Перевести воздуховоды из м в м2: Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий

Содержание

Онлайн расчёт воздуховодов

1. Расчёт ПРЯМЫХ УЧАСТКОВ прямоугольных воздуховодов

Высота, А (мм)

Ширина, В (мм)

Длина участка, L (м)

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеШинаРейкаНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

2. Расчёт ПРЯМЫХ УЧАСТКОВ круглых воздуховодов

Диаметр воздуховода, D (мм)

Длина участка, L (м)

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеФланецНиппельНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

3. Расчёт ОТВОДА для прямоугольных воздуховодов

Высота, А (мм)

Ширина, B (мм)

Угол поворота, α (°)904530

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеШинаРейкаНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

4. Расчёт ОТВОДА для круглого воздуховода

Диаметр воздуховода, D (мм)

Угол поворота, α (°)904530

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеФланецНиппельНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

5. Расчёт ПЕРЕХОДА СЕЧЕНИЯ для прямоугольного воздуховода

Высота начальная, А (мм)

Ширина начальная, B (мм)

Высота конечная, a (мм)

Ширина конечная, b (мм)

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеШинаРейкаНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м. кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

6. Расчёт ПЕРЕХОДА СЕЧЕНИЯ для круглого воздуховода

Диаметр начальный, D (мм)

Диаметр конечный, d (мм)

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеФланецНиппельНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

7. Расчёт ПЕРЕХОДА с круглого на прямоугольное сечение

Высота начальная, А (мм)

Ширина начальная, B (мм)

Диаметр конечный, D (мм)

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеШина-ФланецРейка-НиппельНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

8.

Расчёт ТРОЙНИКА для прямоугольного воздуховода

Высота главного воздуховода, А (мм)

Ширина главного воздуховода, B (мм)

Высота врезки, a (мм)

Ширина врезки, b (мм)

Угол врезки, α (°)9045

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеШинаРейкаНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

9. Расчёт ТРОЙНИКА для круглого воздуховода

Диаметр главного воздуховода, D (мм)

Диаметр врезки, d (мм)

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеФланецНиппельНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

Расчет площади воздуховодов — Мир Климата и Холода

Расчет площади воздуховодов выполняется при подготовке спецификации, а также на производстве для понимания, сколько сырья потребуется для изготовления проектного количества воздуховодов.

Эта задача может звучать следующим образом:

  • расчет площади воздуховодов
  • узнать площадь воздуховода
  • расчет м2 воздуховодов

Расчет площади воздуховодов онлайн

Курс МП1 — расчет воздуховодов и воздухообмена

Расчет выполняется отдельно для круглых и прямоугольных воздуховодов. Исходными данными являются:

  • Длина воздуховода
  • Диаметр круглого или стороны сечения прямоугольного воздуховода.

Представленный выше калькулятор позволяет быстро рассчитать площадь любого воздуховода онлайн. Вычисления производятся на основе введенных значений и не предусматривают запаса. Чтобы не ошибиться при изготовлении воздуховодов, рекомендуем полученную площадь увеличить на 10-20%.

Формула расчёта площади воздуховодов

Площадь воздуховодов определяется путём перемножения периметра сечения воздуховода на длину воздуховода:

  • S = П·L, где П и L — соответственно, периметр и длина воздуховода в метрах.

Важно помнить о размерности величин в формуле, приведённой выше. Обычно сечение воздуховода задаётся в миллиметрах (например, диаметр 250 или сечение 500×250), а длина — в метрах (например, 5 метров). Но в формулу необходимо подставлять все величины, выраженные в метрах. Причем, предварительно следует вычислить длину периметра сечения воздуховода.

Для упрощения задачи по расчету площади воздуховодов применяют готовые формулы для круглых и прямоугольных воздуховодов.

 

Расчет площади круглого воздуховода

Расчет площади круглого воздуховода выполняется по формуле:

  • S = π·D·L, где D и L — диаметр и длина воздуховода в метрах.

Например, воздуховод диаметром 250 мм и длиной 5 метров будет иметь следующую площадь:

  • S = π·(250/1000)·5 ≈ 4 м2 — это и есть м2 воздуховода (метраж/квадратура).

Расчет площади прямоугольного воздуховода

Расчет площади прямоугольного воздуховода выполняется по формуле:

  • S = 2·(A+B)·L, где A и B — длины сторон воздуховода (в метрах), а L — длина воздуховода в метрах.

Например, воздуховод диаметром сечением 500×300 (то есть со сторонами 0,5м и 0,3м) и длиной 10 метров будет иметь следующую площадь:

  • S = 2·(0,5+0,3)·10 = 16 м2.

 

Врезка круглая в воздуховод.

Врезки круглого сечения изготавливаются из оцинкованной или нержавеющей стали.

Возможны любые размеры (d, L) с учетом технологических ограничений.

Врезка в прямоугольный воздуховод (В прям.)

Узнать стоимость и размеры прямой врезки, Вы можете в программе VentZakaz, в разделе:
Врезки -> Круг. прямая.

Врезка в круглый воздуховод (В круг. )

Узнать стоимость и размеры врезки в круглый воздуховод, Вы можете в программе VentZakaz, в разделе:
Врезки -> Круг. в диаметр.

Примечание:
Площадь в таблице для врезки в круглый воздуховод, рассчитана с учетом того, что ее диаметр равен диаметру воздуховода.

При разных диаметрах площадь может не совпадать со значениями в таблице.

Таблица стандартных размеров врезок.
d, мм В прям. В круг.
L, мм S, м2 L, мм S, м2
100 100 0,038 80 0,046
125 100 0,047 80 0,059
160 100 0,060 90 0,080
200 100 0,075 90 0,107
250 100 0,094 90 0,143
315 100 0,119 100 0,197
355 100 0,134 100 0,233
400 100 0,151 110 0,276
450 100 0,170 110 0,329
500 100 0,188 110 0,385
560 100 0,211 120 0,457
630 100 0,237 120 0,549
710 120 0,268 120 0,663
800 120 0,301 120 0,804
900 120 0,339 130 0,975
1000 120 0,377 130 1,162
1250 120 0,471 130 1,698

Выполняем токарные работы любой сложности. Подробнее.

Калькулятор эквивалентного диаметра | ВЕНТА

Эквивалентный диаметр — диаметр круглого воздуховода, в котором потеря давления на трение при одинаковой длине равна его потере в прямоугольном воздуховоде.

Эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода

Эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода можно вычислить по формуле

de = 1.30 x ((a x b)0.625) / (a + b)0.25(1)

где

de = эквивалентный диаметр (мм)

a = длина стороны A (мм)

b = длина стороны B (мм)

Эквивалентный диаметр — de (мм)
Сторона воздуховода
A
мм.
Сторона воздуховода — B (мм.)
100 150 200 250 300 400 500 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
100 109 133 152 168 183 207 227
150 133 164 189 210 229 261 287 310
200 152 189 219 244 266 305 337 365
250 168 210 246 273 299 343 381 414 470
300 183 229 266 299 328 378 420 457 520 574
400 207 260 305 343 378 437 488 531 609 674 731
500 227 287 337 381 420 488 547 598 687 762 827 886
600 310 365 414 457 531 598 656 755 840 914 980 1041
800 414 470 520 609 687 755 875 976 1066 1146 1219 1286
1000 517 574 674 762 840 976 1093 1196 1289 1373 1451 1523
1200 620 731 827 914 1066 1196 1312 1416 1511 1598 1680
1400 781 886 980 1146 1289 1416 1530 1635 1732 1822
1600 939 1041 1219 1373 1511 1635 1749 1854 1952
1800 1096 1286 1451 1598 1732 1854 1968 2073
2000 1523 1680 1822 1952 2073 2186

 

Эквивалентный диаметр овального воздуховода

Эквивалентный диаметр овального воздуховода можно вычислить по формуле

de = 1. 55 A0.625/P0.2 (2)

где

A = площадь поперечного сечения овального воздуховода (м2)

P = периметр овального воздуховода (м)

Площадь поперечного сечения овального воздуховода можно вычислить по формуле

A = (π b2/4) + b(a — b) (2a)

где

a = большая сторона овального воздуховода (м)

b = меньшая сторона овального воздуховода (м)

Периметр овального воздуховода можно вычислить по формуле

P = π b + 2(a — b)  (2b)

Перевод воздуховодов из погонных метров в квадратные. Как рассчитать сечение и диаметр воздуховода

Когда известны параметры воздуховодов (их длина, сечение, коэффициент трения воздуха о поверхность), можно рассчитать потери давления в системе при проектируемом расходе воздуха.

Общие потери давления (в кг/кв.м.) рассчитываются по формуле:

P = R*l + z,

где R
— потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода, l
z
— потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).

1. Потери на трение:

В круглом воздуховоде потери давления на трение Pтр
считаются так:

Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,

где x
— коэффициент сопротивления трения, l
— длина воздуховода в метрах, d
— диаметр воздуховода в метрах, v
y
g
— ускорение свободного падения (9,8 м/с2).

Замечание:
Если воздуховод имеет не круглое, а прямоугольное сечение, в формулу надо подставлять эквивалентный диаметр, который для воздуховода со сторонами А и В равен: dэкв = 2АВ/(А + В)

2. Потери на местные сопротивления:

Потери давления на местные сопротивления считаются по формуле:

z = Q* (v*v*y)/2g,

где Q
— сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховода, для которого производят расчет, v
— скорость течения воздуха в м/с, y
— плотность воздуха в кг/куб.м., g
— ускорение свободного падения (9,8 м/с2). Значения Q
содержатся в табличном виде.

Метод допустимых скоростей

При расчете сети воздуховодов по методу допустимых скоростей за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха (см. таблицу). Затем считают нужное сечение воздуховода и потери давления в нем.

Порядок действий при аэродинамическом расчете воздуховодов по методу допустимых скоростей:

  1. Начертить схему воздухораспределительной системы. Для каждого участка воздуховода указать длину и количество воздуха, проходящего за 1 час.
  2. Расчет начинаем с самых дальних от вентилятора и самых нагруженных участков.
  3. Зная оптимальную скорость воздуха для данного помещения и объем воздуха, проходящего через воздуховод за 1 час, определим подходящий диаметр (или сечение) воздуховода.
  4. Вычисляем потери давления на трение Pтр.
  5. По табличным данным определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
  6. Располагаемое давление для следующих ветвлений воздухораспределительной сети определяется как сумма потерь давления на участках, расположенных до данного ветвления.

В процессе расчета нужно последовательно увязать все ветви сети, приравняв сопротивление каждой ветви к сопротивлению самой нагруженной ветви. Это делают с помощью диафрагм. Их устанавливают на слабо нагруженные участки воздуховодов, повышая сопротивление.

Таблица максимальной скорости воздуха в зависимости от требований к воздуховоду
Назначение

Основное требование

Бесшумность

Мин. потери напора

Магистральные каналы

Главные каналы

Ответвления

Приток

Вытяжка

Приток

Вытяжка

Жилые помещения

3

5

4

3

3

Гостиницы

5

7. 5

6.5

6

5

Учреждения

6

8

6.5

6

5

Рестораны

7

9

7

7

6

Магазины

8

9

7

7

6

Примечание:
скорость воздушного потока в таблице дана в метрах в секунду.

Метод постоянной потери напора

Данный метод предполагает постоянную потерю напора на 1 погонный метр воздуховода. На основе этого определяются размеры сети воздуховодов. Метод постоянной потери напора достаточно прост и применяется на стадии технико-экономического обоснования систем вентиляции.

