Естественный приток воздуха в трубе. Методики расчетов параметров вентиляции

Естественный приток воздуха в трубе. Методики расчетов параметров вентиляции

Точный расчет вентиляции в частном доме выполняется на специализированном программном обеспечении, для работы с которым надо как минимум знать в каком порядке и какие данные использовать. По этому для того чтобы сделать один раз и по уму, начинать нужно с разработки индивидуального проекта вентиляции частного дома.

Но наряду с такими расчетами, существуют методики простейших вычислений, которые дадут возможность примерно оценить необходимые параметры.

По нормам потребления. Согласно СНиП, потребление воздуха одним человеком (Vнорм) примерно равняется 60 м³/час. Значит, чтобы рассчитать производительность вентиляции, используется формула V=Vнорм*N, где N – количество постоянно проживающих жильцов дома.

Но проблема этого подхода заключается в том, что жильцы могут находиться в разных помещениях или собираться в одном. По этой причине такой подход используют только при воздушном отоплении (воздушных климатических системах) с циркуляцией воздуха внутри дома и с подмесом свежего в указанных количествах.

По кратности обновления воздуха (расчет по площади). Нормативы СНиП требуют, как минимум, однократного почасового обновления воздуха. Если при этом для комфортного самочувствия людей в помещении однократной циркуляции воздуха недостаточно, используют формулу V=K*S*H, где K – кратность воздухообмена, S – общая площадь частного дома, H – высота потолков. Показатель кратности варьируется от 1 до 3.

Такой подход встречается наиболее часто, но связан со значительно большим объемом подаваемого в дом и удаляемого из него воздуха, чем при предыдущем случае.

Расчет естественной вентиляции жилого дома. Виды вентиляции частных домов

Естественная вентиляция частного дома

При устройстве естественной вентиляции перемещение воздушных масс происходит в результате действия либо сквозняков, либо разницы температур воздуха на улице и в помещении. То есть по одному из самых простейших законов физики – теплый воздух поднимается вверх и уходит в отводной вентиляционный канал, а на его место из приточной шахты к полу опускается холодный воздух.

При устройстве такого способа вы практически полностью уходите от материальных затрат.

Но есть и минусы – пыль, запахи с улицы, сквозняки и зависимость от температуры внешнего воздуха. Ведь чем холоднее на улице – тем холоднее в дом поступает воздух и тем больше надо затратить тепловой энергии для его нагрева. Читай – дополнительные затраты на отопление.

Приточная вентиляция в частном доме

Принцип работы такой установки заключается в заборе с улицы холодного воздуха, который затем пропускается через фильтры, нагревается и увлажняется, а затем распределяется по всем помещениям через специальные короба.

Чаще всего их монтируют прямо под черновым потолком, а затем закрывают натяжными, подвесными или иными конструкциями потолков.

Управление такой установкой вентиляции осуществляется либо при помощи пульта, либо и вовсе автоматически.

Принудительная вытяжная вентиляция в частных домах

Практически полностью копирует приточную систему, но как становится понятно из названия – вентилятор устанавливается не на забор свежего уличного воздуха, а на удаление уже нагретого воздуха из помещения через шахту.

Как и приточная, она может управляться либо пультом, либо работать автоматически.

При таком способе движение воздуха в помещениях ускоряется, чем обеспечивается постоянная свежесть в доме. Но возникает необходимость подбирать мощность двигателя вентилятора, чтобы он громкостью своей работы не доставлял вам дискомфорт.

Приточно-вытяжная вентиляционная система с рекуператором

Самая технологически продвинутая и экономичная система на сегодняшний день. Рекуператор забирает тепло из уже нагретого и отводимого воздуха и передает его свежему, только что забранному с улицы.

Расчет диаметра воздуховода вентиляции. Расчет размеров (диаметра, высоты) вентиляционных труб при проектировании системы вентиляции

Для обеспечения нормальных условий в помещениях различного назначения необходим непрерывный приток свежего воздуха. Одновременно нужно удалять отработанный воздух с различными вредными примесями и загрязнениями.

Эти процессы должны протекать параллельно и автоматически. Подобную задачу можно решить с помощью вентиляции.

