + 5 x R a 2 x A z 2 + R p 3 x A z 3)

V или = 0.40 x (5 куб. Футов в минуту на человека x 100 человек + 5 комнат x 5 кубических футов в минуту на человека x 20 человек + 5 кубических футов в минуту на человека x 50 человек) + (0,06 кубических футов в минуту на человека x 20000 квадратных футов + 5 комнат x 0,06 кубических футов в минуту / кв. x 400 кв. футов + 0,06 куб. футов / мин. x 2000 кв. футов)

Результат: V или с использованием разнесения = 1940 куб. Футов в минуту

V или без использования разнесения: 2,690 куб. Футов в минуту

Использование разнесения пассажиров в Примере 1 снижает требуемый наружный воздушный поток на 28%.

Стратегия 2: усреднение по времени

ASHRAE 62.1-2016 Раздел 6.2.6.2 позволяет проектировщику учитывать ситуации, когда загруженность достигает пика только в течение коротких промежутков времени. В зависимости от здания и бизнеса, в котором оно находится, некоторые люди могут занимать помещение только на короткий период времени. В таких ситуациях подходящей стратегией является применение усреднения по времени. Например, в ситуации временной занятости, когда конференц-зал часто бывает совершенно пустым, но иногда бывает заполнен на короткий период времени. Типичное собрание длится всего 45 минут, требуя в течение этого короткого времени вентиляции на открытом воздухе.Тем не менее, предписывающие формулы будут указывать на необходимость полной вентиляции этого помещения в течение всего дня, в часы работы, каждый день, что представляет собой потенциально избыточно вентилируемое помещение.

Сосредоточив внимание на количестве времени, в течение которого люди находятся в помещении, требуемые требования к наружному воздуху можно снизить с 30% до 50%. Подобным этому примеру могут быть торговые площади и рестораны, где заполняемость варьируется в зависимости от дня или времени. Конечная идея состоит в том, что значительная экономия энергии может быть результатом использования этих различных выводов для разработки правильной системы для пространства — именно так, как она предназначена для использования.Ключом к расчету является определение допустимого периода времени усреднения T. Уравнение 6.2.6.2-1 представляет собой расчет для периода времени усреднения:

Уравнение 6.2.6.2-1: T (мин) = 3 ν / V bz

Переменная (ν) — это объем помещения в кубических футах.

Пример 2: Конференц-зал площадью 400 кв. Футов имеет потолок 10 футов.

Владелец предоставляет исторические данные, показывающие, что конференц-залы в здании в среднем заняты на 30 минут каждые 90 минут, а комната для отдыха — только с 11:45.м. и 13:15 каждый день.

Уравнение 6.2.6.2-1 рассчитывает допустимый период времени усреднения по времени:

T = 3ν / V bz

ν = объем помещения в кубических футах

v = (400 квадратных футов x 10 футов)

v = 4000 футов 3

Плотность населения = 50 человек на 1000 кв. Футов (из таблицы 6.2.2.1)

По умолчанию P z = (50/1000) x 400

По умолчанию P z = 20 человек

R p = 5 кубических футов в минуту на человека (из таблицы 6.2.2.1)

A z = 400 кв. Футов

R a = 0,06 кубических футов в минуту / кв. Фут (из таблицы 6.2.2.1)

V bz = R a x A z + R p x Pz

V bz = 0,06 кубических футов в минуту / кв. Футов x 400 кв. Футов + 5 x 50 человек / 1000 кв. Футов x 400 кв. Футов

В bz = 124 кубических футов в минуту

T = 3ν / V bz

T = 3 x (4000 футов 3 ) / 124 кубических футов в минуту

Результат: T = 97 минут

Этот результат позволяет проектировщику определить среднюю занятость за период времени до 97 минут.

Для конференц-зала, который занят только 30 минут из 90-минутного периода времени, усредненная по времени заселенность зоны, Pzavg, представляет собой среднее значение занятости за этот 90-минутный период.

P z в среднем = ((20 человек x 30 мин) + (0 человек x 60 мин)) / 90 мин

P z avg = 6,667 (округление до 7 человек)

Таким образом, требуемый расход наружного воздуха рассчитывается с помощью Pzavg вместо Pz по умолчанию.