  1. В зависимости от назначения помещения по таблице допустимых скоростей воздуха выбирают скорость на магистральном участке воздуховода.
  2. По определенной в п.1 скорости и на основании проектного расхода воздуха находят начальную потерю напора (на 1 м длины воздуховода). Для этого служит нижеприведенная диаграмма.
  3. Определяют самую нагруженную ветвь, и ее длину принимают за эквивалентную длину воздухораспределительной системы. Чаще всего это расстояние до самого дальнего диффузора.
  4. Умножают эквивалентную длину системы на потерю напора из п.2. К полученному значению прибавляют потерю напора на диффузорах.
  5. Теперь по приведенной ниже диаграмме определяют диаметр начального воздуховода, идущего от вентилятора, а затем диаметры остальных участков сети по соответствующим расходам воздуха. При этом принимают постоянной начальную потерю напора.
Диаграмма определения потерь напора и диаметра воздуховодов
Использование прямоугольных воздуховодов

В диаграмме потерь напора указаны диаметры круглых воздуховодов. Если вместо них используются воздуховоды прямоугольного сечения, то необходимо найти их эквивалентные диаметры с помощью приведенной ниже таблицы.

Замечания:

  1. Если позволяет пространство, лучше выбирать круглые или квадратные воздуховоды.
  2. Если места недостаточно (например, при реконструкции), выбирают прямоугольные воздуховоды. Как правило, ширина воздуховода в 2 раза больше высоты). В таблице по горизонтальной указана высота воздуховода в мм, по вертикальной — его ширина, а в ячейках таблицы содержатся эквивалентные диаметры воздуховодов в мм.
Таблица эквивалентных диаметров воздуховодов
Размеры

150

200

250

300

350

400

450

500

250

210

245

275

300

230

265

300

330

350

245

285

325

355

380

400

260

305

345

370

410

440

450

275

320

365

400

435

465

490

500

290

340

380

425

455

490

520

545

550

300

350

400

440

475

515

545

575

600

310

365

415

460

495

535

565

600

650

320

380

430

475

515

555

590

625

700

390

445

490

535

575

610

645

750

400

455

505

550

590

630

665

800

415

470

520

565

610

650

685

850

480

535

580

625

670

710

900

495

550

600

645

685

725

950

505

560

615

660

705

745

1000

520

575

625

675

720

760

1200

620

680

730

780

830

1400

725

780

835

880

1600

830

885

940

1800

870

935

990

Комментариев:

  • Факторы, оказывающие влияние на размеры воздухопроводов
  • Расчет габаритов воздухопровода
  • Подбор габаритов под реальные условия

Для передачи приточного или вытяжного воздуха от вентиляционных установок в гражданских или производственных зданиях применяются воздухопроводы различной конфигурации, формы и размера. Зачастую их приходится прокладывать по существующим помещениям в самых неожиданных и загроможденных оборудованием местах. Для таких случаев правильно рассчитанное сечение воздуховода и его диаметр играют важнейшую роль.

Факторы, оказывающие влияние на размеры воздухопроводов

На проектируемых или вновь строящихся объектах удачно проложить трубопроводы вентиляционных систем не составляет большой проблемы – достаточно согласовать месторасположение систем относительно рабочих мест, оборудования и других инженерных сетей. В действующих промышленных зданиях это сделать гораздо сложнее в силу ограниченного пространства.

Этот и еще несколько факторов оказывают влияние на расчет диаметра воздуховода:

  1. Один из главных факторов – это расход приточного или вытяжного воздуха за единицу времени (м 3 /ч), который должен пропустить данный канал.
  2. Пропускная способность также зависит от скорости воздуха (м/с). Она не может быть слишком маленькой, тогда по расчету размер воздухопровода выйдет очень большим, что экономически нецелесообразно. Слишком высокая скорость может вызвать вибрации, повышенный уровень шума и мощности вентиляционной установки. Для разных участков приточной системы рекомендуется принимать различную скорость, ее значение лежит в пределах от 1.5 до 8 м/с.
  3. Имеет значение материал воздуховода. Обычно это оцинкованная сталь, но применяются и другие материалы: различные виды пластмасс, нержавеющая или черная сталь. У последней самая высокая шероховатость поверхности, сопротивление потоку будет выше, и размер канала придется принять больше. Значение диаметра следует подбирать согласно нормативной документации.

В Таблице 1 представлена нормаль размеров воздуховодов и толщина металла для их изготовления.

Таблица 1

Примечание: Таблица 1 отражает нормаль не полностью, а только самые распространенные размеры каналов.

Воздуховоды производят не только круглой, но и прямоугольной и овальной формы. Их размеры принимаются через значение эквивалентного диаметра. Также новые методы изготовления каналов позволяют использовать металл меньшей толщины, при этом повышать в них скорость без риска вызвать вибрации и шум. Это касается спирально-навивных воздухопроводов, они имеют высокую плотность и жесткость.

Вернуться к оглавлению

Расчет габаритов воздухопровода

Сначала необходимо определиться с количеством приточного или вытяжного воздуха, которое требуется доставить по каналу в помещение. Когда эта величина известна, площадь сечения (м 2) рассчитывают по формуле:

В этой формуле:

  • ϑ – скорость воздуха в канале, м/с;
  • L – расход воздуха, м 3 /ч;
  • S – площадь поперечного сечения канала, м 2 ;

Для того чтобы связать единицы времени (секунды и часы), в расчете присутствует число 3600.

Диаметр воздуховода круглого сечения в метрах можно высчитать исходя из площади его сечения по формуле:

S = π D 2 / 4, D 2 = 4S / π, где D – величина диаметра канала, м.

Порядок расчета размера воздухопровода следующий:

  1. Зная расход воздуха на данном участке, определяют скорость его движения в зависимости от назначения канала. В качестве примера можно принять L = 10 000 м 3 /ч и скорость 8 м/с, так как ветка системы – магистральная.
  2. Вычисляют площадь сечения: 10 000 / 3600 х 8 = 0.347 м 2 , диаметр будет – 0,665 м.
  3. По нормали принимают ближайший из двух размеров, обычно берут тот, который больше. Рядом с 665 мм есть диаметры 630 мм и 710 мм, следует взять 710 мм.
  4. В обратном порядке производят расчет действительной скорости воздушной смеси в воздухопроводе для дальнейшего определения мощности вентилятора. В данном случае сечение будет: (3.14 х 0.71 2 / 4) = 0.4 м 2 , а реальная скорость – 10 000 / 3600 х 0.4 = 6.95 м/с.
  5. В том случае если необходимо проложить канал прямоугольной формы, его габариты подбирают по рассчитанной площади сечения, эквивалентного круглому. То есть высчитывают ширину и высоту трубопровода так, чтобы площадь равнялась 0.347 м 2 в данном случае. Это может быть вариант 700 мм х 500 мм или 650 мм х 550 мм. Такие воздухопроводы монтируют в стесненных условиях, когда место для прокладки ограничено технологическим оборудованием или другими инженерными сетями.

Параметры показателей микроклимата определяются положениями ГОСТ 12.1.2.1002-00, 30494-96, СанПин 2.2.4.548, 2.1.2.1002-00. На основании существующих государственных нормативных актов разработан Свод правил СП 60.13330.2012. Скорость воздуха в должна обеспечивать выполнение существующих норм.

Что учитывается при определении скорости движения воздуха

Для правильного выполнения расчетов проектировщики должны выполнять несколько регламентируемых условий, каждое из них имеет одинаково важное значение. Какие параметры зависят от скорости движения воздушного потока?

Уровень шума в помещении

В зависимости от конкретного использования помещений санитарные нормы устанавливают следующие показатели максимального звукового давления.

Таблица 1. Максимальные значения уровня шума.

Превышение параметров допускается только в кратковременном режиме во время пуска/остановки вентиляционной системы или дополнительного оборудования.
Уровень вибрации в помещении
Во время работы вентиляторов продуцируется вибрация. Показатели вибрации зависят от материала изготовления воздуховодов, способов и качества виброгасящих прокладок и скорости движения воздушного потока по воздуховодам. Общие показатели вибрации не могут превышать установленные государственными организациями предельные значения.

Таблица 2. Максимальные показатели допустимой вибрации.

При расчетах подбирается оптимальная скорость воздуха, не усиливающая вибрационные процессы и связанные с ними звуковые колебания. Система вентиляции должна поддерживать в помещениях определенный микроклимат.

Значения по скорости движения потока, влажности и температуре содержатся в таблице.

Таблица 3. Параметры микроклимата.

Еще один показатель, принимаемый во внимание во время расчета скорости потока – кратность обмена воздуха в системах вентиляции. С учетом их использования санитарные нормы устанавливают следующие требования по воздухообмену.

Таблица 4. Кратность воздухообмена в различных помещениях.

Бытовые
Бытовые помещения Кратность воздухообмена
Жилая комната (в квартире или в общежитии) 3м 3 /ч на 1м 2 жилых помещений
Кухня квартиры или общежития 6-8
Ванная комната 7-9
Душевая 7-9
Туалет 8-10
Прачечная (бытовая) 7
Гардеробная комната 1,5
Кладовая 1
Гараж 4-8
Погреб 4-6
Промышленные
Промышленные помещения и помещения большого объема Кратность воздухообмена
Театр, кинозал, конференц-зал 20-40 м 3 на человека
Офисное помещение 5-7
Банк 2-4
Ресторан 8-10
Бар, Кафе, пивной зал, бильярдная 9-11
Кухонное помещение в кафе, ресторане 10-15
Универсальный магазин 1,5-3
Аптека (торговый зал) 3
Гараж и авторемонтная мастерская 6-8
Туалет (общественный) 10-12 (или 100 м 3 на один унитаз)
Танцевальный зал, дискотека 8-10
Комната для курения 10
Серверная 5-10
Спортивный зал не менее 80 м 3 на 1 занимающегося и не менее 20 м 3 на 1 зрителя
Парикмахерская (до 5 рабочих мест) 2
Парикмахерская (более 5 рабочих мест) 3
Склад 1-2
Прачечная 10-13
Бассейн 10-20
Промышленный красильный цел 25-40
Механическая мастерская 3-5
Школьный класс 3-8

Алгоритм расчетов
Скорость воздуха в воздуховоде определяется с учетом всех вышеперечисленных условий, технические данные указываются заказчиком в задании на проектирование и монтаж вентиляционных систем. Главный критерий при расчетах скорости потока – кратность обмена. Все дальнейшие согласования делаются за счет изменения формы и сечения воздуховодов. Расход в зависимости от скорости и диаметра воздуховода можно взять из таблицы.

Таблица 5. Расход воздуха в зависимости от скорости потока и диаметра воздуховода.

Самостоятельный расчет

К примеру, в помещении объемом 20 м 3 согласно требованиям санитарных норм для эффективной вентиляции нужно обеспечить трехкратную смену воздуха. Это значит, что за один час сквозь воздуховод должно пройти не менее L = 20 м 3 ×3= 60 м 3 . Формула расчета скорости потока V= L / 3600× S, где:

V – скорость потока воздуха в м/с;

L – расход воздуха в м 3 /ч;

S – площадь сечения воздуховодов в м 2 .

Возьмем круглый воздуховод Ø 400 мм, площадь сечения равняется:

В нашем примере S = (3.14×0,4 2 м)/4=0,1256 м 2 . Соответственно, для обеспечения нужной кратности обмена воздуха (60 м 3 /ч) в круглом воздуховоде Ø 400 мм (S = 0,1256 м 3) скорость воздушного потока равняется: V= 60/(3600×0,1256) ≈ 0,13 м/с.

С помощью этой же формулы при заранее известной скорости можно рассчитать объем воздуха, перемещающийся по воздуховодам в единицу времени.

L = 3600×S (м 3)×V(м/с). Объем (расход) получается в квадратных метрах.

Как уже описывалось ранее, от скорости воздуха зависят и показатели шумности вентиляционных систем. Для минимизации негативного влияния этого явления инженеры сделали расчеты максимально допустимых скоростей воздуха для различных помещений.