Для того чтобы такая инженерная система функционировала эффективно, необходимо тщательно подойти к вопросу ее расчета и проектирования.

При разработке вентиляционной системы нужно уделить особое внимание следующим моментам:

• тип воздуховода;
• размеры сечений вентиляционных труб;
• длина канала системы;
• особенности монтажа.

Эффективность и надежность всей системы зависит от выбора типа вентиляционной трубы.

Существует ряд общих правил, которые стоит учитывать при выборе и расчете системы:

• минимальный диаметр трубы для вентиляции в частном доме должен составлять 15 см;
• поверхности воздуховода должны быть устойчивы к коррозии;
• вес конструкции влияет на сложность монтажных работ и обслуживание;
• размер сечения воздуховода влияет на пропускную способность;
• все элементы системы должны соответствовать требованиям пожарной безопасности.

Важным критерием выбора вентиляционной трубы является материал, из которого она изготавливается. Ниже рассмотрены самые популярные из них.

Пластиковые трубы

Пластиковые воздуховоды производятся из полипропилена, полиуретана и поливинилхлорида. Они отличаются большим разнообразием форм и размеров, наиболее популярными являются круглые и прямоугольные.

Данные типы труб получили широкое распространение благодаря целому ряду достоинств.

Преимущества круглых и прямоугольных пластиковых воздуховодов:

• относительно небольшой вес, благодаря чему монтаж системы может осуществляться одним человеком, кроме того, не создается избыточная нагрузка на подвесные кухонные конструкции;
• низкая уязвимость для воздействия влаги и химических веществ;
• хорошая герметичность;
• простота в обслуживании;
• широкий диапазон рабочих температур;
• низкий уровень шума при работе;
• большой срок службы;
• эстетичный вид;
• экологичность;
• устойчивость к появлению коррозии.

К недостаткам пластиковых труб можно отнести необходимость использовать дополнительные соединительные элементы при монтаже, а также то, что сам процесс установки достаточно сложный и требует специальной подготовки.

Гофрированные трубы

Самым дешевым вариантом для вентиляционной системы является гофрированная труба. Она состоит из металлических колец, обернутых ламинированной фольгой.

В изначальном состоянии кольца плотно прилегают друг к другу, но в процессе монтажа расстояние между ними способно увеличиваться за счет растягивания оболочки, а сама труба может вытягиваться и изгибаться под нужным углом.

Этими свойствами объясняется универсальность труб при монтаже: они легко устанавливаются в самых труднодоступных местах, а весь процесс не вызывает особой сложности.

Важно помнить! При неполном растяжении гофрированной трубы, а также сильном изгибе появляется дополнительное сопротивление потоку воздуха, что вызывает характерный шум.

Основные преимущества гофрированных воздуховодов:

• срок службы — до 50 лет;
• допустимое нагревание поверхностей — до 250 °С;
• устойчивость к воздействию влаги и коррозии;
• относительно легкий монтаж.

Металлические воздуховоды

Материалом для изготовления металлических вентиляционных труб служит оцинкованная или нержавеющая сталь. Они устойчивы к появлению ржавчины и имеют небольшой вес.

Такой тип воздуховода стоит выбирать для установки в помещениях с повышенным содержанием влаги и большими колебаниями температур. 

Для монтажа металлических вентиляционных труб достаточно минимальных знаний и навыков.

Тканевые воздуховоды

Воздуховод такого типа представляет собой вентиляционный канал, сделанный из ткани, закрепленный с помощью специальных колец на потолке. За счет давления воздуха, проходящего внутри, конструкции придается форма трубы.

Материалом для изготовления служат полиамид, полиэстер или полиэфир. Тканевые воздуховоды встречаются достаточно редко и изготавливаются на заказ. Для проектировки потребуется опытный специалист.

Основные преимущества:

• быстрый монтаж;
• небольшой вес;
• отсутствие конденсата;
• низкий уровень шума;
• устойчивость к коррозии;
• удобство в обслуживании.

Помимо материала, при подборе и расчете воздуховода необходимо учитывать форму сечения. Большей популярностью пользуются круглые трубы, они оказывают меньшее сопротивление потоку проходящего воздуха.

Прямоугольные трубы не нарушают эстетичный вид помещения, их можно монтировать вплотную к стене.