V bz (усредненное по времени) = P z avg x R p + A z x R a

V bz (усредненное по времени) = 7 человек x 5 кубических футов в минуту на человека + 400 кв. футов x.06 фут / кв.м

Результат: V bz (усредненное по времени) = 59 кубических футов в минуту

В этом примере требуемый поток воздуха в зоне дыхания для этого конференц-зала был уменьшен на 52% с 124 кубических футов в минуту до 59 кубических футов в минуту.

Для офисного здания, которое содержит большое количество малонаселенных помещений, это уменьшение необходимого наружного воздушного потока может привести к значительному уменьшению общего необходимого наружного воздушного потока, который должен быть нагрет или охлажден.

Две упомянутые выше стратегии не являются исключительными, но их можно использовать для одного и того же расчета наружного воздуха.Комбинируя результаты примера 1 с примером 2, расчет V или дополнительно сокращается следующим образом:

Пример 3: Объединение разнесения и усреднения по времени.

V или только с разнесением: 1940 куб. Футов в минуту

Расчет примера 1 V или с разнесением и усреднением по времени V bz для конференц-зала:

V или = D (R p 1 x P z 1 + 5 x R p 2 x P z 2 + R p 3 x P z 3) + (R a 1 x A z 1 + 5 x R a 2 x A z 2 + R p 3 x A z 3)

В или = 0.40 x (5 куб. Футов в минуту на человека x 100 человек + 5 комнат x 5 кубических футов в минуту на человека x 7 человек + 5 кубических футов в минуту на человека x 50 человек) + (0,06 кубических футов в минуту на человека x 20000 квадратных футов + 5 комнат x 0,06 кубических футов в минуту / кв. x 400 кв. футов + 0,06 куб. футов / мин. x 2000 кв. футов)

Результат: V или (усреднение по времени и разнесение) = 1810 куб. Футов в минуту

В или (без усреднения по времени или разнесения) = 2,690 куб. Футов в минуту

Процентное сокращение стандартно требуемого нескорректированного наружного воздуха = 32,7%

Уменьшение требуемого наружного воздушного потока, если его тщательно применять к проектированию систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, может привести к уменьшению требуемой холодопроизводительности в тоннаже, а также уменьшению воздушного потока вентилятора, размеров воздуховодов и мощности вентилятора.В дополнение к первоначальной стоимости этого оборудования существует также возможность уменьшения размеров конструкции электрической системы, например, меньшие сечения проводов, меньшая допустимая нагрузка цепей, снижение потребляемой электроэнергии в киловаттах, а также снижение потребления электроэнергии.

Такие воздействия не могут быть очевидны сразу, но использование моделирования энергопотребления зданий может продемонстрировать совокупные эффекты тщательного подхода к проектированию для наружного воздушного потока в системе. Владелец здания может не осознавать ценность таких сокращений, если инженер просто описывает эти стратегии; однако диаграмма ясно продемонстрирует экономию затрат.Проведение приблизительного энергетического анализа и представление результатов владельцу здания или другим заинтересованным сторонам, которые способствуют принятию этого решения, могут существенно повлиять на процесс принятия решения.

Стратегия 3: Мониторинг воздуха в реальном времени с использованием CO 2 зондирования

Следующие две стратегии представляют собой вариации того, что считается вентиляцией с управлением по потребности (DCV) или динамическим сбросом расхода наружного воздуха, как это упоминается в ASHRAE 62.1-2016, раздел 6.2.7-, который представляет собой интерактивную систему HVAC, которая увеличивает или снижает потребность в реальном времени для наружного воздуха по мере изменения условий качества воздуха в помещении.Эти подходы включают использование датчиков, которые собирают данные в определенной зоне и передают информацию в режиме реального времени в систему управления HVAC, которая затем немедленно регулирует воздушный поток вентиляции. В процессе принятия решений следует учитывать дополнительную сложность системы управления, связанную с использованием DCV.

Также будет рассмотрено проектирование системы вентиляции с вентиляцией по потребности и потенциальное сокращение требуемых наружных воздушных потоков во время работы системы.

