Расчет вентиляционных систем
Выбор оборудования для обустройства вентиляционной системы зависит от нескольких параметров: объем воздуха (производительность системы); мощность нагревателя воздуха; требуемое воздушное давление; скорость движения воздушного потока и площадь поперечного сечения воздухопроводов; показатели шума.
Производительность вентиляции по воздуху
Определение необходимой производительности по воздуху (кубометры в час), является первоначальным этапом при обустройстве системы вентиляции. В расчет должны приниматься площадь помещений и их количество. Также необходимо вычислить кратность воздухообмена, т.е. сколько раз полностью сменится объем воздуха в помещении на протяжении одного часа. Регулируется кратность воздухообмена нормами СНиП (в настоящее время применяются «ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ» СНиП 41-01-2003 ), с учетом целевого назначения помещения, количества людей внутри него, мощности калорифера и т.п.
При расчете производительности по воздуху учитываются два параметра воздухообмена: по количеству люде и по кратности. Определяющим будет наибольший из полученных результатов.
Воздухообмен по кратности рассчитывается по следующей формуле:
L = n * S * H, где
L — необходимая производительность вентиляционной системы, м3/ч;
n —кратность воздухообмена, определяемая СНиП (в жилье n = 1, в офисах n = 2,5);
S — площадь комнаты, м2;
H — высота комнаты, м;
Воздухообмен по количеству людей:
L = N * Lнорм, где
L — необходимая производительность вентиляционной системы, м3/ч;
N — количество человек;
Lнорм — норматив расходования воздуха на одного человека: в покое (20 м3/ч); офисная работа (40 м3/ч); физическая работа (60 м3/ч).
Исходя из полученных результатов, подбирается вентилятор или приточная установка, имеющая требуемую производительность. Кроме того, необходимо учитывать аэродинамическое сопротивление сети воздухопроводов, снижающее производительность вентилятора.
Стандартные уровни производительности вентиляционных систем:
Для жилых квартир (от 100 до 500 м3/ч);
Для коттеджей и загородных домов (от 1000 до 2000 м3/ч);
Для офисных помещений (от 1000 до 10000 м3/ч).
Мощность нагревателя воздуха
Калорифер (нагреватель воздуха) применяется в приточных вентиляционных системах с целью увеличения температуры поступающего воздуха в зимний период времени. Требуемая мощность калорифера должна соотноситься с производительностью вентиляционной системы, необходимой температурой воздуха в помещении и температурой окружающей среды. Последние значения регулируются нормами СНиП и очень существенно различаются в различных регионах нашей большей страны (так, например, в Тюмени для расчетов принимается минимальная температура зимнего наружного воздуха -38оС, в европейской части России только -26°С. Ее расчет производится на основании средней температуры воздуха, на протяжении пяти самых холодных дней самого холодного месяца).
В помещении температура воздуха не должна быть менее +18°С. Опираясь на эти значения, можно рассчитать, что при работе калорифера на максимальной мощности, температура воздуха на его выходе должна составлять, например, +44°С.
В обязательном порядке система вентиляции должна иметь устройства регулирования производительности, позволяющие путем уменьшения оборотов электровентилятора увеличить температуру воздуха на выходе калорифера.
Расчет мощности калорифера производится с учетом следующих параметров: тип электропитания: однофазное (220 В) или трехфазное (380 В). Если мощность калорифера превышает 5 кВт, то он должен подключаться к 3-х фазному питанию. 3-х фазному питанию отдается предпочтение в любом случае, так как при таком подключении рабочий ток значительно меньше.
Максимально допустимый ток потребления, рассчитываемый по следующей формуле:
I = P / U, где
I — максимальный потребляемый ток, А;
Р — мощность нагревателя воздуха, Вт;
U — напряжение сети электропитания, составляющее 220 В в случае однофазного питания и 60В (3×220В) для трехфазного питания.
Если электрическая сеть не допускает подключения требуемой нагрузки, необходимо устанавливать менее мощный калорифер.
Температура воздуха на выходе из калорифера рассчитывается следующим образом:
ΔT = 2,98 * P / L, где
ΔT — разность между температурами воздуха на входе и выходе приточной вентиляционной системы, °С;
Р — мощность нагревателя воздуха, Вт;
L — производительность вентиляционной системы, м3/ч.
В квартирах применяются калориферы с мощностью от 1 до 5 кВт, в офисных помещениях - от 5 до 50 кВт. Если нет возможности применить электрический калорифер требуемой мощности, то следует установить водяной калорифер, работающий за счет тепла от воды системы центрального отопления.
Рабочее давление воздуха, скорость потока в воздушной системе и предельный уровень шума.
Заключительным этапом будет создание проекта системы воздухораспределения. В ее состав входят воздуховоды, переходники, повороты, тройники, а также распределители воздуха в виде решеток и диффузоров.
Первоначально составляется схема воздуховодов. На ее основе схемы производится расчет системы параметров, включающей в себя рабочее давление вентилятора, скорость воздушного потока и уровень создаваемого при работе вентиляционной системы шума.
Необходимое рабочее давление вычисляется исходя из технических параметров вентилятора и учитывая диаметр и вид воздушных магистралей, количества поворотов и переходов от одного диаметра воздуховода к другому, конструкции воздушных распределителей. Чем больше длина и сложность воздухопровода, тем большее должно создаваться вентилятором воздушное давление. Диаметр воздуховодов влияет на скорость движения воздуха. Среднее значение - от 2,5 до 4 м/с. При увеличении скорости увеличиваются потери давления и создаваемый шум. Поэтому при создании проекта системы вентиляции необходим компромисс между шумом, производительностью и диаметром воздухопровода. В бытовых приточных вентиляционных системах чаще всего применяются жесткие воздуховоды сечением 100-150*200 мм или гибкие воздуховоды диметром 127—250 мм, также воздушные распределители размером 150-200*200-300 мм.
Создание рациональной системы вентиляции в местах Вашего обитания, трудовой деятельности и отдыха чрезвычайно положительно скажется на Вашем самочувствии, иммунитете и общем состоянии.