По такому же алгоритму определяется скорость воздуха в воздуховоде при расчете подачи тепла, устанавливаются поля допусков для минимизации потерь на содержание зданий в зимний период времени, подбираются вентиляторы по мощности. Данные по воздушному потоку требуются и для уменьшения потерь давления, а это позволяет повышать коэффициент полезного действия вентиляционных систем и сокращает потребление электрической энергии.

Расчет выполняется по каждому отдельному участку, с учетом полученных данных подбираются параметры главных магистралей по диаметру и геометрии. Они должны успевать пропускать откачанный воздух из всех отдельных помещений. Диаметр воздуховодов выбирается таким образом, чтобы минимизировать шумность и потери на сопротивление. Для расчетов кинематической схемы важны все три показатели вентиляционной системы: максимальный объем нагнетаемого/удаляемого воздуха, скорость передвижения воздушных масс и диаметр воздуховодов. Работы по расчету вентиляционных систем относятся к категории сложных с инженерной точки зрения, выполнять их могут только профессиональные специалисты со специальным образованием.

Для обеспечения постоянных значений скорости воздуха в каналах с различным сечением используются формулы:

После расчета за окончательные данные принимаются ближайшие значения стандартных трубопроводов. За счет этого уменьшается время монтажа оборудования и упрощается процесс его периодического обслуживания и ремонта. Еще один плюс – уменьшение сметной стоимости вентиляционной системы.

Для воздушного обогрева жилых и производственных помещений скорости регулируются с учетом температуры теплоносителя на входе и выходе, для равномерного рассеивания потока теплого воздуха продумывается схема монтажа и размеры вентиляционных решеток. Современные системы воздушного обогрева предусматривают возможность автоматической регулировки скорости и направления потоков. Температура воздуха не может превышать +50°С на выходе, расстояние до рабочего места не менее 1,5 м. Скорость подачи воздушных масс нормируется действующими государственными стандартами и отраслевыми актами.

Во время расчетов по требованию заказчиков может учитываться возможность монтажа дополнительных ответвлений, с этой целью предусматривается запас производительности оборудования и пропускной способности каналов. Скорости потока рассчитываются таким образом, чтобы после увеличения мощности вентиляционных систем они не создавали дополнительную звуковую нагрузку на присутствующих в помещении людей.

Выбор диаметров выполняется от минимально приемлемого, чем меньше габариты – тем универсальное система вентиляции, тем дешевле обходится ее изготовление и монтаж. Системы местных отсосов рассчитываются отдельно, могут работать как в автономном режиме, так и подключаться к существующим вентиляционным системам.

Государственные нормативные документы устанавливают рекомендованные скорости движения в зависимости от расположения и назначения воздуховодов. При расчетах нужно придерживаться этих параметров.

Тип и место установки воздуховода и решетки Вентиляция
Естественная Механическая
Воздухоприемные жалюзи 0,5-1,0 2,0-4,0
Каналы приточных шахт 1,0-2,0 2,0-6,0
Горизонтальные сборные каналы 0,5-1,0 2,0-5,0
Вертикальные каналы 0,5-1,0 2,0-5,0
Приточные решетки у пола 0,2-0,5 0,2-0,5
Приточные решетки у потолка 0,5-1,0 1,0-3,0
Вытяжные решетки 0,5-1,0 1,5-3,0
Вытяжные шахты 1,0-1,5 3,0-6,0

Внутри помещений воздух не может двигаться со скоростью более 0,3 м/с, допускается кратковременное превышение параметра не более чем 30%. Если в помещении имеется две системы, то скорость воздуха в каждой из них должна обеспечивать не менее 50% расчетного объема подачи или удаления воздуха.

Пожарные организации выдвигают свои требования по скорости перемещения воздушных масс в воздуховодах в зависимости от категории помещения и особенностей технологического процесса. Нормативы направлены на уменьшение скорости распространения дыма или огня по воздуховодам. В случае необходимости на вентиляционных системах должны устанавливаться клапаны и отсекатели. Срабатывание устройств происходит после сигнала датчика или выполняется вручную ответственным лицом. В одну систему вентиляции можно подключать только определенные группы помещений.

В холодный период времени в отапливаемых зданиях температура воздуха в результате функционирования вентиляционной системы не может понижаться ниже нормируемых. Нормируемая температура обеспечивается до начала рабочей смены. В теплый период времени эти требования не актуальны. Движение воздушных масс не должно ухудшать предусмотренные СанПин 2.1.2.2645 нормативы. Для достижения нужных результатов во время проектирования систем изменяется диаметр воздуховодов, мощность и количество вентиляторов и скорости потока.

Принимаемые расчетные данные по параметрам движения в воздуховодах должны обеспечивать:

  1. Выполнение параметров микроклимата в помещениях, поддержку качества воздуха в регламентируемых пределах. При этом принимаются меры по снижению непродуктивных тепловых потерь. Данные берутся как из существующих нормативных документов, так и из технического задания заказчиков.
  2. Скорость движения воздушных масс в рабочих зонах не должна вызывать сквозняки, обеспечивать приемлемую комфортность пребывания в помещении. Механическая вентиляция предусматривается только в тех случаях, когда добиться желаемых результатов за счет естественной невозможно. Кроме этого, механическая вентиляция обязательно монтируется в цехах с вредными условиями труда.

Во время расчетов показателей движения воздуха в системах с естественной вентиляцией берется среднегодовое значение разности плотности внутреннего и наружного воздуха. Минимальные фактические данные по производительности должны обеспечивать допустимые нормативные значения кратности обмена воздуха.

Что такое потеря давления? — официальный сайт VENTS

Сопротивление прохождению воздуха в вентиляционной системе, в основном, определяется скоростью движения воздуха в этой системе. С увеличением скорости возрастает и сопротивление. Это явление называется потерей давления. Статическое давление, создаваемое вентилятором, обуславливает движение воздуха в вентиляционной системе, имеющей определенное сопротивление. Чем выше сопротивление такой системы, тем меньше расход воздуха, перемещаемый вентилятором. Расчет потерь на трение для воздуха в воздуховодах, а также сопротивление сетевого оборудования (фильтр, шумоглушитель, нагреватель, клапан и др.) может быть произведен с помощью соответствующих таблиц и диаграмм, указанных в каталоге. Общее падение давления можно рассчитать, просуммировав показатели сопротивления всех элементов вентиляционной системы.

Рекомендуемая скорость движения воздуха в воздуховодах:







Тип Скоросто воздуха, м/с
Магистральные воздуховоды 6,0 — 8,0
Боковые ответвления 4,0 — 5,0
Распределительные воздуховоды 1,5 — 2,0
Приточные решетки у потолка 1,0 – 3,0
Вытяжные решетки 1,5 – 3,0

Определение скорости движения воздуха в воздуховодах:

V= L / (3600*F) (м/сек)

где L – расход воздуха, м3/ч;
F – площадь сечения канала, м2.

Рекомендация 1.
Потеря давления в системе воздуховодов может быть снижена за счет увеличения сечения воздуховодов, обеспечивающих относительно одинаковую скорость воздуха во всей системе. На изображении мы видим, как можно обеспечить относительно одинаковую скорость воздуха в сети воздуховодов при минимальной потере давления.

Рекомендация 2.
В системах с большой протяженностью воздуховодов и большим количеством вентиляционных решеток целесообразно размещать вентилятор в середине вентиляционной системы. Такое решение обладает несколькими преимуществами. С одной стороны, снижаются потери давления, а с другой стороны, можно использовать воздуховоды меньшего сечения.

Пример расчета вентиляционной системы:
Расчет необходимо начать с составления эскиза системы с указанием мест расположения воздуховодов, вентиляционных решеток, вентиляторов, а также длин участков воздуховодов между тройниками, затем определить расход воздуха на каждом участке сети.

Выясним потери давления для участков 1-6, воспользовавшись графиком потери давления в круглых воздуховодах, определим необходимые диаметры воздуховодов и потерю давления в них при условии, что необходимо обеспечить допустимую скорость движения воздуха.

Участок 1: расход воздуха будет составлять 220 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 200 мм, скорость – 1,95 м/с, потеря давления составит 0,2 Па/м х 15 м = 3 Па (см. диаграмму определение потерь давления в воздуховодах).

Участок 2: повторим те же расчеты, не забыв, что расход воздуха через этот участок уже будет составлять 220+350=570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 250 мм, скорость – 3,23 м/с. Потеря давления составит 0,9 Па/м х 20 м = 18 Па.

Участок 3: расход воздуха через этот участок будет составлять 1070 м3/ч.
Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 3,82 м/с. Потеря давления составит 1,1 Па/м х 20= 22 Па.

Участок 4: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость – 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 20 = 46 Па.

Участок 5: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па/м х 1= 2,3 Па.

Участок 6: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 10 = 23 Па. Суммарная потеря давления в воздуховодах будет составлять 114,3 Па.

Когда расчет последнего участка завершен, необходимо определить потери давления в сетевых элементах: в шумоглушителе СР 315/900 (16 Па) и в обратном клапане КОМ 315 (22 Па). Также определим потерю давления в отводах к решеткам (сопротивление 4-х отводов в сумме будут составлять 8 Па).

Определение потерь давления на изгибах воздуховодов

График позволяет определить потери давления в отводе, исходя из величины угла изгиба, диаметра и расхода воздуха.

Пример. Определим потерю давления для отвода 90° диаметром 250 мм при расходе воздуха 500 м3/ч. Для этого найдем пересечение вертикальной линии, соответствующей нашему расходу воздуха, с наклонной чертой, характеризующей диаметр 250 мм, и на вертикальной черте слева для отвода в 90° находим величину потери давления, которая составляет 2 Па.

Принимаем к установке потолочные диффузоры серии ПФ, сопротивление которых, согласно графику, будет составлять 26 Па.

Теперь просуммируем все величины потери давления для прямых участков воздуховодов, сетевых элементов, отводов и решеток. Искомая величина 186,3 Па.

Мы рассчитали систему и определили, что нам нужен вентилятор, удаляющий 1570 м3/ч воздуха при сопротивлении сети 186,3 Па. Учитывая требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор ВЕНТС ВКМС 315.

Определение потерь давления в воздуховодах

Определение потерь давления в обратном клапане

Подбор необходимого вентилятора

Определение потерь давления в шумоглушителях

Определение потерь давления на изгибах воздухуводов

Определение потерь давления в диффузорах

Воздуховоды — диаметр и площадь поперечного сечения

Круглые вентиляционные каналы и площади поперечного сечения — британские единицы

Диаметр воздуховода Площадь
(дюйм) (мм) (футы 2 ) 2 )
8 203 0,3491 0,032
10 254 0.5454 0,051
12 305 0,7854 0,073
14 356 1,069 0,099
16 406 1,396 0,130 18 457 1,767 0,164
20 508 2,182 0,203
22 559 2.640 0,245
24 609 3,142 0,292
26 660 3,687 0,342
28 711 4,276 0,397

30 762 4,900 0,455
32 813 5,585 0,519
34 864 6.305 0,586
36 914 7,069 0,657

Круглые вентиляционные каналы и площади поперечного сечения — метрические единицы

мм)
Диаметр воздуховода Площадь
2 ) (мм 2 ) (дюйм 2 )
63 0.003 3019 4,7
80 0,005 4902 7,6
100 0,008 7698 11,9
125 0,012 12076
160 0,020 19856 30,8
200 0,031 31103 48,2
250 0.049 48695 75,5
315 0,077 77437 120
400 0,125 125036 194
500 0,196 19553
630 0,311 310736 482
800 0,501 501399 777
1000 0.784 783828 1215
1250 1,225 1225222 1899

Загрузите и распечатайте диаграмму поперечного сечения воздуховодов круглого сечения.