Наиболее распространенное применение DCV использует датчики углекислого газа (CO 2 ), чтобы определить, создают ли люди, находящиеся в комнате, состояние избыточного углекислого газа и отрицательного кислорода, и, если да, немедленно исправить это с помощью увеличения наружного воздуха. Эта стратегия представляет собой форму динамического сброса, когда воздух постоянно отбирается и обрабатывается, не позволяя CO 2 концентрироваться выше заранее определенного «высокого значения». С этими датчиками, если уровни CO 2 начинают расти, система сбрасывается на новое значение потока наружного всасываемого воздуха до тех пор, пока CO 2 не упадет ниже максимального значения системы управления.Как только это состояние восстанавливается, система управления HVAC возвращается к своим нормальным настройкам.

ASHRAE 62.1-2016 6.2.7.1.1 описывает допуск на сброс расхода наружного воздуха в ответ на засорение системы. При использовании системы DCV разработчик системы должен определить, какой диапазон воздушного потока подходит для зоны и для системы. В разделе 6.2.7.1.2 описывается требование, согласно которому значение V bz не может быть сброшено ниже значения расхода воздуха в зоне (R a x A z ) для зоны.Поэтому, когда значения CO 2 являются «низкими» (меньше высокого значения), разработчик может установить V bz = R a x A z , что устраняет «воздушный поток людей» до CO 2 уровня повышаются до высокого значения. В это время необходимо пересчитать V bz , чтобы включить в него воздушный поток людей, а также «воздушный поток по площади».

Важно отметить, что высокое значение должно быть определено с некоторым знанием концентрации CO в окружающей среде 2 .Часто значение 1000 частей на миллион (ppm) CO 2 считается адекватным для высокого значения CO 2 с динамическим сбросом. Использование 1000 ppm предполагает, что концентрация CO 2 в наружном воздухе значительно ниже этого значения, в диапазоне от 400 до 500 ppm. Однако в городских районах концентрация CO 2 в окружающем воздухе может быть намного ближе к 1000 ppm, и в таких случаях проектировщику следует учитывать, как этот более высокий уровень CO 2 может также повлиять на высокое заданное значение. в качестве значений сброса для наружного воздушного потока.Чтобы продемонстрировать ценность управления сбросом наружного воздуха с DCV, изучите образец здания, которое использовалось для примеров в этой статье, и один или все его конференц-залы площадью 400 кв. Футов, на 20 человек, оборудованные CO. 2 датчика для динамического сброса.

Проектировщик должен определить соответствующие расчетные скорости потока наружного воздуха с динамическим сбросом для «высокого» состояния CO 2 и для «нормального» состояния CO 2 :

Пример 4: Расчет вентиляции с регулированием потребления применительно к конференц-залам здания:

V bz (высокий CO 2 ) = R a x A z + R p x P z

V bz (высокий CO 2 ) = 0.06 куб. Футов в минуту на квадратный фут x 400 квадратных футов + 5 кубических футов в минуту на человека x 20 человек

Результат: V bz (высокий CO 2 ) = 124 кубических футов в минуту

В bz (низкий CO 2 , сброс) = R a x A z

V bz (низкий CO 2 , сброс) = 0,06 куб. Футов / мин / кв. Фут x 400 кв. Футов

Результат: V bz (низкий CO 2 , сброс) = 24 кубических футов в минуту

Приведенные выше значения представляют два требуемых минимальных рабочих условия вентиляции системы HVAC. Инженер должен рассчитать оборудование и воздуховоды для наружного и приточного воздуха, чтобы они могли работать как в высоких, так и в низких условиях.Из-за этого требования пропускная способность системы HVAC не снижается, поэтому использование DCV не дает преимущества с точки зрения затрат. Фактически, DCV, как правило, будет иметь более высокие первоначальные затраты из-за сложности дополнительных средств управления, которые требуются для работы с DCV.

В примере 4 система управления зданием может сбрасывать поток наружного воздуха в эту комнату примерно на 80% в периоды нормальной концентрации CO 2 . В течение этого периода времени оборудование HVAC может работать при пониженной потребности в тоннаже системы охлаждения и потенциально при уменьшенном потоке воздуха от вентилятора в системах приточных вентиляторов с переменным объемом воздуха, что приводит к снижению мощности рабочего вентилятора в лошадиных силах.Как только комната становится полностью заполненной и концентрация CO 2 поднимается выше высокого значения, система управления зданием регулирует скорость приточного вентилятора, чтобы увеличить поток наружного воздуха в комнату до V bz (высокий CO 2 ) ценить. Следовательно, потребность в охлаждении или обогреве может увеличиваться в результате того, что увеличенный поток наружного воздуха подается в комнату.