Гофрированные и тканевые воздуховоды бывают только круглыми в сечении, пластиковые и металлические могут быть и круглой, и прямоугольной формы.

Размеры сечения рассчитываются по специальной формуле для каждого конкретного помещения. На практике часто встречаются диаметры 100-120 мм для круглых труб и размеры 55×110, 60×122 – для прямоугольных.

Диаграмма для определения диаметра вентиляционной трубы. Расчет потери давления в воздуховодах в системе вентиляции

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 - длина воздуховода в метрах, z - потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).

1. Потери на трение:

В круглом воздуховоде потери давления на трение P тр 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 - скорость течения воздуха в м/с, y - плотность воздуха в кг/куб.м., 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:

• Начертить схему воздухораспределительной системы. Для каждого участка воздуховода указать длину и количество воздуха, проходящего за 1 час.
• Расчет начинаем с самых дальних от вентилятора и самых нагруженных участков.
• Зная оптимальную скорость воздуха для данного помещения и объем воздуха, проходящего через воздуховод за 1 час, определим подходящий диаметр (или сечение) воздуховода.
• Вычисляем потери давления на трение P тр.
• По табличным данным определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
• 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

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:

• В зависимости от назначения помещения по таблице допустимых скоростей воздуха выбирают скорость на магистральном участке воздуховода.
• По определенной в п.1 скорости и на основании проектного расхода воздуха находят начальную потерю напора (на1 мдлины воздуховода). Для этого служит нижеприведенная диаграмма.
• Определяют самую нагруженную ветвь, и ее длину принимают за эквивалентную длину воздухораспределительной системы. Чаще всего это расстояние до самого дальнего диффузора.
• Умножают эквивалентную длину системы на потерю напора из п.2. К полученному значению прибавляют потерю напора на диффузорах.

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.

Расчет естественной вентиляции калькулятор. Калькулятор вентиляционных воздуховодов онлайн калькулятор

Кратность воздухообмена

Этот критерий чаще всего используется для упрощенного расчета системы вентиляции. Под термином «кратность воздухообмена» (в английской терминологии air exchange rate) понимают обмен воздушных масс, выражающихся количеством за час. Причем в зависимости от способа эксплуатации помещения учитывается либо число обменов для помещения в целом, либо кратность с учетом площади (объема).

Ниже приведена таблица с нормативными данными для помещений частного дома или общественного здания. При этом подразумевается, что приток воздуха идет естественным путем, а кратность считается для вытяжной вентиляции. Расчетная температура в холодный период указывается для того, чтобы при вычислениях компенсировать излишнюю сухость воздуха за счет действия отопительных приборов.

Таблица 1. Кратность воздухообмена по площади или назначению помещений.

При использовании таблицы важно обратить внимание: кратность указывается в расчете на площадь помещения, а в нашем онлайн-калькуляторе расчет ведется для объема.

При этом пользователь теряется – какое значение кратности применить в калькуляторе вентиляции, если максимальное значение не соответствует норме для жилых помещений? Здесь придется делать поправку на пересчет кратности для объема или воспользоваться ориентировочными цифрами (СНиП 2.08.01-89) из таблицы ниже.

Таблица 2. Кратность воздухообмена для помещений общего или специального назначения.

Применяя показатель, соответствующий жилым комнатам или спальням, равный единице, получаем требуемую производительность вентиляционной системы (м.куб./час).

Основой расчета вентиляции онлайн является формула

L = V х Kp

здесь V — объем комнаты (произведение площади на высоту), м.куб.;

Kp — кратность воздухообмена согласно санитарно-гигиеническим нормам, 1/ч.

Для жилой комнаты с площадью 20 м.кв. и высотой 2,5 м требуемая мощность вентиляции составит

L = (20 х 2,5) х 1 =50 м.куб.

При использовании данных первой таблицы расчет ведется без учета высоты помещения, то есть

L = S х Kp

здесь S — площадь помещения, м.кв.;

Kp — кратность воздухообмена согласно нормам, 1/ч.

Для тех же размеров комнаты (20 м.кв.) необходимый объем воздуха в час

L = 20 х 3 = 60 м.куб.

