Расчет приточно-вытяжной вентиляции помещений

Как сделать вентиляцию

Естественная вентиляционная система может быть спроектирована и построена бесканальным или канальным способом. При этом расчет естественной вентиляции возможен, только при наличии вентиляционных каналов, поскольку при бесканальной вентиляции воздух не поддается учету.

Расчет производится по вышеприведенным формулам. Если простое проветривание не помогает воздухообмену, выполняется установка механической вентиляции. При этом, если площадь помещения большая, требуется установить два вентилятора.

Правильно устроенной считается вентиляция, расчет которой совпал по показаниям притока свежего воздуха и его вывода.

Вычисление диаметров каналов и сечений воздуховодов

Определение общего диаметра воздушных каналов, их внешних сечений и размеров единичных деталей, узлов дымохода надо начинать с выбора геометрии конструкции.

Наиболее распространены следующие конфигурации:

круг;
квадрат;
прямоугольник;
овал.

Чем больше величины шахты, тем меньше скорость перемещения воздуха в ней. Одновременно сокращается и шум, который этот воздух производит. Такие соображения надо обязательно учитывать, когда определяются необходимые оптимальные параметры. На практике большинство людей использует современное программное обеспечение, поскольку без него определить требуемые значения может только узкий круг опытных проектировщиков. Опасаться применения удаленных калькуляторов не стоит — они составлены с учетом рекомендаций, над которыми специальные проектные организации работают годами.

Но в первом приближении оценить необходимые значения можно и самостоятельно. При этом реальный диаметр воздуховода и его наружное сечение будут получаться путем округления вычисленной цифры до ближайшего существующего типоразмера. Максимально точный ответ можно получить только при обращении в специализированное бюро.

Если же труба будет круглая, то расчет происходит так:

определяется величина поперечника, выражаемая в квадратных метрах;
исходя из нее, через формулу для определения площади круга устанавливают диаметр канала;
для расположенных внутри стен кирпичных шахт и для других ситуаций одинаково подбирают самое близкое из возможных значений.

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции сводится к расчёту приточной и вытяжной систем вентиляции по отдельности. Далее, функцию двух систем может выполнять один агрегат — приточно-вытяжная установка.

Приточно-вытяжные установки обычно применяют для общеобменных систем вентиляции. Учитывая преобладание притока над вытяжкой, о котором говорилось выше, в таких установках расход приточного воздуха больше, чем вытяжного. Кроме того, аэродинамическое сопротивление приточной системы всегда выше, чем вытяжной ввиду наличия секций фильтрации, нагрева, а иногда и охлаждения. Поэтому вытяжные вентиляторы, как правило, предусматриваются меньшей мощности, нежели приточные.

Наконец, выполняя расчёт приточно-вытяжной вентиляции, можно сэкономить, предусмотрев рекуператор тепла. Это устройство, которое передаёт тепло от вытяжного воздуха приточному. В зимнее время рекуператор способен достаточно сильно прогреть приточный воздух за счёт вытяжного и, как следствие, существенно снизить мощность нагревателя.

Например, в приточной системе вентиляции требуется нагреть 1000 м3/ч воздуха с ‑26°С до +20°С. Мощность нагревателя составит 0,335·1000·(20-(-26)) = 15,3 кВт.

Предположим, в рекуператоре удалось нагреть приточный воздух до температуры +7°С. Тогда нагревателю останется лишь догреть его до искомых +20°С. Мощность такого нагревателя составит 0,335·1000·(20-7)=4,3 кВт. Таким образом, применение рекуператора позволило понизить энергозатраты системы на 11 кВт или на 72%.

Расчёт естественной вентиляции

Суть естественной вентиляции — обеспечение естественного воздухообмена в помещении. Приточная естественная вентиляция обычно представляет собой открытые окна. Естественная вытяжная вентиляция — это шахта, которая поднимается на определенную высоту. Чем выше — тем сильнее тяга, и тем интенсивнее будет работать естественная вентиляция в целом.

Естественная вентиляция. 1 — вытяжная решетка, 2 — открытое окно, 3 — вытяжная шахта.