Размеры, расчет и проектирование воздуховодов для обеспечения эффективности

Как спроектировать систему воздуховодов ws

Как спроектировать систему воздуховодов. В этой статье мы узнаем, как рассчитать и спроектировать систему воздуховодов для повышения эффективности. Мы включим полностью проработанный пример, а также использование моделирования CFD для оптимизации производительности и эффективности с помощью SimScale. Прокрутите вниз, чтобы просмотреть БЕСПЛАТНЫЙ видеоурок на YouTube!

🏆🏆🏆 Создайте бесплатную учетную запись SimScale для тестирования облачной платформы моделирования CFD здесь: https://www.simscale.com/ Имея более 100 000 пользователей по всему миру, SimScale — это революционная облачная платформа CAE, которая мгновенно доступ к технологиям моделирования CFD и FEA для быстрого и простого виртуального тестирования, сравнения и оптимизации конструкций в нескольких отраслях, включая HVAC , AEC и электронику .

Методы проектирования воздуховодов

Для проектирования систем вентиляции используется множество различных методов, наиболее распространенными из которых являются:

  • Метод снижения скорости: (жилые или небольшие коммерческие установки)
  • Метод равного трения: (от среднего до большого размера коммерческие установки)
  • Восстановление статического электричества: очень большие установки (концертные залы, аэропорты и промышленные объекты)

Мы собираемся сосредоточиться на методе равного трения в этом примере, поскольку это наиболее распространенный метод, используемый для коммерческих систем HVAC и его достаточно просто следовать.

Пример проектирования

План здания

Итак, сразу перейдем к проектированию системы. Мы возьмем небольшое инженерное бюро в качестве примера, и мы хотим сделать чертеж-компоновку здания, который мы будем использовать для проектирования и расчетов. Это действительно простое здание, в нем всего 4 офиса, коридор и механическое помещение, в котором будут размещаться вентилятор, фильтры и воздухонагреватель или охладитель.

Нагрузка на отопление и охлаждение в здании

Первое, что нам нужно сделать, это рассчитать нагрузку на отопление и охлаждение для каждой комнаты.Я не буду рассказывать, как это сделать, в этой статье, нам придется рассказать об этом в отдельном руководстве, так как это отдельная предметная область.

Когда они у вас есть, просто сложите их вместе, чтобы найти самую большую нагрузку, так как нам нужно определить размер системы, чтобы она могла работать при пиковом спросе. Охлаждающая нагрузка обычно самая высокая, как в данном случае.

Теперь нам нужно преобразовать охлаждающую нагрузку в объемный расход, но для этого нам сначала нужно преобразовать это в массовый расход, поэтому мы используем формулу:

mdot = Q / (cp x Δt)

Рассчитать массовый расход воздуха скорость от охлаждающей нагрузки

Где mdot означает массовый расход (кг / с), Q — охлаждающая нагрузка помещения (кВт), cp — удельная теплоемкость воздуха (кДж / кг.K), а Δt — разница температур между расчетной температурой воздуха и расчетной температурой обратки. Просто отметим, что мы будем использовать стандартную скорость 1,026 кДж / кг.k., а дельта T должна быть меньше 10 * C, поэтому мы будем использовать 8 * c.

Нам известны все значения этого параметра, поэтому мы можем рассчитать массовый расход (сколько килограммов в секунду воздуха необходимо для поступления в комнату). Если мы посмотрим на расчет для помещения 1, то увидим, что он требует 0,26 кг / с. Поэтому мы просто повторяем этот расчет для остальной части комнаты, чтобы найти все значения массового расхода.

Расчет массового расхода воздуха для каждой комнаты

Теперь мы можем преобразовать их в объемный расход. Для этого нам нужен определенный объем или плотность воздуха. Мы укажем 21 * c и примем атмосферное давление 101,325 кПа. Мы можем найти это в наших таблицах свойств воздуха, но я предпочитаю использовать онлайн-калькулятор http://bit.ly/2tyT8yp, поскольку он работает быстрее. Мы просто добавляем эти числа и получаем плотность воздуха 1,2 кг / м3.

Вы видите, что плотность измеряется в кг / м3, но нам нужен удельный объем, который составляет м3 / кг, поэтому для преобразования мы просто возьмем обратное, что означает вычисление 1.-1), чтобы получить ответ 0,83 м3 / кг.
Теперь, когда у нас есть, что мы можем рассчитать объемный расход по формуле:

vdot = mdot, умноженное на v.

Рассчитайте объемный расход воздуха по массовому расходу

, где vdot равно объемному расходу, mdot равно массовому расходу скорость комнаты и v равна удельному объему, который мы только что рассчитали.
Итак, если мы опустим эти значения для помещения 1, мы получим объемный расход 0,2158 м3 / с, то есть сколько воздуха необходимо для входа в комнату, чтобы удовлетворить охлаждающую нагрузку.Так что просто повторите этот расчет для всех комнат.

Объемный расход воздуха в здании — размер воздуховода

Теперь мы нарисуем наш маршрут воздуховода на плане этажа, чтобы мы могли начать его размер.

Схема воздуховодов

Прежде чем мы продолжим, нам нужно рассмотреть некоторые вещи, которые будут играть большую роль в общей эффективности системы.

Соображения по конструкции

Первым из них является форма воздуховода. Воздуховоды бывают круглой, прямоугольной и плоскоовальной формы.Круглый воздуховод, безусловно, является наиболее энергоэффективным типом, и это то, что мы будем использовать в нашем рабочем примере позже. Если мы сравним круглый воздуховод с прямоугольным, мы увидим, что:

Сравнение круглого и прямоугольного воздуховода

Круглый воздуховод с площадью поперечного сечения 0,6 м2 имеет периметр 2,75 м
Прямоугольный воздуховод с равной площадью поперечного сечения имеет периметр 3,87 м
Следовательно, прямоугольный воздуховод требует больше металла для своей конструкции, что увеличивает вес и стоимость конструкции.Более крупный периметр также означает, что больше воздуха будет контактировать с материалом, и это увеличивает трение в системе. Трение в системе означает, что вентилятор должен работать интенсивнее, а это приводит к более высоким эксплуатационным расходам. По возможности всегда используйте круглый воздуховод, хотя во многих случаях необходимо использовать прямоугольный воздуховод, поскольку пространство ограничено.

Падение давления в воздуховодах

Второе, что следует учитывать, — это материал, из которого изготовлены воздуховоды, и шероховатость этого материала, поскольку он вызывает трение. Например, если у нас есть два воздуховода с одинаковыми размерами, объемным расходом и скоростью, единственная разница заключается в материале.Один изготовлен из стандартной оцинкованной стали, другой — из стекловолокна, перепад давления на расстоянии 10 м для этого примера составляет около 11 Па для оцинкованной стали и 16 Па для стекловолокна.

Энергоэффективная арматура для воздуховодов

Третье, что мы должны учитывать, — это динамические потери, вызванные арматурой. Мы хотим использовать максимально гладкую фурнитуру для повышения энергоэффективности. Например, используйте изгибы с большим радиусом, а не под прямым углом, поскольку резкое изменение направления тратит огромное количество энергии.

Моделирование воздуховодов CFD

Мы можем быстро и легко сравнить характеристики воздуховодов различных конструкций с помощью CFD или вычислительной гидродинамики. Эти симуляции были произведены с использованием революционной облачной инженерной платформы CFD и FEA компанией SimScale, которая любезно спонсировала эту статью.
Вы можете получить бесплатный доступ к этому программному обеспечению, щелкнув здесь, и они предлагают несколько различных типов учетных записей в зависимости от ваших потребностей моделирования.

SimScale не ограничивается проектированием воздуховодов, он также используется для центров обработки данных, приложений AEC, проектирования электроники, а также для теплового и структурного анализа.

Просто взгляните на их сайт, и вы можете найти тысячи симуляторов для всего, от зданий, систем отопления, вентиляции и кондиционирования, теплообменников, насосов и клапанов до гоночных автомобилей и самолетов, которые можно скопировать и использовать в качестве шаблонов для вашего собственного дизайна. анализ.

Они также предлагают бесплатные вебинары, курсы и учебные пособия, которые помогут вам настроить и запустить собственное моделирование. Если, как и я, у вас есть некоторый опыт создания симуляций CFD, то вы знаете, что этот тип программного обеспечения обычно очень дорогое, и вам также понадобится мощный компьютер для его запуска.

Однако с SimScale все можно сделать из веб-браузера. Поскольку платформа основана на облаке, всю работу выполняют их серверы, и мы можем получить доступ к нашим проектным симуляциям из любого места, что значительно облегчает нашу жизнь как инженеров.

Итак, если вы инженер, дизайнер, архитектор или просто кто-то заинтересован в испытании технологии моделирования, я настоятельно рекомендую вам проверить это программное обеспечение, получить бесплатную учетную запись, перейдя по этой ссылке.

CFD конструкция воздуховодов стандартная и оптимизированная

Теперь, если мы посмотрим на сравнение двух конструкций, мы увидим стандартную конструкцию слева и более эффективную конструкцию справа, оптимизированную с помощью simscale.В обеих конструкциях используется скорость воздуха 5 м / с, цвета представляют скорость: синий означает низкую скорость, а красный — области высокой скорости.

Стандартный дизайн воздуховодов

Из цветовой шкалы скорости и линий тока видно, что на рисунке слева входящий воздух прямо ударяет по резким поворотам, присутствующим в системе, что вызывает увеличение статического давления. Резкие повороты вызывают появление большого количества рециркуляционных зон внутри воздуховодов, что препятствует плавному движению воздуха.

Тройник на дальнем конце главного воздуховода заставляет воздух внезапно делиться и менять направление. Здесь наблюдается большой обратный поток, который снова увеличивает статическое давление и снижает количество подаваемого воздуха.

Высокая скорость в главном воздуховоде, вызванная резкими поворотами и резкими изгибами, снижает поток в 3 ветви на оставил.

Оптимизированная конструкция воздуховодов с энергоэффективностью

Если теперь мы сосредоточимся на оптимизированной конструкции справа, мы увидим, что используемые фитинги имеют гораздо более гладкий профиль без внезапных препятствий, рециркуляции или обратного потока, что значительно улучшает скорость воздушного потока в системе.В дальнем конце основного воздуховода воздух делится на две ветви через пологую изогнутую тройниковую секцию. Это позволяет воздуху плавно менять направление и, таким образом, не происходит резкого увеличения статического давления, а скорость потока воздуха в комнаты резко увеличивается.

Три ответвления в главном воздуховоде теперь получают равный воздушный поток, что значительно улучшает конструкцию. Это связано с тем, что дополнительная ветвь теперь питает три меньшие ветви, позволяя некоторой части воздуха плавно отделяться от основного потока и поступать в эти меньшие ветви.

С учетом этих соображений мы можем вернуться к конструкции воздуховода.

Этикетки для воздуховодов и фитингов

Теперь нам нужно пометить каждую секцию воздуховодов, а также фитинги буквой. Обратите внимание, что мы разрабатываем здесь только очень простую систему, поэтому я включил только воздуховоды и базовую арматуру, я не включил такие вещи, как решетки, впускные отверстия, гибкие соединения, противопожарные клапаны и т. Д.

Теперь мы хотим сделать стол с строки, помеченные как в примере. Каждому воздуховоду и штуцеру нужен отдельный ряд. Если воздушный поток разделяется, например, в тройнике, тогда нам нужно включить линию для каждого направления, мы увидим это позже в статье.

Просто добавьте буквы в отдельные строки и укажите, какой тип фитинга или воздуховода соответствует.

Диаграмма расхода воздуха в воздуховодах

Мы можем начать вводить некоторые данные, сначала мы можем включить объемный расход для каждого из ответвлений, это просто, так как это просто объемный расход для помещения, которое он обслуживает. Вы можете видеть на диаграмме, которую я заполнил.