В идеале эти датчики CO 2 используются в областях, которые могут быть плотно, но периодически заняты, например, в кафетериях, аудиториях, спортзалах и конференц-залах.Датчики могут не дать количественно измеримой выгоды для других пространств, таких как открытый офис или приемные, из-за меньшего количества людей на единицу площади. По умолчанию в ASHRAE 62.1 плотность размещения офисов составляет один человек на 200 кв. Футов. Конечно, существуют проекты открытых офисов с гораздо более высокой плотностью, но в целом помещения считаются плотно занятыми, если на 1 000 кв. Футов приходится более 20 человек. Для этой более высокой плотности рассмотрите датчик CO 2 для пространства и используйте подход динамического сброса / DCV.

Когда они были впервые представлены более 25 лет назад, датчики CO 2 были дорогими, ненадежными и требовали регулярной повторной калибровки. Системы управления энергопотреблением ранних поколений были проблематичными и подвержены ошибкам. Сегодня датчики CO 2 более надежны и экономичны. Благодаря сертификации LEED и более строгим нормам энергопотребления спрос клиентов на датчики CO2 вырос, и производители повысили надежность цифровых датчиков CO 2 .В результате использование DCV на основе CO 2 стало обычным явлением в системах различной проектной мощности.

Стратегия 4: Мониторинг в реальном времени посредством определения присутствия

Последняя стратегия — использование DCV с датчиками присутствия. Эти устройства всегда отслеживают. Когда в помещении происходит движение, которое запускает датчики, система автоматизации здания реагирует соответствующим образом. Датчики движения обычно используются в других приложениях, таких как освещение, которое автоматически срабатывает, когда покупатель входит в туалет магазина, или сигнальное освещение, которое включается или загорается, когда мимо проходит человек.

Подход к наружным воздушным потокам может быть таким же, как и с датчиками CO2, после чего обнаружение движения заставляет наружный воздушный поток сбрасываться до высокой скорости воздушного потока; при отсутствии движения система переключается на низкий расход наружного воздуха. В качестве альтернативы, если проектировщик решает использовать специальную систему подачи наружного воздуха (DOAS) и напрямую подает наружный воздух во все помещения, в ASHRAE 62.1-2016 есть новое положение, которое допускает нулевую требуемую вентиляцию наружным воздухом при наличии людей. не находятся в определенной комнате, согласно Разделу 6.2.7.1.2 в тексте исключения. Основываясь на этом исключении, могут быть возможности спроектировать поток приточного воздуха системы вентиляции наружного воздуха, который будет варьироваться от нуля до значений V bz . Обратите внимание, что система, которая использует датчики присутствия в качестве средства сброса, не сможет «подсчитать» количество людей, поэтому поток наружного воздуха составляет либо 0 кубических футов в минуту, либо R a x A z + R p x P z , в зависимости от состояния датчика.

В настоящее время конструкции систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, включающие датчики присутствия, не так распространены на практике, как датчики CO 2 .Первоначально они были разработаны для коммерческого использования, но на самом деле они стали популярным способом для домовладельцев сократить расходы на электроэнергию. Ярким примером этого является термостат, который регулирует температуру в соответствии с заданными целевыми показателями эффективности, когда никого нет дома, но регулируется, когда он обнаруживает движение.

Международный кодекс энергосбережения требует, чтобы инженер использовал стратегии вентиляции с контролем спроса в любом пространстве с плотностью 25 человек на 1 000 кв. Футов или более, за некоторыми исключениями для небольших систем или специализированных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.DCV — хорошая стратегия для любого пространства, которое, как ожидается, будет периодически занято, независимо от того, требует ли это код. Основные производители комплектного однозонного оборудования HVAC включают модули управления DCV в качестве заводской опции в дополнение к более сложным и большим системам кондиционирования воздуха.

Использование части или всех этих стратегий для оценки общей экономии затрат может быть непростым делом. Необходимо учитывать несколько переменных, и любая экономия должна рассчитываться в каждом конкретном случае.Но эти стратегии позволяют измерить экономию энергии и денег, что может быть привлекательной возможностью для владельца здания.