Расчёт естественной вентиляции позволяет определить сечение вытяжной шахты и, при необходимости, высоту подъёма этой шахты. В ходе расчёта определяется располагаемое гравитационное давление (тяга), подбирается сечение, рассчитываются аэродинамические потери и проверяется условие, чтобы потери не превышали тягу.

Располагаемое гравитационное давление определяется по формуле:

ΔРГ=g·h·(ρН-ρВ),

где g — ускорение свободного падения (g=9,81 м/с2); h — высота шахты (м); ρН — плотность наружного воздуха (принимается для +5°С равной 1,27 кг/м3); ρВ — плотность внутреннего воздуха (принимается для +18°С равной 1,21 кг/м3).

Площадь сечения шахты рассчитывается исходя требуемого расхода и скорости воздуха. Скорость воздуха задаётся самостоятельно, рекомендуется принимать не более 1,5 м/с, желательно — 1 м/с.

S = L / (3600·v),

где L — расход воздуха (м3/ч), v — скорость воздуха (м/с).

По полученной площади сечения шахты определяется длина А и ширина В сечения (так, чтобы A·B ≈S) для прямоугольных шахт или диаметр круглых шахт (D=корень(4·S/p)).

Далее определяется аэродинамическое сопротивление шахты ΔРШ, включая сопротивление вытяжной решетки в помещении и дефлектора на улице. Оно должно быть как минимум на 10% меньше располагаемого гравитационного давления ΔРГ:

ΔРГ ≥ 1,1·ΔРШ.

Если это условие не выполняется, следует принять меньшую скорость движения воздуха в шахте (это позволит снизить ΔРШ) или увеличить высоту шахты (это позволит увеличить ΔРГ).

Примеры вычислений

Вытяжной

Чтобы рассчитать параметры вытяжных вентиляционных систем, требуется сначала обратить внимание на СНиП. В соответствии с этим документом, если активность одного человека мала, потребность в воздухе составит 20 м3 за час. При средней активности этот показатель вырастает до 40, а при высокой – даже до 60 куб

м. Что касается кратности обмена, в спальных помещениях она составляет единицу. Для санитарных узлов вводится коэффициент 3, то же значение принимается для кухни

При средней активности этот показатель вырастает до 40, а при высокой – даже до 60 куб. м. Что касается кратности обмена, в спальных помещениях она составляет единицу. Для санитарных узлов вводится коэффициент 3, то же значение принимается для кухни.

Пусть требуется рассчитать потребность в вытяжке воздуха для комнаты площадью 20 кв. м., при этом в доме обитают двое жильцов. Если принять стандартную высоту комнаты, то по общей формуле получают объем 50 м3. При средней кратности 2 получается результат 100 куб. м. за час. Если же исходить из среднего уровня активности, можно предположить, что потребность составит 80 м3. Но, как и принято в обычной ситуации, применяют наивысший показатель, последовательно вычисляя параметры для всех комнат и затем суммируя их.

Учитывая особенности реального российского климата, даже в самых теплых регионах нельзя обойтись без прогрева воздуха. Строительные нормы предусматривают, что температура в помещениях, где даже периодически бывают люди, не должна быть ниже 18 градусов. Потому необходимая мощность нагревательных приборов определяется с отсчетом от наиболее низкой температуры уличного воздуха, который приходится подогревать. Пусть расходуется 180 м3 воздуха за 60 минут, а нагреватель имеет мощность 2000 Вт.

Разделив этот показатель на часовой поток и на незыблемый коэффициент 2,98, получают 33 градуса. А значит, предельно допустимый для такой конфигурации мороз составляет -15 градусов. Если температура опустится ниже, вентиляция не справится со своей задачей. Для расчета вентиляции по тепловыделениям и по теплоизбыткам используется ряд особых показателей.

В формулу L=3,6*Q/ (c*р* (tyx-tnp) после знака равенства последовательно подставляются:

излишек тепла (в ваттах);
тепловая емкость воздуха (по умолчанию принимается равной 1,005 кДж/ (кг*°С);
удельная масса воздуха 1,2 кг на 1 куб. м;
температура воздуха, который требуется отводить из помещений, расположенных за рамками основной зоны;
температура первоначально поступающего извне воздуха.