Схема воздуховодов Расходы в основных воздуховодах

Затем мы можем приступить к определению размеров главных воздуховодов. Для этого убедитесь, что вы начинаете с самого дальнего главного воздуховода.Затем мы просто складываем объемные расходы для всех ответвлений после этого. Для главного воздуховода G мы просто суммируем ветви L и I. Для D это просто сумма L I и F, а для воздуховода A это сумма L, I, F и C., поэтому просто введите их в таблицу.

По черновому чертежу мы измеряем длину каждой секции воздуховода и заносим ее в таблицу.

Размеры воздуховодов — Как определить размеры воздуховодов

Для определения размеров воздуховодов вам понадобится таблица размеров воздуховодов. Вы можете получить их у производителей воздуховодов или в отраслевых организациях, таких как CIBSE и ASHRAE.Если у вас его нет, вы можете найти их по следующим ссылкам. Ссылка 1 и Ссылка 2

Эти диаграммы содержат много информации. Мы можем использовать их, чтобы найти падение давления на метр, скорость воздуха, объемный расход, а также размер воздуховода. Схема диаграммы может немного отличаться в зависимости от производителя, но в этом примере вертикальные линии показывают падение давления на метр воздуховода. Горизонтальные линии показывают объемный расход. Нисходящие диагональные линии соответствуют скорости, восходящие диагональные линии — диаметру воздуховода.

Мы начинаем подбирать размеры с первого главного воздуховода, который является участком А. Чтобы ограничить шум в этом разделе, мы укажем, что он может иметь максимальную скорость только 5 м / с. Мы знаем, что для этого воздуховода также требуется объемный расход 0,79 м3 / с, поэтому мы можем использовать скорость и объемный расход, чтобы найти недостающие данные.

Пример размера воздуховода

Возьмем диаграмму и прокрутим ее снизу слева, пока не достигнем объемного расхода 0,79 м3 / с. Затем мы определяем, где линия скорости составляет 5 м / с, и проводим линию поперек, пока не достигнем ее.Затем, чтобы найти перепад давления, мы проводим вертикальную линию вниз от этого пересечения. В данном случае мы видим, что он составляет 0,65 па на метр. Так что добавьте эту цифру в диаграмму. Поскольку мы используем метод равного падения давления, мы можем использовать это падение давления для всех длин воздуховодов, поэтому заполните и их. Затем мы снова прокручиваем вверх и выравниваем наше пересечение с направленными вверх диагональными линиями, чтобы увидеть, что для этого требуется воздуховод диаметром 0,45 м, поэтому мы также добавляем его в таблицу.

Нам известны объемный расход и падение давления, поэтому теперь мы можем рассчитать значения для секции C, а затем для остальных воздуховодов.

Для остальных воздуховодов мы используем тот же метод.

Подбор размеров воздуховода, метод равного давления

На диаграмме мы начинаем с рисования линии от 0,65 Па / м на всем протяжении вверх, а затем проводим линию поперек нашего требуемого объемного расхода, в данном случае для секции C нам нужно 0,21 м3 / с . На этом пересечении мы проводим линию, чтобы найти скорость, и мы видим, что она попадает в пределы линий 3 и 4 м / с, поэтому нам нужно оценить значение, в этом случае оно составляет около 3,6 м / с, поэтому мы добавляем что к диаграмме.Затем мы рисуем еще одну линию на другой диагональной сетке, чтобы найти диаметр нашего воздуховода, который в данном случае составляет около 0,27 м, и мы тоже добавим его в таблицу.

Повторяйте этот последний процесс для всех оставшихся воздуховодов и ответвлений, пока таблица не будет заполнена.

Теперь найдите общие потери в воздуховоде для каждого воздуховода и ответвления. Это очень легко сделать, просто умножив длину воздуховода на падение давления на метр. В нашем примере мы обнаружили, что оно составляет 0,65 Па / м. Проделайте это со всеми воздуховодами и ответвлениями на столе.

Подбор размеров фитингов для воздуховодов

Первый фитинг, который мы рассмотрим, это изгиб 90 * между воздуховодами J и L

Для этого мы ищем наш коэффициент потерь для изгиба от производителя или промышленного органа, вы можете найти, что нажав на эту ссылку.

Коэффициент потери давления в фитинге колена воздуховода

В этом примере мы видим, что коэффициент равен 0,11

Затем нам нужно рассчитать динамические потери, вызванные изгибом, изменяющим направление потока. Для этого мы используем формулу Co, умноженную на rho, умноженную на v в квадрате, деленную на 2, где co — наш коэффициент, rho — плотность воздуха, а v — скорость.

Формула потери давления на изгибе воздуховода

Мы уже знаем все эти значения, поэтому, если мы опустим цифры, мы получим ответ 0,718 паскаля. Так что просто добавьте это в таблицу. (Посмотрите видео внизу страницы, чтобы узнать, как это вычислить).

Потери давления на тройнике в воздуховоде

Следующий фитинг, который мы рассмотрим, — это тройник, который соединяет основной воздуховод с ответвлениями. Мы будем использовать пример тройника с буквой H между G и J в системе. Теперь для этого нам нужно учесть, что воздух движется в двух направлениях, прямо насквозь, а также сворачивает в ответвление, поэтому нам нужно выполнить расчет для обоих направлений.

Если мы посмотрим на воздух, движущийся по прямой, то сначала мы найдем соотношение скоростей, используя формулу скорости out, деленной на скорость внутрь. В этом примере выход воздуха составляет 3,3 м / с, а входящий воздух — 4 м / с, что дает us 0,83

Затем мы выполняем еще один расчет, чтобы найти отношение площадей, для этого используется формула: диаметр вне квадрата, деленный на диаметр в квадрате. В этом примере выходной диаметр составляет 0,24 м, а внутренний диаметр — 0,33 м, поэтому, если мы возведем их в квадрат, а затем разделим, мы получим 0.53

Теперь мы ищем фитинги, которые мы используем, от производителя или отраслевого органа, снова ссылка здесь для этого.

Размер тройника для воздуховода

В руководствах мы находим две таблицы, одна из которых зависит от направления потока. Мы используем прямое направление, поэтому определяем ее местоположение и затем просматриваем каждое соотношение, чтобы найти коэффициент потерь. Здесь вы можете увидеть, что оба рассчитанных нами значения попадают между значениями, указанными в таблице, поэтому нам необходимо выполнить билинейную интерполяцию. Чтобы сэкономить время, мы просто воспользуемся онлайн-калькулятором, чтобы найти это, ссылка здесь (посмотрите видео, чтобы узнать, как выполнить билинейную интерполяцию).

Мы заполняем наши значения и находим ответ 0,143

Расчет потерь давления в тройнике

Теперь мы рассчитываем динамические потери для прямого пути через тройник, используя формулу co, умноженную на rho, умноженную на v в квадрате, деленную на 2. Если мы опускаем наши значения и получаем ответ в 0,934 паскаля, так что добавьте это в таблицу.

Затем мы можем рассчитать динамические потери для воздуха, который превращается в изгиб. Для этого мы используем те же формулы, что и раньше. Выходная скорость рассчитывается путем вычисления нашего отношения скоростей.Затем мы находим отношение площадей, используя формулу: диаметр вне квадрата, деленный на диаметр в квадрате. Мы берем наши значения из нашей таблицы и используем 3,5 м / с, разделенные на 4 м / с, чтобы получить 0,875 для отношения скоростей, и мы используем 0,26 м в квадрате, деленные на 0,33 м в квадрате, чтобы получить 0,62 для отношения площадей.

Изгиб фитинга тройника с потерями

Затем мы используем таблицу изгиба для тройника, опять же между значениями, указанными в таблице, поэтому нам нужно найти числа, используя билинейную интерполяцию. Мы опускаем значения, чтобы получить ответ 0.3645 паскалей. Так что просто добавьте это в таблицу.

Теперь повторите этот расчет для других тройников и фитингов, пока таблица не заполнится.

Поиск индексного участка — размер воздуховода

Затем нам нужно найти индексный участок, который является участком с наибольшим падением давления. Обычно это самый длинный пробег, но он также может быть пробегом с наибольшим количеством приспособлений.

Это легко найти, сложив все потери давления от начала до выхода каждой ветви.

Например, чтобы добраться от A до C, мы теряем 5.04 Па
A (1,3 Па) + B (1,79 Па) + C (1,95 Па)

От A до F мы теряем 8,8 Па
A (1,3 Па) + B (1,7 Па) + D (1,3 Па) + E ( 2,55 Па) + F (1,95)

От A до I мы теряем 10,56
A (1,3 Па) + B (1,7 Па) + D (1,3 Па) + E (1,34 Па) + G (2,6 Па) + H ( 0,36 Па) + I (1,95 Па)

От A до L мы теряем 12,5 Па
A (1,3 Па) + B (1,7 Па) + D (1,3 Па) + E (1,34 Па) + G (2,6 Па) + H (0,93 Па) + J (0,65 Па) + K (0,72 Па) + L (1,95 Па)

Следовательно, вентилятор, который мы используем, должен преодолевать пробег с наибольшими потерями, то есть A — L с 12.5pa, это индексный прогон.

Заслонки воздуховода — балансировка системы

Чтобы сбалансировать систему, нам нужно добавить заслонки к каждому из ответвлений, чтобы обеспечить равный перепад давления во всем, чтобы достичь проектных расходов в каждой комнате.

Мы можем рассчитать, какой перепад давления должен обеспечивать каждый демпфер, просто вычитая потери в ходе прогона из индексного прогона.

От A до C составляет 12,5 Па — 5,04 Па = 7,46 Па

От A до F составляет 12,5 Па — 8,8 Па = 3,7 Па

От A до I составляет 12.5 Па — 10,56 Па = 1,94 Па

И это наша система воздуховодов. Мы сделаем еще один урок, посвященный дополнительным способам повышения эффективности системы воздуховодов.

CFM Calculator: Как рассчитать CFM (+ диаграмма)

CFM или C ubic F eet per M inute — это единица измерения расхода воздуха, которую мы используем в расчетах HVAC. Чаще всего нам нужно рассчитать CFM для помещения для вентиляторов, очистителей воздуха, кондиционеров и так далее.

Пример вопроса, полученного LearnMetrics: У нас стандартная спальня площадью 300 квадратных футов. Сколько кубометров в минуту должен иметь вентилятор для такой комнаты, если мы хотим полностью менять весь воздух 2 раза в час (каждые 30 минут)?

Расчет: Воздушный поток должен быть достаточно сильным, чтобы изменить полный объем помещения площадью 300 кв. Футов (с высотой потолка 8 кв. Футов) 2 раза в час. Объем комнаты = 300 квадратных футов x 8 футов = 2400 футов 3 . Чтобы изменить его 2 раза в час (ACH = 2), нам нужно доставить 4800 футов 3 в час.CFM — это 3 футов в минуту. Вот почему нам нужно разделить общий объем на 60; следовательно, 4800/60 = 80 кубических футов в минуту.

Ответ: Вам нужен воздушный поток 80 CFM (для стандартного помещения площадью 300 кв. Футов и 2 кондиционеров воздуха).

Вот аккуратный калькулятор CFM , который рассчитывает CFM на основе площади помещения , высоты потолка и количества воздухообменов в час (ACH) .

Ниже калькулятора мы продемонстрируем, как работает калькулятор кубических футов в минуту, решив один пример с помощью калькулятора и формулы CFM.Вы также найдете диаграмму CFM, где расход воздуха в CFM рассчитан для площадей от 100 до 3000 квадратных футов (также полезен для воздуховодов).