Уйти от предписывающих формул к более реалистичным формулам и стратегиям — разумный шаг. Это требует тщательного и критического анализа здания и его потребностей в вентиляции.

Экономия, которая может быть реализована при реализации любой или всех стратегий, упомянутых выше, может быть связана как с первоначальными затратами, так и с эксплуатационными затратами.

Меньший размер системы вентиляции наружным воздухом может привести к меньшей мощности отопительной или охлаждающей установки и меньшему оборудованию.Меньшее оборудование приводит к уменьшению размеров воздуховодов и / или трубопроводов, а также к уменьшению размеров электрических проводов и автоматических выключателей.

В рабочем состоянии уменьшенный наружный воздушный поток позволяет сократить расходы на протяжении всего срока службы оборудования и здания за счет меньшей рабочей мощности насосов и вентиляторов, подающих и кондиционирующих наружный воздух.

Тем не менее, реализация стратегии максимального повышения энергоэффективности в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха может принести дополнительные плоды, что быстро приведет к ощутимой экономии для владельцев недвижимости в долгосрочной перспективе.


Кари Энген — старший инженер-механик в WD Partners. Она является членом ASHRAE и более 15 лет предоставляла услуги по проектированию и вводу в эксплуатацию систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для коммерческих проектов.

Процедура, уравнения и калькулятор требований к вентиляторам и вентиляции

Связанные ресурсы: калькуляторы

Процедура, уравнения и калькулятор требований к вентиляторам и вентиляции

Проектирование и проектирование теплопередачи
Промышленные электродвигатели

Процедура, уравнения и калькулятор требований к вентиляторам и вентиляции.

На этой веб-странице описаны основные методы выбора типичных вентиляционных и охлаждающих устройств в зависимости от их использования, а также приведены примеры расчетов и калькулятора.

Шаг 1. Определите требуемую внутреннюю температуру системы или устройств. Технические характеристики и состояние.

Шаг 2: Определите количество тепловой энергии, генерируемой устройством внутри. Тепловая энергия, генерируемая в системе или устройстве.

Шаг 3: После того, как вы определили количество выделяемого тепла, количество градусов, на которое должна быть понижена температура, и какая должна быть температура окружающей среды, рассчитайте необходимый воздушный поток

Шаг 4: Выберите вентилятор с требуемым расходом воздуха.Расход воздуха установленного вентилятора можно определить по характеристикам расхода воздуха вентилятора в зависимости от статического давления и потере давления охлаждаемого объекта. Рассчитать потерю давления в устройстве сложно, поэтому можно использовать оценку максимального расхода воздуха, в 1,3–2 раза превышающего требуемый расход воздуха.


Характеристика статического давления воздуха

Пример расчета

Характеристики шкафа

Описание

Письмо

Технические характеристики
Условия установки

Этаж склада

Шкаф
Приложение

Размер

Вт
H
D

Ширина 0.48 м (19 дюймов)
Высота 1,44 м (57 дюймов)
Глубина 0,36 м (14 дюймов)
Площадь

S *

2,42 м 2 (3758 дюймов 2 )
Материал

Сталь
Всего
Тепло
Трансфер
Коэффициент

U

5 Вт / (м 2 / К)
Цель
Температура
Подъем

ΔT

50 ° F (10 ° C)
Температура окружающей среды T 1 25 ° C (77F °)
Максимум.температура внутри шкафа
Т 2 35 ° C (95F °)
Общая выработка тепла

квартал

1200 Вт

Фактор безопасности

Sf

2
Источник питания

60 Гц 115 В переменного тока

Поверхность шкафа = Боковая область x Верхняя область
Поверхность шкафа = 1.8 x В x (Ш + Г) + 1,4 x Ш x Г
Площадь корпуса = 2,42 м 2 (3758 дюймов 2 )

Расход воздуха в соответствии с техническими условиями

K Коэффициент преобразования = 0,05

V = K x (Q / (ΔT) — U x S) x Sf
V = 0,05 х (1200 / (10-5) х 2,42) х 2
V = 10,8 [м 3 / мин] (381 [куб. Фут / мин])

Предварительный просмотр

: Калькулятор требований к вентиляторам и вентиляции (требуется членство: Premium).