Подсчитывая давление и связанную с ним скорость перемещения масс воздуха, надо принять во внимание, какова площадь сечения каналов. Дополнительно анализируют:. Дополнительно анализируют:

Дополнительно анализируют:

геометрию каналов;
суммарную силу вентиляторов;
число переходов

Приточной

Аэродинамический расчет приточной вентиляции производится путем умножения объема вентилируемого пространства на кратность обмена воздушной массы.

Пусть данные таковы:

квартира 48 кв. м;
высота потолков 2 м;
нужно 2 раза за час обеспечить полную смену всего содержащегося воздуха.

Тогда требуется поддержать подачу 192 куб. м. воздуха за каждые 60 минут. Укрупненные расчеты проводятся не только для единицы объема, но и для каждого жильца, а также для источников выделений. Как обычно, кратность определяется сообразно специфике помещения. В проветриваемых пространствах на 1 жильца должно приходиться 30 куб. м. Если проветривание не производится, этот показатель составит 60 куб. м.

По кратности

Кратность рассчитывается так: делят общее количество воздуха на объем. Если количество доставляемого воздуха составляет 200 куб. м. за час, а объем квартиры — 100 м3, то кратность, очевидно, составит 2. За счет естественной аэрации можно обеспечить не более 4 смен воздуха за 1 час. Потребность высчитывают очень просто. Требуется только разделить количество поступающего загрязняющего агента на разность ПДК и содержания этого же вещества во внешней атмосфере.

По санитарно-гигиеническим нормам

Пусть в рабочем кабинете живет условно 1 человек постоянно и 1 человек временно. Тогда суммарный часовой объем притока воздуха составит 60+20, то есть 80 куб. м. Так как для гостиной число временных жителей принимается равным 2, то необходимо обеспечить циркуляцию уже 160 м3. Если часть помещений сбалансирована по величине воздушного притока, а другие — нет, то требуется компенсировать недостаток притока за счет подачи в смежные с проблемными комнаты. Более точную информацию могут предоставить профессионалы, составляющие уравнения воздушных балансов и решающие их.

Нужно ли ориентироваться на СНиП?

Во всех расчетах, которые мы проводили, использовались рекомендации СНиП и МГСН. Эта нормативная документация позволяет определить минимально допустимую производительность вентиляции, обеспечивающую комфортное пребывание людей в помещении. Другими словами требования СНиП направлены в первую очередь на минимизацию стоимости системы вентиляции и затрат на ее эксплуатацию, что актуально при проектировании вентсистем для административных и общественных зданий.

В квартирах и коттеджах ситуация иная, ведь вы проектируете вентиляцию для себя, а не для усредненного жителя и вас никто не заставляет придерживаться рекомендаций СНиП. По этой причине производительность системы может быть как выше расчетного значения (для большего комфорта), так и ниже (для уменьшения энергопотребления и стоимости системы). К тому же субъективное ощущение комфорта у всех разное: кому-то достаточно 30–40 м³/ч на человека, а для кого-то будет мало и 60 м³/ч.

Однако если вы не знаете, какой воздухообмен вам нужен для комфортного самочувствия, лучше придерживаться рекомендаций СНиП. Поскольку современные приточные установки позволяют регулировать производительность с пульта управления, вы сможете найти компромисс между комфортом и экономией уже в процессе эксплуатации системы вентиляции.

Материал взят с сайта: https://www.rfclimat.ru/htm/vent_ft.htm

По первому требованию будет удален в течении 24х часов.

Типы и виды воздуховодов

Перед расчетом сетей нужно определить из чего они будут изготовлены. Сейчас применяются изделия из стали, пластика, ткани, алюминиевой фольги и др. Часто воздуховоды изготовляют из оцинкованной или нержавеющей стали, это можно организовать даже в небольшом цеху. Такие изделия удобно монтировать и расчет такой вентиляции не вызывает проблем.

Кроме этого, воздуховоды могут различаться по внешнему виду. Они могут быть квадратного, прямоугольного, овального сечения. Каждый тип обладает своими достоинствами. Прямоугольные позволяют сделать системы вентиляции небольшой высоты или ширины, с сохранением нужной площади сечения. В круглых системах меньше материала, овальные совмещают плюсы и минусы других видов.