Калькулятор расхода воздуха CFM

Как рассчитать CFM на комнату? (Решенный пример)

Допустим, у нас есть большая комната площадью 1000 кв. Футов со стандартными потолками высотой 8 футов. Мы хотим рассчитать CFM вентилятора, который будет заменять весь воздух в такой комнате каждые 15 минут (ACH = 4).

Рассчитать CFM вентилятора можно двумя способами:

  1. Используйте формулу CFM.
  2. Используйте калькулятор CFM вентилятора выше.

Чтобы продемонстрировать, как использовать калькулятор CFM для расчета расхода воздуха от вентилятора, мы начнем с калькулятора. Вот результаты:

Результат очевиден. Для помещения площадью 1000 кв. Футов с потолком 8 футов и мощностью 4 ACH вам понадобится вентилятор, способный обеспечить воздушный поток 533 куб. Фут / мин.

Давайте воспользуемся формулой CFM, чтобы увидеть, получим ли мы то же самое число (это та самая формула, которая используется в калькуляторе):

CFM = (Площадь x Высота x ACH) / 60

Если ввести цифры из нашего примера, то получим:

кубических футов в минуту = (1000 квадратных футов * 8 футов * 4) / 60 мин = 533 футов 3 / мин = 533 кубических футов в минуту

Короче получается такой же номер.

Вы можете проверить этот список, чтобы получить представление о том, сколько CFM могут произвести лучшие очистители воздуха (для справки).

Вы можете свободно использовать калькулятор CFM для расчета расхода воздуха для любого помещения и для любого ACH. Чтобы помочь вам, мы создали диаграмму CFM, в которой рассчитали CFM для наиболее распространенных размеров помещений:

Таблица

CFM для общих комнат размером

Во всех этих расчетах мы предполагаем высоту потолка 8 футов и используем 2 ACH. Если вы хотите использовать другие значения ACH, вы можете использовать калькулятор CFM выше.Для расчета ACH на основе CFM вы можете использовать расчет ACH здесь.

Размер номера: куб. Футов в минуту (при 2 ACH)
Сколько кубических футов в минуту мне нужно для помещения площадью 100 кв. Футов? 27 куб. Футов в минуту
Сколько кубических футов в минуту мне нужно для помещения площадью 200 кв. Футов? 53 куб. Футов в минуту
Сколько кубических футов в минуту мне нужно для помещения площадью 300 кв. Футов? 80 куб. Футов в минуту
Сколько кубических футов в минуту мне нужно для помещения площадью 400 кв. Футов? 107 куб. Фут / мин
Сколько кубических футов в минуту мне нужно для помещения площадью 500 кв. Футов? 133 куб. Футов в минуту
Сколько кубических футов в минуту мне нужно для помещения площадью 600 кв. Футов? 160 куб. Футов в минуту
Сколько кубических футов в минуту мне нужно для помещения площадью 700 кв. Футов? 187 куб. Футов в минуту
Сколько кубических футов в минуту мне нужно для помещения площадью 800 кв. Футов? 213 куб. Футов в минуту
Сколько кубических футов в минуту мне нужно для помещения площадью 900 кв. Футов? 240 куб. Фут / мин
Сколько кубических футов в минуту мне нужно для помещения площадью 1000 кв. Футов? 267 куб. Футов в минуту
Сколько кубических футов в минуту мне нужно для помещения площадью 1500 кв. Футов? 400 куб. Футов в минуту
Сколько кубических футов в минуту мне нужно для помещения площадью 2000 кв. Футов? 533 куб. Футов в минуту
Сколько кубических футов в минуту мне нужно для помещения площадью 2500 кв. Футов? 667 куб. Футов в минуту
Сколько кубических футов в минуту мне нужно для помещения площадью 3000 кв. Футов? 800 куб. Футов в минуту
Сколько кубических футов в минуту на квадратный фут

Один из наиболее распространенных вопросов — сколько воздуха CFM нам нужно на квадратный фут.Очевидно, это зависит от высоты потолка и ACH. Если мы предполагаем высоту потолка 8 футов, мы можем рассчитать CFM на квадратный фут для различных значений ACH:

  • 0,13 ACH на квадратный фут при ACH = 1.
  • 0,27 ACH на квадратный фут при ACH = 2.
  • 0,40 ACH на квадратный фут при ACH = 3.
  • 0,53 ACH на квадратный фут при ACH = 4.
  • 0,67 ACH на квадратный фут при ACH = 5.

Если здесь что-то непонятно, вы можете задать вопрос в комментариях, и мы вам поможем.

Диаграмма CFM для диаметра воздуховода

Всем, кому требуется расчет CFM для работы с воздуховодом, вам также понадобится диаметр воздуховода для достижения этого воздушного потока.

Пример: Если нам нужен воздушный поток 300 кубических футов в минуту, нам понадобится гибкий воздуховод диаметром 10 дюймов.

Чтобы правильно выбрать размер воздуховода, вы можете обратиться к таблице размеров CFM здесь:

Диаметр гибкого воздуховода: куб. Фут / мин (воздушный поток)
4 дюйма 20 куб. Футов в минуту
5 дюймов 50 куб. Футов в минуту
6 дюймов 80 куб. Футов в минуту
7 дюймов 120 куб. Футов в минуту
8 дюймов 170 куб. Футов в минуту
9 дюймов 230 куб. Футов в минуту
10 дюймов 300 куб. Фут / мин
12 дюймов 500 куб. Фут / мин
14 дюймов 740 куб. Футов в минуту
16 дюймов 1050 куб. Футов в минуту
18 дюймов 1400 куб. Футов в минуту
20 дюймов 1875 куб. Футов в минуту

Используя эту диаграмму CFM для воздуховодов, вы можете правильно оценить, какого размера воздуховоды вам нужны для обеспечения необходимого воздушного потока.

Другие единицы измерения воздушного потока, такие как л / мин или кубические метры в час

CFM — это британская единица измерения, обычно используемая в США. Если вы используете другие единицы измерения, такие как л / мин или м 3 / ч, вы можете использовать эти соотношения единиц измерения для перевода других единиц в CFM.

1 куб. Фут / мин = 1,699 м 3 / ч
1 куб. Фут / мин = 28,317 л / мин

Если у вас возникли проблемы с использованием калькулятора, вы можете использовать комментарии, чтобы дать нам некоторые цифры, и мы постараемся помочь вам.

% PDF-1.6
%
2787 0 объект
>
эндобдж

xref
2787 94
0000000016 00000 н.
0000003597 00000 н.
0000003821 00000 н.
0000003951 00000 н.
0000004418 00000 н.
0000004533 00000 н.
0000005213 00000 н.
0000005594 00000 н.
0000005707 00000 н.
0000006104 00000 п.
0000006500 00000 н.
0000006959 00000 н.
0000007124 00000 н.
0000007241 00000 н.
0000007359 00000 н.
0000008407 00000 н.
0000008729 00000 н.
0000009076 00000 н.
0000010415 00000 п.
0000010751 00000 п.
0000011136 00000 п.
0000011226 00000 п.
0000012840 00000 п.
0000013193 00000 п.
0000013589 00000 п.
0000015712 00000 п.
0000016073 00000 п.
0000016470 00000 п.
0000016549 00000 п.
0000125516 00000 н.
0000125915 00000 н.
0000125994 00000 н.
0000126073 00000 н.
0000126103 00000 н.
0000126179 00000 н.
0000126278 00000 н.
0000126427 00000 н.
0000126755 00000 н.
0000126812 00000 н.
0000126930 00000 н.
0000127009 00000 н.
0000127123 00000 н.
0000162301 00000 н.
0000162342 00000 н.
0000162431 00000 н.
0000162530 00000 н.
0000162679 00000 н.
0000176075 00000 н.
0000176357 00000 н.
0000176436 00000 н.
0000208657 00000 н.
0000208698 00000 н.
0000208895 00000 н.
0000209123 00000 н.
0000209320 00000 н.
0000209469 00000 н.
0000209618 00000 н.
0000209843 00000 н.
0000210045 00000 н.
0000210169 00000 п.
0000210318 00000 н.
0000210442 00000 п.
0000210591 00000 п.
0000210819 00000 п.
0000210918 00000 п.
0000211067 00000 н.
0000312955 00000 н.
0000313018 00000 н.
0000313093 00000 н.
0000313206 00000 н.
0000313263 00000 н.
0000313354 00000 н.
0000313436 00000 н.
0000313494 00000 н.
0000313598 00000 н.
0000313656 00000 н.
0000313764 00000 н.
0000313822 00000 н.
0000313931 00000 н.
0000313989 00000 н.
0000314132 00000 н.
0000314190 00000 н.
0000314271 00000 н.
0000314352 00000 п.
0000314449 00000 н.
0000314506 00000 н.
0000314651 00000 п.
0000314708 00000 н.
0000314785 00000 н.
0000314842 00000 н.
0000314900 00000 н.
0000314958 00000 н.
0000003369 00000 н.
0000002224 00000 н.
трейлер
] / Назад 2106458 / XRefStm 3369 >>
startxref
0
%% EOF

2880 0 объект
> поток
h ޔ T] L [e ~ ӟS: Z ~ FEE͒- [g [OǀMimu ~ 0L @ L @ ُ Pt & xal / HBM / kl1eYiO / 9}} |

Отложение твердых частиц в вентиляционных каналах (Диссертация)


Сиппола, Марк Раймонд. Отложение твердых частиц в вентиляционных каналах . США: Н. П., 2002.
Интернет. DOI: 10,2172 / 810494.


Сиппола, Марк Раймонд. Отложение твердых частиц в вентиляционных каналах . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/810494


Сиппола, Марк Раймонд.Солнце .
«Отложение твердых частиц в вентиляционных каналах». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/810494. https://www.osti.gov/servlets/purl/810494.

@article {osti_810494,
title = {Отложение твердых частиц в вентиляционных каналах},
author = {Сиппола, Марк Реймонд},
abstractNote = {Воздействие частиц, переносимых по воздуху, вредно для здоровья человека, и воздействие в помещении преобладает над общим воздействием для большинства людей.Случайный или преднамеренный выброс аэрозольных химических и биологических агентов внутри или рядом со зданием может привести к контакту жителей здания с опасными агентами и дорогостоящему восстановлению здания. Осаждение частиц в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) может значительно влиять на воздействие частиц в помещении, снижать эффективность HVAC и приводить к вторичному выбросу загрязняющих веществ внутри зданий. Эта диссертация продвигает понимание поведения частиц в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и судьбы частиц в помещениях с помощью экспериментов и моделирования.Лабораторные эксперименты были проведены для количественной оценки скорости осаждения частиц в горизонтальных вентиляционных каналах с использованием реальных материалов HVAC. Эксперименты по осаждению частиц проводились в стальных и изолирующих изнутри воздуховодах при скорости воздуха, обычно наблюдаемой в вентиляционных каналах, 2-9 м / с. Исследовано поведение монодисперсных частиц диаметром от 1 до 16 мкм. Скорость осаждения измерялась в прямых каналах с полностью развитым профилем турбулентного потока, прямых каналах с развивающимся профилем турбулентного потока, в изгибах каналов и на S-образных соединительных элементах, расположенных на стыках каналов.Эксперименты показали, что в прямых воздуховодах с полностью развитой турбулентностью скорость осаждения самая высокая на дне воздуховода, промежуточная на стенках воздуховода и самая низкая на потолке воздуховода. Скорость осаждения на заданную поверхность увеличивается с увеличением размера частиц или скорости воздуха. Осаждение было намного выше в каналах с внутренней изоляцией, чем в неизолированных стальных каналах. В большинстве случаев осаждение в прямых воздуховодах с развивающейся турбулентностью, в изгибах воздуховодов и на S-образных соединителях на стыках воздуховодов было выше, чем в прямых воздуховодах с полностью развитой турбулентностью.Измеренные скорости осаждения в целом были выше, чем предсказывали опубликованные модели. Модель, включающая эмпирические уравнения, основанные на экспериментальных измерениях, применялась для оценки потерь частиц в подающем и обратном каналах. Результаты модели показывают, что потери в воздуховоде незначительны для частиц размером менее 1 мкм и полны для частиц размером более 50 мкм. Предполагается, что осаждение на изолированные воздуховоды, горизонтальные перекрытия воздуховодов и изгибы позволит снизить потери в системах воздуховодов. В сочетании с моделями фильтрации HVAC и осаждения на поверхности внутри помещений для прогнозирования конечной судьбы частиц в зданиях, эти результаты позволяют предположить, что вентиляционные каналы играют лишь небольшую роль в определении концентрации частиц в помещении, особенно при наличии фильтрации HVAC.Однако ожидается, что измеренные и смоделированные скорости осаждения частиц будут важны для загрязнения вентиляционной системы.},
doi = {10.2172 / 810494},
url = {https://www.osti.gov/biblio/810494},
journal = {},
номер =,
объем =,
place = {United States},
год = {2002},
месяц = ​​{9}
}

Преобразование системы поперечной вентиляции автодорожных туннелей в транзитные

Проекты систем вентиляции для двух существующих автодорожных туннелей проанализированы, чтобы определить возможность их повторного использования для нового железнодорожного полотна LRT.