Данный метод вычислений дает более высокие требования к системе вентиляции, поэтому предпочтительным считается предыдущий вариант вычислений. При указании в таблице объема воздуха на помещение именно эти цифры используют для дальнейшего подбора компонентов вентиляционной системы.

Ценообразование

Компания «ВентСистемс» проводит гибкую ценовую политику, направленную на сохранение минимальной отпускной стоимости продукции для покупателей. Этому способствует несколько факторов. Во-первых, предприятие реализует товары собственного производства – все товары изготавливаются в собственных цехах. Следовательно, отсутствуют какие-либо посредники и дополнительные денежные накрутки.

Во-вторых, все работы ведутся на современном высокопроизводительном оборудовании, которые может выпускать большие объемы в течение сжатого периода. Такие технологии делают производственный процесс быстрым и экономичным, поскольку даже для выполнения самых крупных заказов требуется не так много времени.

Важным фактором для ценообразования являются поставки сырья. Материалом для воздуховодов и фасонных изделий служит качественная листовая сталь. Она закупается и доставляется на завод «ВентСистемс» регулярно и большими объемами от ведущих поставщиков страны. Долгосрочные договоры с изготовителями листовой стали, длительное сотрудничество и оптимальные условия поставок позволяются существенно снизить издержки, что благоприятно отражается на себестоимости продукции.

Руководство компании построило и оптимизировало процесс производства и реализации товаров таким образом, чтобы исключить причины и источники, которые могли бы излишне удорожить продукцию. Все функции и задачи решаются с помощью собственных ресурсов без привлечения дополнительных сторон. Это дает возможность уверенно соблюдать баланс между качеством предлагаемых вентиляционных изделий и их доступной стоимостью.

Исследования показывают, что на рынке много предложений на аналогичную продукцию с ценами существенно выше представленных у нас. Обратная проблема – дешевые воздуховоды заведомо сомнительного качества. Компания «ВентСистемс» далека от обеих крайностей и предлагает надежные товары, отвечающие всем стандартам, по умеренным расценкам.

Расчет вентиляции помещения в зависимости от числа людей

Второй сравнительно простой способ вычисления производительности вентиляционной системы – по числу находящихся в помещении людей. При этом в калькулятор вентиляции достаточно внести число пользователей и указать степень их активности.

Вычисления ведутся по формуле

L = N х Lнорм

Где L — необходимая производительность вентилирующей системы, м3/ч;

N — число людей;

Lнорм — расход воздушной смеси на человека, согласно нормативам (объем).

Приток и отток воздуха. Физическая основа вентиляции

Приточно-вытяжная вентиляционная система являет собой многофункциональный комплекс сверхбыстрой обработки газовоздушной смеси. Хоть это и система принудительной транспортировки газа, но в её основе лежат вполне объяснимые физические процессы.

Для создания эффекта от естественной конвекции воздушных потоков, источники тепла размещают максимально низко, а приточные элементы в потолке или под ним

Само слово «вентиляция» тесно связано с понятием конвекции. Она является одним из ключевых элементов при перемещении воздушных масс. Конвекция — явление циркуляции тепловой энергией между холодными и теплыми потоками газа. Существует естественная и принудительная конвекция.

Немного школьной физики для понимания сути происходящего. Температура в комнате определяется температурой воздуха. Переносчиками тепловой энергии являются молекулы. Воздух — многомолекулярная газовая смесь, которая состоит из азота (78%), кислорода (21%) и остальных примесей (1%). Находясь в замкнутом пространстве (помещении), имеем неоднородность температуры относительно высоты. Это связано с неоднородность концентрации молекул.

p=nkT, nверх*Tверх=nниз*Tниз, nверх/nниз=Tниз/Tверх

Чем ниже температура, тем больше концентрация молекул, а значит и больше общая масса газа. Поэтому говорят, что тёплый воздух «легче», а холодный — «тяжелее».

Правильная вентиляция в совокупности с эффектом конвекции способны поддерживать в помещении установленный температурный режим и влажность в периоды автоматического отключения основного обогрева ( )

В связи с вышеизложенным становится ясно почему подача (приток) воздуха обычно оборудуется снизу помещения, а отвод (вытяжка) — сверху. Это есть аксиома! Которую требуется учитывать во время проектирования системы вентиляции.