Определите требуемый расход воздуха с помощью графика

1.Найдите точку пересечения A между тепловой мощностью Q (1200 Вт) и заданным повышением температуры ΔT [50 ° F (10 ° C)].
2. Проведите линию, параллельную оси x, из точки A.
3. Найдите точку пересечения B между параллельной линией и линией площади S [2,42 м 2 (3758 дюймов 2 )].
4. Проведите линию к оси x от точки B, требуемый расход воздуха составляет прибл. 190 куб. Фут / мин [5,4 (м 3 / мин)].
5. Используйте коэффициент безопасности Sf = 2, требуемый воздушный поток будет около 380 кубических футов в минуту [10.8 (м 3 / мин)].
6. Выберите вентилятор, который соответствует расчетным требованиям.

© Copyright 2000-2021, Engineers Edge, LLC www.engineersedge.com
Все права защищены
Отказ от ответственности | Обратная связь | Реклама | Контакты

Дата / Время:

Почему воздухообмен важен для балансировки систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Когда их печь выйдет из строя, ваши клиенты позвонят вам, своему проверенному специалисту по HVAC.Но что делать, если возникла проблема с вентиляцией и нужны новые заглушки? Могут ли домовладельцы распознать проблему, связанную с HVAC, без вашей помощи? Вот почему вы должны рассчитывать воздухообмен при балансировке их системы HVAC.

Большинство систем для балансировки систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха требуют измерения теплопотерь или прироста для определения соответствующего воздушного потока. Использование этой методологии может привести к тому, что система HVAC не сможет обеспечить достаточную вентиляцию. Дома и рабочие места ваших клиентов полны потенциальных загрязнителей, от ЛОС (летучих органических соединений) до обычной пыли.Правильная вентиляция — лучший способ уменьшить присутствие этих загрязнителей.

Вентиляция осуществляется несколькими способами:

• Естественная вентиляция происходит через преднамеренные отверстия, утечки или через открытие окон.
• Механическая вентиляция обеспечивается системой HVAC, ее вытяжными вентиляторами или специальными системами вентиляции.
• Гибридная вентиляция — это комбинация вышеперечисленного.

Старые дома обычно вентилируются естественным способом. Новые дома, построенные с герметичной оболочкой здания, нуждаются в вентиляции, учтенной в их конструкции.Дома ваших клиентов будут где-то между этими крайностями. По мере того, как домовладельцы ремонтируют и модернизируют, они меняют требования к вентиляции своего дома.

Первое, что вы можете сделать, это помочь своим клиентам определить, есть ли у них проблемы с вентиляцией. Лучше всего, чтобы ваши клиенты обращали внимание на качество воздуха, когда они впервые входят в здание. Если они заметят затхлый воздух, стойкие запахи или сырость, вам нужно будет пересмотреть их скорость воздухообмена.

Воздухообмен — это измерение количества воздуха, поступающего и выходящего из комнаты за час.Еще один способ подумать об этом — сколько раз воздух из регистров подачи заполняет комнату за час.

Расчет воздухообмена

Чтобы измерить воздухообмен, вы начинаете с потока воздуха в комнату через систему HVAC, который измеряется в кубических футах в минуту (CFM). Поскольку воздухообмен измеряется за час, вам нужно умножить CFM на 60, а затем разделить полученный объем на объем помещения в футах.

После измерения необходимо сравнить расход воздуха с рекомендованной скоростью для типа помещения, в котором вы работаете.Вы можете проверить свои местные строительные нормы и правила для конкретных ставок или, для базовой оценки, вы можете использовать одну из многих таблиц, доступных в Интернете.

Вы также можете использовать воздухообмен, чтобы определить необходимый CFM для вашей системы. Например, предположим, что у вас есть комната размером 20 x 16 x 8 футов, для которой требуется воздухообмен от 10 до 12. Общий объем помещения составляет 2560 кубических футов, который затем умножается на требуемый воздухообмен. Разделите это на 60, чтобы получить ОВЛХ. Вы можете выполнить расчет для верхнего и нижнего пределов, чтобы прийти к приемлемому диапазону.

Расчеты для этого примера будут:

2560 x 10 ÷ 60 = 426,66

2560 x 12 ÷ 60 = 512

Допустимый диапазон для этой комнаты — от 425 до 525. Выполните этот расчет для каждой комнаты в доме, используя рекомендованный воздухообмен для каждой комнаты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*