Рис. 1 — Полномасштабная модельная секция Голландского туннеля 1927 года в Нью-Йорке

В 1927 году первая полностью поперечная туннельная система вентиляции была введена в эксплуатацию для Голландского туннеля в Нью-Йорке (см. Рис. 1). До этого туннели вентилировались только продольными системами обдува.

Продольные системы вентиляции обеспечивают поток воздуха вдоль оси туннеля со скоростью, достаточной для предотвращения прослои дыма во время пожара, обеспечивая безопасный выход в одном направлении (в поток свежего воздуха).В полностью поперечных системах вентиляции используются отдельные приточные и вытяжные воздуховоды, простирающиеся по всей длине туннеля, чтобы подавать свежий воздух в туннель на уровне проезжей части и выводить тепло, выбросы и дым из туннеля около потолка. Поперечная вентиляция ограничивает распространение дыма в зону вблизи пожара за счет вытяжки дыма, образующегося через отверстия в вытяжном воздуховоде, что позволяет безопасно покинуть место происшествия в обоих направлениях.

Оле Сингстад ​​(Барклай, Парсонс и Клапп 1917-1918) был инженером, ответственным за разработку революционной системы вентиляции Holland Tunnel.В то время вентиляция такого перегруженного автомобильного туннеля считалась невозможной, но завершенная система вентиляции Holland Tunnel не только работала, но и установила стандарт для конструкции полностью поперечной системы вентиляции на многие десятилетия вперед.

Сегодня в автодорожных туннелях в США и во всем мире имеются системы поперечной вентиляции. Традиционно системы вентиляции автодорожных туннелей разрабатывались с учетом критериев уровня загрязнения. За десятилетия, прошедшие с момента разработки системы вентиляции Holland Tunnel, было достигнуто значительное сокращение выбросов транспортных средств благодаря достижениям в автомобильных технологиях, а пожарная наука значительно продвинулась вперед, что привело к лучшему пониманию размеров и развития пожаров.В результате парадигма проектирования систем туннельной вентиляции за последнее столетие сместилась с контроля выбросов на более сильный акцент на борьбе с задымлением при возникновении пожаров.

Рассмотрение преобразования автомобильного туннеля в железнодорожный

По мере того, как системы железнодорожного транспорта продолжают расширяться, чтобы компенсировать сильно загруженные дороги, и с ограниченным доступным полем отвода в густонаселенных мегаполисах, некоторые расширения железнодорожного транспорта преобразуют части существующих дорог и автомобильные туннели для использования пассажирских поездов (см. рисунок 2).В Сиэтле, штат Вашингтон, в рамках проекта Sound Transit East Link Extension предлагается преобразование существующей центральной межштатной автомагистрали I-90 и связанных центральных туннелей в железнодорожный транспортный путь легкорельсового транспорта (LRT), соединяющий Сиэтл и Белвью (см. Рисунок 3).

В 2013 г., WSP | Парсонс Бринкерхофф выполнил обширный анализ вентиляции в поддержку окончательного проектирования проекта East Link, изучив проект системы вентиляции для двух существующих автодорожных туннелей в районе Сиэтла, туннеля Mount Baker Ridge и туннеля крышки острова Мерсер.Анализ, в частности, рассматривал модификации существующих систем вентиляции полностью поперечных автомобильных туннелей, чтобы определить возможность их повторного использования для нового железнодорожного полотна LRT.

Рисунок 2 — Транзитный маршрут в середине перегруженного межштатного шоссе Рисунок 3 — Моделирование предлагаемого удлинения Восточного канала вдоль I-90 через плавучий мост Хомера М. Хэдли

Существующая вентиляция туннеля Восточного канала

Маунт-Бейкер Каждый туннель Ridge и туннель крышки Mercer Island представляют собой полностью поперечную систему вентиляции с центральной вентиляторной установкой, расположенной над туннелем около середины.Туннель Mount Baker Ridge имеет длину 3478 футов (1060 метров) и имеет воздуховоды вдоль каждой стороны проезжей части, в то время как туннель Mercer Island Lid имеет длину около 2900 футов (884 метра) с воздуховодами, расположенными над проезжей частью, отделенными от проезжей части. проезжая часть под натяжным потолком. Вентиляционный воздушный поток равномерно распределяется по длине туннеля через небольшие порты, расположенные через равные промежутки времени.

Исследование повторного использования системы поперечной вентиляции

В 1993 году в рамках программы испытаний противопожарной вентиляции в туннелях Мемориал (MTFVTP) начались полномасштабные пожарные испытания в заброшенном автодорожном туннеле для оценки способности нескольких типов вентиляционных систем управлять дым и температура.Системы туннельной вентиляции были испытаны в различных масштабах пожара. Критерии проектирования проекта Sound Transit East Link определяли среднюю t-квадрат (квадрат времени) кривой роста скорости пожара с максимальной скоростью тепловыделения (HRR) 13,2 МВт. Сравнивая этот размер пожара и интенсивность образования дыма с характеристиками вентиляции для пожаров мощностью 10 и 20 МВт на основании результатов MTFVTP, может показаться, что некоторые изменения вытяжной вентиляции могут контролировать образование дыма. Однако системы вентиляции автодорожных туннелей, подобные тем, которые рассматриваются для повторного использования в пристройке East Link, были разработаны с учетом критерия 100 кубических футов в минуту на каждый фут полосы движения.В выводах MTFVTP этого критерия было недостаточно для многих сценариев аварийного пожара.

Существующая система вентиляции автодорожного туннеля для каждого туннеля East Link состоит из трех приточных вентиляторов и трех вытяжных вентиляторов. WSP | Анализ вентиляции Парсонс Бринкерхофф специально рассматривал повторное использование вытяжных вентиляторов для нового железнодорожного вокзала LRT. В анализе использовалась вычислительная гидродинамика (CFD) для исследования производительности нескольких типов систем:

  • Однозонная выхлопная система — работа в устойчивом состоянии: используйте существующую систему для выхлопа по всей длине туннеля (приточные вентиляторы выключены).Существующая система вышла из строя из-за распространения дыма (см. Рисунок 4). Ширина туннеля и имеющаяся мощность вентилятора ограничивали эффективность системы вытяжки.

Рисунок 4 — Однозонная выхлопная система

  • Двухзонная выхлопная система — Переходный режим: используйте существующую систему для вытяжки из половины туннеля путем закрытия изоляционных заслонок в средней точке туннеля (приточные вентиляторы выключены). Существующая система не смогла контролировать распространение дыма за 6 минут (см. Рисунок 5). Распространение дыма было ограниченным, но не сдерживалось в непосредственной близости от пожарной машины из-за силы ветра и расположения портов для эвакуации.

Рисунок 5 — Двухзонная вытяжная система

  • Точечная вытяжная система — Закройте все существующие выпускные отверстия и установите новые отверстия площадью 160 квадратных футов (14,9 квадратных метров) с моторизованными заслонками через каждые 250 футов (76,2 метра) центр, создавая систему точечной вытяжки, в которой открываются три ближайших к огню заслонки, а вытяжные вентиляторы удаляют дым через открытые заслонки (см. Рисунок 6). Эта система контролировала задымление на время выхода (8 минут) с увеличенной мощностью вентилятора, но была отклонена из-за необходимости тщательного структурного анализа и возможных сейсмических работ по модернизации.

Рисунок 6 — Система точечной экстракции

  • Четырехзонная система экстракции — Закройте все существующие отверстия выпускного и подающего отверстий. Преобразуйте приточный канал во второй вытяжной канал и эффективно разделите систему на 4 зоны. Установите изолирующие заслонки, чтобы направить всю вытяжную вентиляцию в единую зону инцидента. Сделайте в подвесном потолке большие отверстия площадью 240 квадратных футов (22,3 квадратных метра) для вывода дыма и горячих газов из зоны пожара (см. Рисунок 7).Эта система контролировала распространение дыма на время выхода (12 минут) с увеличенной мощностью вентилятора, но этот вариант был отклонен из-за опасений по поводу воздействия конструкции на существующий туннель.

Рис. 7 — Четырехзонная вытяжная система

  • Продольная система (струйные вентиляторы) — установите 14 струйных вентиляторов (12 работают — анализ считается, что 1 вентилятор не работает и 1 вентилятор не работает из-за пожара) вдоль туннеля стены, обеспечивающие продольную вентиляцию и защищающие путь выхода на неопределенный срок (см. Рисунок 8).

Рис. 8 — Продольная система

Заключение

Преобразование существующей полностью поперечной системы вентиляции автодорожного туннеля для транзитного использования возможно, но представляет много проблем для проектировщика. Основываясь на анализе CFD туннелей East Link для заявленного размера пожара, следующие параметры существенно влияют на работу системы вентиляции:

  • Скорость ветра (нормальная для порталов) — это был основной параметр, способствующий распространению дыма по длине туннеля для анализ системы экстракции;
  • Точки вытяжки — Существующий размер вентиляционных отверстий и расстояние между ними значительно ограничивали мощность вытяжки вблизи пожарной машины;
  • Ширина туннеля — скорости вытяжного воздушного потока по поперечному сечению туннеля были неравномерными и уменьшались напротив отверстий; и
  • Мощность вентилятора — Размер вентилятора был ограничен максимально допустимой скоростью воздушного потока в воздуховодах и на выходном проходе.

Полностью поперечные системы вентиляции автодорожных туннелей были разработаны для обеспечения равномерного распределения поперечного воздушного потока по всей длине туннеля. Такая конструкция хорошо работает для контроля качества воздуха во время загруженного движения, когда автомобили заполняют туннель от портала к порталу, а загрязнения распределяются равномерно. В автодорожных туннелях такие параметры, как скорость ветра, улучшают качество воздуха за счет очистки туннелей от загрязняющих веществ.

Для транзитных туннелей, дизайн которых определяется аварийными пожарными условиями, системы вытяжной вентиляции должны эффективно контролировать дым и тепло в очень ограниченной области возле пожарной машины в худших условиях.Существующие полностью поперечные системы вентиляции могут быть модифицированы, позволяя направлять вытяжную мощность как можно ближе к источнику пожара, но такие модификации требуют структурного анализа туннеля и могут быть не в состоянии контролировать распространение дыма при размере пожара более 10 МВт. Анализ туннельной вентиляции East Link привел к тому, что компания Parsons Brinckerhoff (ныне часть WSP | Parsons Brinckerhoff) порекомендовала продольную систему, которая привела к значительной экономии затрат по сравнению с предварительным проектом.