Для примера расчета вентиляции выберем круглые трубы из жести. Это изделия, которые используют для вентиляции жилья, офисных и торговых площадей. Расчет будем проводить одним из методов, который позволяет точно подобрать сеть воздуховодов и найти ее характеристики.

Приточно-вытяжная вентиляция

Проектирование приточно-вытяжной системы включает в себя массу аспектов. Все начинается с составления технического задания, в котором определяется ориентация объекта по сторонам света, назначение, планировка, материалы конструкций здания, особенности используемых технологий и режим работы.

Объемы вычислений – большие:

климатические показатели;
кратность воздухообмена;
распределение воздушных масс внутри здания;
определение воздуховодов, в том числе их форм, месторасположения, мощностей и других параметров.

Затем составляется генеральная схема, и вычисления продолжаются. На этом этапе учитывается номинальное давление в системе и его потерю, уровень шумов на производстве, длина системы воздуховодов, количество изгибов и иные аспекты.

Расчет вытяжной вентиляции пример

Перед началом расчёта вытяжной вентиляции необходимо изучить СН и П (Система Норм и Правил) устройства вентиляционных систем. По СН и П количество воздуха необходимого для одного человека зависит от его активности.

Маленькая активность – 20 куб.м./час. Средняя – 40 кб.м./ч. Высокая – 60 кб.м./ч. Далее учитываем количество человек и объём помещения.

Кроме этого необходимо знать кратность – полный обмен воздуха в течение часа. Для спальни она равна единице, для бытовых комнат – 2, для кухонь, санузлов и подсобных помещений – 3.

Для примера – расчёт вытяжной вентиляции комнаты 20 кв.м.

Допустим, в доме живут два человека, тогда:

В таком же порядке рассчитываем производительность вытяжной вентиляции всего дома.

Приточная вентиляция

Расчет приточной вентиляции производственных помещений целесообразно выполнять по укрупненным показателям, которые выражают расход поступающего воздуха на единицу объема комнаты, на 1 человека или 1 источник загрязнений. В нормативах установлены свои нормы для различных производств.

Формула такова: L=Vk где L – объем приточных масс в м3/час, V – объем помещения в м3, k – кратность обмена воздуха. Для помещения, площадью в 100 м3 и высотой в 3 метра для 3-кратной смены воздуха потребуется: 100*3*3+=900 м3/час.

Расчет вытяжной вентиляции производственных помещений осуществляется после определения нужных объемов приточных масс. Их параметры должны быть аналогичны, так для объекта, площадью в 100 м3 при высоте потолков в 3 метра и трехкратном обмене вытяжная система должна откачивать те же 900 м3/час.

Мнение эксперта

Важно!

Оптимальным вариантам для предприятий является приточно-вытяжная вентиляционная структура, поскольку она прекрасно справляется с задачами, обеспечивая свежие потоки и хороший микроклимат для сотрудников.

Расчет приточно-вытяжной вентиляции производственного помещения

Для того, чтобы сделать проект приточно-вытяжной вентиляции, первым делом определяется источник вредных веществ. Затем высчитывается сколько чистого воздуха необходимо для нормальной работы людей и сколько загрязненного воздуха необходимо вывести из помещения.

Каждое вещество имеет свою концентрацию, и нормы содержания их в воздухе тоже различны. Поэтому расчеты делаются для каждого вещества в отдельности, а результаты потом суммируются. Для создания правильного воздушного баланса необходимо учитывать количество вредных веществ и локальных отсосов, чтобы сделать расчет и определить, сколько необходимо чистого воздуха.

Различают четыре схемы воздухообмена приточно-вытяжной вентиляции на производстве: сверху-вниз, сверху-вверх, снизу-вверх, снизу-вниз.

Расчет производится по формуле:

Кр=G/V,

где Кр — кратность воздухообмена,
G — единица времени (час),
V -объем помещения.

Правильный расчет необходим, чтобы потоки воздуха не попадали в смежные помещения и не удалялись оттуда. Также устройство, подающее свежий воздух, должно располагаться со стороны оборудования, чтобы вредные вещества или пары не попадали на людей. Все эти моменты должны быть учтены.

Если при производственном процессе выделяются вредные вещества тяжелее воздуха, то необходимо использовать комбинированные схемы воздухообмена, при которых 60% вредных веществ будет удаляться из нижней зоны, а 40% — из верхней.

Выводящей излишки тепла и вредные испарения

Это наиболее сложный расчет, потому что надо брать в расчет несколько факторов, и вредные вещества могут быть распределены на большой площади. Рассчитывается количество вредных веществ по следующей формуле:

L=Мв/(упом-уп),

где L — необходимое количество свежего воздуха,
Мв — масса выделяемого вредного вещества (мг/ч),
упом — удельная концентрация вещества (мг/м3),
уп — концентрация этого вещества в воздухе, поступающем через систему вентиляции.

При выделении нескольких видов разных веществ, расчет делается для каждого отдельно, а потом суммируется.

Системы, нормализующей уровень влажности

Для этого расчета сначала необходимо определить все источники образования влаги. Влага может образоваться:

при кипении жидкости,
при испарении из открытых емкостей,
утечки влаги из аппаратов.

Суммируя выделение влаги из всех источников, составляется расчет для системы воздухообмена, нормализующего уровень влажности. Это делается для создания нормальных условий труда и соблюдения санитарно-гигиенических норм.

Формула для воздухообмена:

L=G/(Dyx-Dnp)

Где Dух=MухJух,
а Dпр=MпрJпр.
Jух и Jпр — относительные влажности уходящего и приточного воздуха,
Mух и Mпр — массы водяных паров, находящихся в уходящем и приточном воздухе при полном его насыщении и соответствующей температуре.

Вентиляции при высокой концентрации людей

Данный расчет наиболее прост, так как здесь отсутствуют расчеты при выделении вредных веществ, и берутся в расчет только выделения от жизнедеятельности людей. Присутствие чистого воздуха обеспечит высокую производительность труда, соблюдение санитарных норм, чистоту технологического процесса.

Для вычисления необходимого объема чистого воздуха, используют следующую формулу:

L=Nm,

где L необходимое количество воздуха (м3/ч),
N количество работающих людей в данном помещении, m – воздух, необходимый для дыхания одного человека в час.

По санитарным нормам, расход чистого воздуха на одного человека составляет 30 м3 в час, если помещение проветривается, если же нет, то эта норма удваивается.

Естественная вентиляция на производстве

Естественная система функционирует за счет физических свойств колебания давления и температуры воздуха в помещении и за его пределами.

Различается в свою очередь:

Организованная
Неорганизованная

Неорганизованной считается, когда воздух попадает в помещение через негерметичные зазоры в конструкции здания,

если нет оборудованных приспособлений для вентилирования.

Организованная система вентиляции промышленных помещений выполняется посредством вытяжных шахт, каналов, форточек и др.,

с помощью которых можно контролировать количество и силу поступаемого воздушного потока. Над шахтами систем вентилирования часто устанавливают зонт или специальное устройство – дефлектор, для увеличения тяги.

Сравнение радиальных и осевых вентиляторов

В основу работы осевого и радиального вентиляторов положены различные принципы действия. В осевом вентиляторе, поток рабочей среды движется от входного к выходному патрубку вдоль оси вала, а в радиальном поток от входного патрубка движется вдоль оси вала и затем, изменяя направление, движется к выходному патрубку перпендикулярно оси.

Радиальные вентиляторы наиболее широко применимы в промышленных процессах ввиду большого количества модификаций и областей применения. Они способны работать в обширном диапазоне производительностей и создаваемых давлений. Однако конструкция радиального вентилятора более громоздка и требует большой площади для установки.

Осевые вентиляторы отличаются простотой конструкции, малыми габаритными размерами, а также экономичностью и способностью обеспечить перемещение больших объемов рабочей среды на небольшие расстояния. Довольно часто привод осевых вентиляторов располагается внутри корпуса, что накладывает ограничения на рабочую среду по содержанию пыли и допустимой температуре. Скорость вращения рабочего колеса осевых вентиляторов выше, чем у радиальных вентиляторов. Эта особенность делает их более шумными.

Источник

Как определить производительность системы?

Правильное обустройство вентиляции

Расчет приточно-вытяжной вентиляции должен производиться таким образом, чтобы правильно узнать его производительность. Она определяется в кубических метрах за час. Для проведения расчета расхода воздуха рекомендуется правильно владеть определенной информацией. Прежде всего, определяется, какая высота и площадь помещения. Для того чтобы вентиляция полноценно выполняла свои функции в определенной комнате, необходимо узнать, какое назначение она имеет. Немаловажным фактором является пребывание людей в помещении, а точнее, их количество.

Для проведения замеров помещения необходимо использовать рулетку. Для фиксации полученных данных необходимо использовать бумагу и карандаш. С целью максимально правильного проведения вычислений производится использование калькулятора.

Для выполнения расчета осуществляется определение кратности обмена воздуха за единицу времени. С этой целью используются нормы. Которые соответственно типу помещения установлены правилами СНИП. Административные, промышленные, жилые здания характеризуются различными параметрами. При расчете вентиляционной системы необходимо учитывать все отопительные приборы. Если помещения имеют бытовое назначение, то кратность воздухообмена равна единице, административное – 2-3.

При возникновении необходимости рассчитать производительность, необходимо определить величину обмена воздуха в помещении в соответствии с количеством людей, которые в нем пребывают. С этой целью берется самое большое количество. Это значение должно стать определяющим при подборе мощности вентиляционной системы. Для того чтобы рассчитать кратность воздухообмена необходимо использовать достаточно простую формулу. С этой целью производится умножение площади комнаты на ее высоту и значение кратности.

Общеобъемная вентиляция

Когда выполнен расчет местной вытяжки, виды и объемы загрязнений, можно делать математический анализ нужного объема воздухообмена. Наиболее простой вариант, когда на площадке нет технологических загрязнений, и в вычисления принимаются только человеческие выделения.

В этом случае задачей является достижение санитарных норм и чистоты производственных процессов. Необходимый объем для сотрудников вычисляется по формуле: L=N*m, где L – количество воздуха в м3/час, N – число работников, m – объем воздуха на человека в течение часа. Последний параметр нормируется СНиП и составляет 30 м3/час – в проветриваемом цеху, 60 м3/час – в закрытом.

Если вредные источники существуют, то задача вентиляционной системы снизить загрязнения до предельных норм (ПДК). Математический анализ выполняется по формуле: О = Мв \ (Ко — Кп), где О – расход воздуха, Мв – масса вредных веществ, выделяющихся в воздух за 1 час, Ко – концентрация вредных веществ, Кп – число загрязнений в притоке.

Так же вычисляется и приток загрязнений, для этого использую следующую формулу: L = Мв / (yпом – yп), где L – объем притока в м3/час, Мв – весовое значение вредных веществ, выделяющихся в цеху в мг/час, yпом – удельная концентрация загрязняющих веществ в м3/час, yп – концентрация загрязнений из приточного воздуха.

Расчет общеобменной вентиляции производственных помещений не зависит от его площади, здесь важны другие факторы. Математический анализ для конкретного объекта — сложен, в нем нужно учитывать множество данных и переменных, следует пользоваться специальной литературой и таблицами.

Классификация естественно вентиляции

Аэрация

Обеспечивается за счет разницы температурных показателей на улице и внутри производственного помещения. Такой тип вентиляции широко используется в промышленности с усиленным выделением тепла, но при соответствии нормам количества пыли и вредных компонентов. Аэрация не используется в тех производствах, где необходима обработка приточного воздуха

Конвекция

Формируется за счет разницы в давлении верхних и нижних шаров воздуха: теплый воздух в закрытом пространстве вытесняется холодным воздушным потоком с улицы

Ветровое давление

Образуется за счет расположения вентиляционных шахт с ветреной стороны здания. Воздушные потоки, которые перемещаются с помощью ветра попадают в здание и вытесняют отработанный воздух

Расчет промышленной вытяжной вентиляционной системы

Как сделать вентиляцию

Вычисление диаметров каналов и сечений воздуховодов