Сколько вентиляции мне нужно?

Сколько мне нужно вентиляции?

Рекомендации HVI по вентиляции.

Вентиляционные изделия имеют разную производительность по перемещению воздуха, поэтому важно убедиться, что выбранный продукт обладает достаточной производительностью для конкретного применения. Рейтинг сертифицированного воздушного потока HVI указан на продукте или на этикетке HVI, отображаемой на каждом устройстве, в документации производителя с описанием вентилятора и в Справочнике сертифицированных продуктов HVI.

Следующие рекомендации помогут вам определить мощность вентилятора, необходимую для вашего приложения.

Ванные комнаты — прерывистая вентиляция

HVI рекомендует следующую интенсивность периодической вентиляции для ванных комнат:

Размер ванной Формула расчета Требуемая скорость вентиляции
Менее 100 квадратных футов 1 куб. Фут / мин на квадратный фут площади Минимум 50 куб. Футов в минуту
Более 100 квадратных футов Добавить требование CFM для каждого приспособления Туалет 50 куб. Футов в минуту
Душ 50 CFM
Ванна 50 CFM
Гидромассажная ванна 100 CFM
  • Закрытый туалет должен иметь собственный вытяжной вентилятор.
  • Вентиляторы, одобренные для установки во влажных помещениях, по возможности должны располагаться над душем или ванной.
  • Двери ванных комнат должны иметь зазор не менее 3/4 дюйма до готового пола, чтобы обеспечить поступление свежего воздуха.
  • Таймер или другой регулятор, который обеспечивает продолжение вентиляции в течение минимум 20 минут после каждого посещения ванной комнаты, следует установить в каждой ванной комнате.
  • Для парных HVI рекомендует отдельный вентилятор, расположенный в парилке, который можно включать после использования, чтобы удалить тепло и влажность.
Ванные комнаты — приточная вентиляция

Непрерывная вентиляция с минимальной скоростью 20 кубических футов в минуту может использоваться вместо прерывистого вытяжного вентилятора мощностью 50 кубических футов в минуту.

Вытяжка кухонная

Рекомендуемая интенсивность вентиляции кухонной вытяжки сильно различается в зависимости от типа готовки и расположения кухонной плиты. Вытяжки, установленные над кухонной плитой, улавливают загрязняющие вещества своей формой козырька и эффективно отводят их при относительно небольшом объеме воздуха.Кухонные вытяжные устройства с нисходящим потоком требуют большего объема и скорости воздуха для адекватного улавливания загрязняющих веществ. Они являются альтернативой, когда вытяжки с балдахином нежелательны из-за расположения варочной поверхности и эстетики кухни; однако по своим характеристикам они не могут сравниться с вытяжками, улавливающими поднимающийся столб воздуха над варочной поверхностью. При рассмотрении вопроса о вытяжке с нисходящим потоком воздуха обратитесь к рекомендациям производителя.

Кухонные вытяжки, оснащенные несколькими настройками скорости, обеспечивают тихую низкоуровневую вентиляцию для легкой готовки с возможностью повышения скорости при необходимости.

Расположение диапазона HVI-рекомендованная интенсивность вентиляции на погонный фут диапазона Минимальная скорость вентиляции на погонный фут диапазона
У стены 100 куб. Футов в минуту 40 куб. Футов в минуту
На острове 150 куб. Футов в минуту 50 куб. Футов в минуту
Ширина вытяжки у стены 2.5 футов (30 дюймов) 3 фута (36 дюймов) 4 фута (48 дюймов)
HVI-рекомендованная ставка 250 куб. Футов в минуту 300 куб. Футов в минуту 400 куб. Футов в минуту
Минимум 100 куб. Футов в минуту 120 куб. Футов в минуту 160 куб. Футов в минуту
  • Для вытяжек, расположенных над островами, умножьте коэффициент на 1.5.
  • Для варочных панелей «профессионального типа» HVI рекомендует следовать рекомендациям производителя варочных панелей для определения требований к вентиляции.
  • Завышенные характеристики производительности являются обычным явлением для вытяжек, не имеющих сертификата HVI. Выбор вытяжек с рейтингом производительности, сертифицированным HVI, обеспечит соблюдение требований к вентиляции и строительных норм.

Примечание. Кухонные вытяжки с рециркуляцией и рециркуляцией не обеспечивают фактической вентиляции.Для достижения оптимального качества воздуха на кухне всегда используйте вытяжные шкафы, кухонные вентиляторы или вытяжные вытяжные устройства с вытяжкой, которые выходят прямо из дома.

Вентиляторы с рекуперацией тепла и энергии

Для непрерывной вентиляции с хорошим качеством воздуха в помещении вентилятор с рекуперацией тепла или энергии (HRV или ERV) должен обеспечивать 0,35 воздухообмена в час. Этот расчет должен учитывать полный занимаемый объем дома.

Эту норму легче рассчитать, если разрешить 5 кубических футов в минуту на 100 квадратных футов площади пола.

Общая площадь дома (квадратных футов) Скорость непрерывной вентиляции
1000 квадратных футов 50 куб. Футов в минуту
2000 квадратных футов 100 куб. Футов в минуту
3000 квадратных футов 150 куб. Футов в минуту

В дополнение к этой минимальной продолжительной скорости вентиляции, HRV и ERV часто имеют дополнительную мощность для обеспечения более высокой скорости вентиляции для удовлетворения потребностей пассажиров.Такие потребности могут возникнуть в результате большого скопления людей; курение; хобби или деятельность с использованием красок, клея или других загрязнителей воздуха; или по любой другой причине, требующей дополнительной вентиляции для улучшения качества воздуха в помещении.

Согласно местным нормам и правилам может требоваться различная интенсивность непрерывной вентиляции — всегда уточняйте у сотрудников службы управления зданием конкретные требования для вашего района.

Комфортный вентилятор для всего дома

HVI рекомендует, чтобы у вентилятора для комфортной вентиляции всего дома была минимальная мощность, обеспечивающая примерно одну полную замену воздуха каждые две минуты в пределах обслуживаемого помещения.Этой скорости потока будет достаточно, чтобы создать ощутимый «ветерок» по дому. Требуемый расход можно рассчитать, умножив общую площадь всего дома (включая незанятые помещения, такие как туалеты) на 3. Не забудьте включить площадь «верхних этажей» многоуровневых домов. Эта формула предполагает потолок высотой восемь футов и учитывает типичные незанятые площади.

Площадь дома Производительность, куб. Фут. / Мин.
1000 квадратных футов 3000 куб. Футов в минуту
2000 квадратных футов 6000 куб. Футов в минуту
3000 квадратных футов 9000 куб. Футов в минуту

Вентилятор меньшего размера может эффективно охлаждать массу дома, полагаясь на другие вентиляторы, такие как «лопастные вентиляторы», которые создают легкий ветерок, необходимый для охлаждения людей.Этот более низкий расход можно определить, умножив площадь в квадратных футах на 0,4.

2000 квадратных футов 800 куб. Футов в минуту
3000 квадратных футов 1,200 куб. Фут / мин

Для надлежащего охлаждения и эффективной работы любому вентилятору для комфортной вентиляции всего дома требуются соответствующие, беспрепятственные выпускные отверстия на чердаке через вентиляционные отверстия в потолке, решетки или жалюзи.

Чтобы рассчитать необходимое количество вытяжной площади на чердаке, разделите мощность вентилятора в кубических футах в минуту на 750.

Мощность вентилятора Требуемая площадь выхлопа
1000 куб. Фут / мин 1,33 квадратных футов
4,800 куб. Фут / мин 6.4 квадратных футов

ПРИМЕЧАНИЕ. Большие вентиляторы могут создать в доме значительное отрицательное давление.Перед включением вентилятора должно быть открыто хотя бы одно окно.

Электроприводы для чердаков — ПАВ

Чердачные вентиляторы с электроприводом должны обеспечивать не менее 10 воздухообменов в час. Умножение общей площади мансарды на 0,7 даст требуемую норму. Для особенно темных или крутых крыш мы рекомендуем чуть более высокий рейтинг.

Площадь чердака в квадратных футах Требуется куб. Фут / мин + 15% для темных / крутых крыш
1000 квадратных футов 700 куб. Футов в минуту 805 куб. Футов в минуту
2000 квадратных футов 1,400 куб. Футов в минуту 1,610 куб. Футов в минуту
3000 квадратных футов 2100 куб. Футов в минуту 2,415 куб. Футов в минуту

Вытяжной воздух должен быть заменен наружным воздухом, забираемым через вентиляционные отверстия под карнизом в потолке.Чтобы рассчитать общую минимальную площадь воздухозаборника потолочного вентиляционного отверстия в квадратных дюймах, разделите CFM PAV на 300 и умножьте результат на 144.

CFM PAV Вентиляционный люк в чистом квадрате, дюймы
805 куб. Футов в минуту 386 чистых квадратных дюймов
1,610 куб. Фут / мин 773 чистых квадратных дюйма
2415 куб. Фут / мин 1,160 квадратных дюймов нетто

Для правильной работы вентилятора требуется минимум один квадратный фут входной площади на каждые 300 кубических футов в минуту сертифицированной HVI мощности вентилятора.

  • В качестве воздухозаборников для вентиляции чердака используйте только вентиляционные отверстия на потолке.
  • Не используйте форточки, потому что на чердак может попасть дождь и снег.
Статическая вентиляция чердака

В любое время года на чердаке теплее, чем на улице. Это приводит к постоянному движению воздуха вверх из-за плавучести более теплого воздуха. Эта характеристика воздуха может быть использована для создания потока воздуха, вентилирующего чердак.Размещение вытяжных вентиляционных отверстий на крыше, фронтонах или на коньке крыши и обеспечение соответствующих воздухозаборных отверстий в потолках лучше всего подходит для этого. HVI рекомендует выбирать и размещать вентиляционные отверстия таким образом, чтобы 60 процентов свободной площади вентиляционной сетки приходилось на воздухозаборники, расположенные в области под карнизом, а 40 процентов свободной площади вентиляционной сетки приходилось на вытяжные вентиляционные отверстия на крыше, на коньке или на коньке. высоко в двускатной зоне.

Чтобы определить свободную площадь статической вентиляционной сетки (NFA), необходимую для вашего чердака, определите площадь чердака в квадратных футах.Разделите эту площадь на 150, чтобы определить площадь необходимой вентиляции чердака в квадратных футах. Поскольку производители статической вентиляции оценивают свою продукцию в квадратных дюймах NFA, необходимо будет умножить это значение на 144, чтобы определить требуемые квадратные дюймы.

Площадь чердака в квадратных футах Площадь вентиляции в квадратных футах Чистая свободная площадь в квадратных дюймах
1000 квадратных футов 6.67 квадратных футов 960 квадратных дюймов
2000 квадратных футов 13,3 квадратных футов 1920 квадратных дюймов
3000 квадратных футов 20,0 квадратных футов 2880 квадратных дюймов

Потребность в статической вентиляции может быть уменьшена, если у вас установлена ​​непрерывная пароизоляция потолка с рейтингом 0.1 завивка или меньше. Чтобы рассчитать необходимую вентиляцию с такой пароизоляцией, разделите квадратные метры чердака на 300 вместо 150.

Площадь чердака в квадратных футах Площадь вентиляции в квадратных футах Чистая свободная площадь в квадратных дюймах
1000 квадратных футов 3,33 квадратных футов 480 квадратных дюймов
2000 квадратных футов 6.67 квадратных футов 960 квадратных дюймов
3000 квадратных футов 10,0 квадратных футов 1,440 квадратных дюймов

Используйте эти числа для выбора, пропорции и размещения статических вентиляционных устройств.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *