Расчет вентиляции помещений: принципы и примеры расчёта

Содержание

Как рассчитать воздухообмен?

Все расчеты систем вентиляции сводятся к определению объема воздуха в помещении. Помещением может считаться как отдельная комната, так и целый блок комнат в доме или квартире.

На основании этих данных и информации из нормативных документов рассчитываются основные параметры вентиляционной системы, такие как количество и сечение воздуховодов, мощность вентиляторов и т.д.

Существуют специализированные методы расчета, которые рассчитывают не только обновление воздуха в помещении, но и рассеивание тепловой энергии, изменение влажности, удаление загрязняющих веществ и т.д. Такие расчеты обычно выполняются для промышленных, социальных или специализированных зданий.

Если вам необходимо или вы хотите провести такие подробные расчеты, лучше всего обратиться к инженеру, который знаком с такими методами.

Для самостоятельного расчета количества жилья используются следующие варианты:

  • множественностью;
  • гигиеническими нормами;
  • по районам.

Все эти методы относительно просты, и, владея ими, даже неспециалист может рассчитать основные параметры своей вентиляционной системы. Самый простой метод — это использование расчетов на основе площади. Основной принцип заключается в следующем: каждый час в дом должно поступать три кубических метра свежего воздуха на каждый квадратный метр площади.

Количество людей, постоянно проживающих в доме, не учитывается.

Система вентиляции в жилых домах должна быть спроектирована таким образом, чтобы воздух поступал через спальню и гостиную и выходил через кухню и ванную комнату.

Расчет гигиены также относительно прост. В этом случае при расчете учитывается не площадь, а количество постоянно и временно проживающих.

На каждого постоянного жителя должно приходиться 60 кубических метров свежего воздуха в час. Для постоянных и временных посетителей следует добавить еще 20 кубических метров в час на каждого человека.

Более сложным является расчет коэффициента воздухообмена. При этом учитывается целевое использование каждого помещения и нормы вентиляции для каждого помещения.

Коэффициент обмена — это показатель того, сколько раз в час происходит общий обмен приточного воздуха из данного помещения. Соответствующую информацию можно найти в специальной таблице (СНиП 2.08.01-89* Жилые здания, Приложение 4).
Расчет вентиляции путем умножения
Эта таблица используется для расчета скорости вентиляции в доме. Соответствующие коэффициенты дают количество обновления воздуха в единицу времени в зависимости от использования здания.

Количество обновляемого воздуха в час можно рассчитать по формуле:

L=N*V,

Где

  • N — скорость смены воздуха в час, взятая из таблицы;
  • V — объем помещения, кубических метров.

Объем каждого помещения легко рассчитать, умножив площадь помещения на его высоту. Затем рассчитывается объем воздухообмена в час для каждого помещения по приведенной выше формуле.

Значение L для каждого помещения суммируется, чтобы получить точное представление о том, сколько свежего воздуха должно поступать в помещение в единицу времени.

Разумеется, такое же количество вытяжного воздуха должно выводиться и через вытяжные каналы. Приточная и вытяжная вентиляция не устанавливаются в одном помещении. Обычно приточный воздух проходит через «чистые» помещения: спальню, детскую, гостиную, кабинет и т.д.
Вытяжная вентиляция в туалете
Вытяжная вентиляция в ванной комнате или туалете устанавливается в верхней части стены со встроенным вентилятором, который работает автоматически.

Воздух удаляется из зон обслуживания, таких как ванная комната, умывальная, кухня и т.д. Это разумно, поскольку неприятные запахи, характерные для этих помещений, не распространяются по дому, а сразу выводятся наружу, что делает проживание в доме более комфортным.

По этой причине при расчете принимается стандарт только для приточного воздуха или только для вытяжного воздуха, в соответствии с предписывающей таблицей.

Если воздух не нужно подавать или удалять из помещения, в соответствующей графе ставится прочерк. Для некоторых помещений указана минимальная величина воздухообмена. Если рассчитанное значение меньше минимального, для расчета следует использовать значение из таблицы.
Вентиляция свежего воздуха в стене
Если проблемы с вентиляцией обнаруживаются после ремонта дома, в стене можно установить приточные и вытяжные отверстия.

Конечно, в доме могут быть комнаты, назначение которых не указано в таблице. В таких случаях применяются нормы, принятые для жилых помещений, т.е. 3 кубических метра на квадратный метр помещения. Просто умножьте площадь помещения на 3 и примите это значение за нормативную скорость воздухообмена.

Все значения скорости изменения воздуха L должны быть округлены в большую сторону так, чтобы они были кратны пяти. Теперь рассчитайте сумму коэффициентов воздухообмена L для помещений, в которые подается воздух. Коэффициент изменения воздуха L помещений, из которых удаляется воздух, должен быть добавлен отдельно.

Если результаты расчета не соответствуют санитарным требованиям, устанавливается клапан свежего воздуха, бризер или настенный воздухозаборник, модифицируется существующая система или проводится очистка существующей системы.
Вентиляция с рекуператором
Холодный наружный воздух может ухудшить качество отопления дома, в таких ситуациях используются вентиляционные установки с рекуператорами.

Затем следует сравнить эти два значения. Если L для входа больше, чем L для выхода, увеличьте значения для помещений, которые были рассчитаны с использованием минимальных значений.

Какие существуют нормативы

Для обеспечения качественной и эффективной работы необходимо соблюдать предписания. Существует несколько их разновидностей:

  1. На основе санитарных норм.
  2. На основе использования площади здания.
  3. Исходя из количества людей, постоянно или временно занимающих помещение.
  4. На основе требуемого коэффициента умножения, установленного нормативными актами.

В большинстве случаев расчет производится на основе действующих норм для каждого помещения. Затем эти значения суммируются. Необходимый объем приточного и вытяжного воздуха через систему вентиляции должен быть рассчитан отдельно. Если вытяжной воздух недостаточно мощный, необходимо увеличить производительность. Правильный расчет естественной вентиляции обеспечит эффективную работу системы.

Санитарные требования нормативных документов

Минимальное количество воздуха, подаваемого в помещения бунгало и удаляемого из них системой вентиляции, регламентируется двумя основными документами:

  1. «Многоквартирные жилые дома». — СНиП 31-01-2003, пункт 9.
  2. «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». — СП 60.13330.2012, обязательное приложение «К».

Первый документ устанавливает санитарно-гигиенические требования к воздухообмену в жилых помещениях жилых зданий. Это должно быть основой для расчетов вентиляции. Используются два типа размерности: массовый расход воздуха в единицу времени (м³/ч) и часовая кратность.

Ref. Скорость вентиляции выражается в виде числа, которое показывает, сколько раз за 1 час полностью обновляется воздушная среда в помещении.

Вентиляция квартиры через окна
Вентиляция — это примитивный способ пополнения запасов кислорода в жилище.

В зависимости от назначения помещения приточная и вытяжная вентиляция должна обеспечивать следующий расход или количество обновлений воздуха (кратность)

  • гостиная, детская комната, спальня — 1 раз в час;
  • кухня с электрической плитой — 60 м³/ч;
  • Ванная комната, санузел, туалет — 25 м³/ч;
  • Топочная с твердотопливным котлом и кухня с газовой плитой требуют частоты 1 плюс 100 м³/ч в период эксплуатации оборудования;
  • Котельная с калорифером для сжигания природного газа — в три раза больше воздуха, необходимого для горения;
  • Кладовые, гардеробные и другие подсобные помещения — 0,2 раза;
  • Сушильная или прачечная — 90 м³/ч;
  • Библиотека или кабинет — 0,5 раза в час.

Примечание. СНиП обеспечивает снижение нагрузки на общую вентиляцию, когда агрегаты не работают или когда в помещении нет людей. В жилых помещениях этот коэффициент снижается до 0,2, в технических — до 0,5. Требование для помещений с газовыми приборами остается неизменным — ежечасное обновление воздушной среды.

Регенерация кислорода на кухне
Выброс вредных газов с помощью естественной тяги — самый дешевый и простой способ освежить воздух

Из пункта 9 документа следует, что объем дымовых газов равен стоимости поставки. Требования СП 60.13330.2012 несколько проще и зависят от количества жильцов, занимающих помещение в течение 2 и более часов:

  1. Если жилец занимает площадь 20 м² и более, в помещение подается 30 м³/ч свежего воздуха на человека.
  2. Количество приточного воздуха определяется исходя из площади помещения, если на одного человека приходится менее 20 м² жилой площади. Соотношение следующее: 3 м³ свежего воздуха на 1 м² площади пола.
  3. Если жилище не вентилируется (нет форточек или окон, которые можно открыть), на каждого жильца должно подаваться 60 м³/ч свежего воздуха, независимо от площади.

Указанные нормативные требования двух разных документов совершенно не противоречат друг другу. Мощность системы общеобменной вентиляции была предварительно рассчитана в соответствии со СНиП 31-01-2003 «Жилые здания».

Планировка одноэтажного дома

Результаты сверяются с требованиями кодекса «Вентиляция и кондиционирование воздуха» и при необходимости корректируются. Ниже мы рассмотрим алгоритм расчета на примере одноэтажного дома, показанного на рисунке.

Расчет системы вентиляции исходя из площади помещения

При расчете норм таким способом для каждого помещения необходимо проводить отдельные расчеты. Площадь умножается на 3. Для расчета расчетной производительности вытяжного воздуха необходимо сложить результаты для всех жилых комнат: гостиная, детская, спальня, кабинет.

Как рассчитать систему вентиляции на основе площади помещения

Для получения расчетной мощности вытяжного воздуха сложите площадь кухни, ванной комнаты, туалета и коридора. Оба значения должны быть равны. Если рассчитанная мощность вытяжной вентиляции недостаточна, необходимо увеличить вытяжную вентиляцию. Один из способов сделать это — использовать достаточно мощные вентиляторы.

Виды вентиляционных систем

Для того чтобы правильно организовать обновление воздуха в здании, необходимо выбрать оптимальный метод вентиляции или комбинацию различных вариантов. На приведенной ниже схеме показана упрощенная классификация существующих систем вентиляции в производственных помещениях.

Классификация систем промышленной вентиляции

Давайте объясним каждый тип воздухообмена более подробно:

  1. Неорганизованная естественная вентиляция включает в себя вентиляцию и инфильтрацию — проникновение воздуха через дверные коробки и другие щели. Организованная вентиляция — аэрация — происходит через окна с дефлекторами вытяжного воздуха и световые люки.
  2. Вспомогательные крышные и потолочные вентиляторы увеличивают обмен с естественным потоком воздуха.
  3. Механическая система включает принудительную подачу и вытяжку воздуха вентиляторами через воздуховоды. Она также включает аварийную вентиляцию и различные местные вытяжные системы, такие как зонты, панели, укрытия и лабораторные вытяжки.
  4. Кондиционирование воздуха — приведение воздушной среды в цехе или офисе в соответствие с требуемой температурой. Перед подачей в рабочую зону воздух фильтруется, увлажняется, нагревается или охлаждается.

Кондиционирование воздуха в промышленном здании
Воздух нагревается/охлаждается с помощью теплообменников — теплообменников.

Подпись. Обратите внимание, что занимаемая (рабочая) зона — это нижняя часть помещения установки (2 м над уровнем пола), где постоянно находятся люди.

Часто механическая приточная вентиляция сочетается с воздушным отоплением — зимой наружный поток нагревается до оптимальной температуры, а водонагреватели не устанавливаются. Загрязненный горячий воздух поступает в рекуператор, где он отдает 50-70% своего тепла поступающему воздуху.

Сочетание этих опций позволяет достичь максимальной эффективности при умеренных затратах. Пример: можно спроектировать естественную аэрацию в сварочном цехе, при условии, что каждый сварочный пост оборудован местной принудительной тягой.

Как организовать аэрацию в цехе
Поточная схема естественной аэрации

Естественная

Правильный расчет естественной вентиляции внутри дома или квартиры учитывает тот факт, что движение воздуха должно обеспечиваться разницей температур. Принято разделять естественную вентиляцию на канальную и бесканальную. Именно первые чаще всего используются в частных зданиях и многоквартирных домах. В зависимости от идей строителей, воздуховоды устанавливаются в виде шахт, в специальных блоках или непосредственно в стенах.

Что касается принципов и методов расчета, то для расчета используется простая формула. Сначала плотность наружного воздуха вычитается из плотности воздуха в помещении. Умножьте эту разницу на произведение ускорения силы тяжести и расстояния от края входного отверстия подачи до центра выходного отверстия. Как неоднократно показывала практика, проветривание различных конструкций путем открытия фрамуг дает отличные результаты. Во-первых, определяется размер нижних и верхних жалюзи, и на основе этих данных составляется математическая модель аэрации.

Существует избыточное давление вокруг средних частей верхних жалюзи, над плоскостью сходящихся давлений. Именно это оказывает решающее влияние на удаление загрязненного воздуха. Чтобы определить, с какой скоростью будет двигаться воздух в центре нижних жалюзи, необходимо сначала умножить скорость потока на площадь этих входных отверстий. Затем разделите требуемый выход воздуха на полученное число.

Механическая

Вентиляционные системы такого типа делятся на приточные, вытяжные и приточно-вытяжные. Приточная конструкция используется там, где много тепла и низкий уровень загрязнения. Он также ценен в ситуациях, когда необходимо увеличить поток воздуха, поддерживая местную вентиляцию для улучшения качества воздуха, когда загрязняющие вещества выделяются в одном месте. При расчете приточно-вытяжной вентиляции стараются придать ей как можно более высокую кратность. При расчете приточной и вытяжной вентиляции важным фактором, который необходимо учитывать, является плотность паров и газов, подлежащих удалению.

Определение расхода воздуха по кратности

Объемный расход воздуха зависит от того, сколько раз воздух определенного объема должен быть обновлен за определенное время. Эти значения рассчитываются отдельно для каждого применения. Используемый временной интервал — один час. Нормы для многоквартирных домов содержатся в СНиП «2.08.01-89 Жилые здания. Дополнение 4».

Как рассчитать воздушный поток в здании
расход воздуха в помещении

Рассчитывается по следующей формуле.

EF = RAC x RP

В данной формуле используются следующие термины:

  • EF — количество, которое должно быть поставлено за один час;
  • RR — коэффициент умножения;
  • RP — объем помещения, для которого производится расчет.

В каждом конкретном случае кратность может быть разной. Поэтому расчеты производятся отдельно. Затем определяется общий объем, который должен войти или выйти из дома за один час. Это делается отдельно для воздуха, поступающего в жилые помещения, и воздуха, который должен выводиться наружу через кухню, ванную или туалет.

Рассчитанный объем должен войти в помещение и такой же объем должен выйти через выход. Обычно приточные воздуховоды располагаются в чистых помещениях, таких как спальня, гостиная или детская комната, а вытяжные — на кухне или в ванной. Это предотвращает проникновение неприятных запахов из туалета или кухни в гостиную.

Если при определении вентиляции рассчитанный коэффициент умножения меньше указанного в документе, необходимо провести корректировку, чтобы система вентиляции соответствовала нормативным требованиям. Иногда после установки системы оказывается, что она не обеспечивает требуемого количества свежего воздуха. В этом случае можно сделать дополнительные отверстия.

Не все типы помещений указаны в вышеупомянутом нормативном документе. В данном случае для определения объема приточного воздуха предполагается, что в час должно подаваться три кубических метра на квадратный метр.

Если используется коэффициент, скорость изменения воздуха следует округлить до ближайшего кратного пяти.

Вычисление воздухообмена

Эксперты используют два основных расчета:

  • Путем агрегации. Данная методология не учитывает выбросы вредных веществ, таких как тепло и вода. Назовем его «метод 1».
  • Методом, включающим избыток тепла и влаги. Традиционно называется «метод 2».

Расчёт сечения

Измерьте площадь поперечного сечения воздуховодов в м2. Его можно рассчитать по формуле:

где v — скорость воздушных масс внутри воздуховода, м/с.

Изменение составляет от 6-12 м/с для главных воздуховодов и максимум 8 м/с для боковых воздуховодов. Квадратичность влияет на пропускную способность воздуховода, нагрузку на него, а также на уровень шума и способ установки.

Расчёт потерь давления

Стенки воздуховода не являются гладкими, а внутренняя пустота не заполнена вакуумом, поэтому часть энергии движущейся воздушной массы теряется на преодоление этих сопротивлений. Величина этой потери рассчитывается по формуле

где ג — сопротивление трению, определяемое как:

Приведенные выше формулы верны для круглых воздуховодов. Если воздуховод квадратный или прямоугольный, существует формула для пересчета в эквивалент диаметра:

где a,b — размеры сторон воздуховода, м.

Мощность напора и двигателя

Напор лопастей H должен полностью компенсировать перепад давления P, создавая при этом расчетную динамику Pd на выходе.

H = P + Pd.

Мощность электродвигателя для вентилятора:

Подбор калорифера

Часто система отопления интегрирована в систему вентиляции. Используются нагреватели, различные типы рекуператоров и методы рециркуляции. Выбор устройства основывается на двух параметрах:

  • Qv — предельное потребление тепла, Вт/ч;
  • Fk — определение поверхности нагрева для канального нагревателя.

Расчёт гравитационного давления

Относится только к системе естественной вентиляции. Используется для определения его мощности без механического воздействия.

Вычисляем диаметры вентканалов

Дальнейшие расчеты немного сложнее, поэтому после каждого шага приводятся примеры расчетов. В результате мы получим диаметр и высоту вентиляционных каналов нашего одноэтажного здания.

Общий объем вытяжного воздуха был разделен на 3 воздуховода: 100 кубических метров вытесняется через вытяжку при включении плиты, остальные 271 кубический метр выходят естественным путем через два одинаковых воздуховода. Расход воздуха на один воздуховод составляет 271 / 2 = 135,5 м³/ч. Площадь поперечного сечения воздуховода определяется по формуле:

Как рассчитать поперечное сечение воздуховода

  • F — площадь поперечного сечения воздуховода, м²;
  • L — расход дымовых газов через воздуховод, м³/ч;
  • ʋ — скорость потока, м/с.

Ref. Скорость воздуха в каналах естественной вентиляции находится в диапазоне 0,5-1,5 м/с. В качестве расчетного значения мы принимаем среднее значение 1 м/с.

Как рассчитать сечение и диаметр одной трубы на примере:

  1. Найдите размер поперечного сечения в квадратных метрах F = 135,5 / 3600 x 1 = 0,0378 м².
  2. Используя школьную формулу для площади круга, определите диаметр воздуховода D = 0,22 м. Выберите следующий воздуховод большего размера из стандартного ассортимента — Ø225 мм.
  3. Если это кирпичная шахта, встроенная в стену, то для найденного сечения подходит воздуховод 140 x 270 мм (хорошее соответствие, F = 0,0378 м²).

Монтаж дымохода с помощью кирпича
Кирпичные шахты имеют строго фиксированные размеры — 14 x 14 и 27 x 14 см.

Диаметр дымохода для бытовой вытяжки рассчитывается аналогичным образом, только скорость потока вентилятора принимается большей — 3 м/с. F = 100 / 3600 x 3 = 0,009 м² или Ø110 мм.

Подбираем высоту труб

Следующим шагом является определение тяги, возникающей внутри вытяжного устройства при заданном перепаде высот. Этот параметр называется доступным гравитационным давлением и выражается в паскалях (Па). Формула расчета:

Как проверить тягу в дымоходе

  • p — гравитационное давление в воздуховоде, Па;
  • H — перепад высот между выходом вентиляционной решетки и срезом вентиляционного канала над крышей, м;
  • ρvcd — плотность воздуха в помещении, принимаем 1,2 кг/м³ при температуре в доме +20 °C.

Методика расчета заключается в выборе необходимой высоты. Сначала определите, насколько вы готовы поднять дымоходы над крышей без ущерба для внешнего вида здания, а затем подставьте эту высоту в формулу.

Пример. Мы предполагаем, что перепад высот составляет 4 м, и получаем давление тяги p = 9,81 x 4 (1,27 — 1,2) = 2,75 Па.

Теперь наступает самый сложный этап — аэродинамический расчет выхлопных каналов. Задача состоит в том, чтобы найти сопротивление воздуховода для потока газа и сравнить результат с имеющимся напором (2,75 Па). Если потери давления больше, необходимо расширить воздуховод или увеличить его диаметр.

Аэродинамическое сопротивление воздуховода рассчитывается по формуле:

Как определить потери на трение в воздуховоде.

  • Δp — полная потеря давления в воздуховоде;
  • R — сопротивление трения потока, Па/м;
  • H — высота воздуховода, м;
  • ∑ξ — сумма коэффициентов местного сопротивления;
  • Pv — динамическое давление, Па.

Покажем на примере, как рассчитывается значение сопротивления:

  1. Значение динамического давления находим по формуле Pv = 1,2 x 1² / 2 = 0,6 Па.Формула динамического падения давления в воздуховоде
  2.  Сопротивление трения R с помощью приведенной ниже таблицы, исходя из значения динамического напора 0,6 Па, скорости потока 1 м/с и диаметра трубы 225 мм. R = 0,078 Па/м (обведено зеленым).Таблица потерь давления воздушного потока
  3. Местными сопротивлениями в выходном воздуховоде являются жалюзийная решетка, изгиб на 90° вверх и зонт в конце воздуховода. Коэффициенты ξ этих компонентов постоянны и составляют 1,2, 0,4 и 1,3 соответственно. Сумма ξ = 1,2 + 0,4 + 1,3 = 2,9.
  4. Окончательный расчет: Δp = 0,078 Па/м х 4 м + 2,9 х 0,6 Па = 2,05 Па.

Давайте сравним расчетный напор, создаваемый в воздуховоде, и полученное сопротивление. Сила тяги p = 2,75 Па больше, чем потери давления (сопротивление) Δp = 2,05 Па, высота шахты 4 м слишком велика, нет смысла строить такую шахту.

Теперь укоротите воздуховод до 3 м, пересчитайте:

  1. Давление вытеснения p = 9,81 x 3 (1,27 — 1,2) = 2,06 Па.
  2. Удельное сопротивление R и местные коэффициенты ξ остаются неизменными.
  3. Δp = 0,078 Па/м х 3 м + 2,9 х 0,6 Па = 1,97 Па.

Естественная тяга в 2,06 Па превышает сопротивление системы Δp = 1,97 Па, поэтому шахта длиной 300 м будет правильно работать при естественной тяге и обеспечивать требуемый расход дымовых газов.

Важное замечание. Разница между тягой и сопротивлением воздуховода составила всего 2,06 Па — 1,97 = 0,09 Па. Высота воздуховода в данном примере составляет 3,5 метра, чтобы обеспечить работу навеса при любых погодных условиях.

Монтаж металлических воздуховодов на крыше

Вентиляционный канал Ø225 мм можно разделить на 2 меньшие трубы, но не по диаметру, а по сечению. Получаем 2 круглых вентиляционных канала 150-160 мм, как показано на рисунке. Высота обоих стволов осталась неизменной и составляет 3,5 метра.

Методики расчета воздухообмена

Цель расчета — определить расход приточного воздуха. Если на производстве используются точечные вытяжки, то количество воздушной смеси, удаляемой зонтами, добавляется к полученному объему приточного воздуха.

В качестве напоминания. Вытяжные устройства оказывают очень незначительное влияние на воздушный поток внутри здания. Именно подающие струи помогают направить его в нужном направлении.

Согласно СНиП, расчет вентиляции промышленного здания должен производиться на основании следующих данных:

  • Избыточное тепло от нагретого оборудования и продуктов;
  • Водяной пар, насыщающий воздух в помещении;
  • Вредные (токсичные) выбросы в виде газов, пыли и аэрозолей;
  • Количество сотрудников на заводе.

Важный момент. В подсобных и различных бытовых помещениях правила также предусматривают расчет по курсу обмена. Ознакомьтесь с методикой и воспользуйтесь онлайн-калькулятором на этой странице.

Аксонометрическая схема выхлопной системы
Пример системы местной вентиляции с питанием от вентилятора. Предусмотрено удаление пыли с помощью скруббера и дополнительного фильтра.

В идеале скорость поступления рассчитывается для всех показателей. Более высокий из полученных результатов принимается для последующего проектирования системы. Одна оговорка: если выделяются два вида опасных газов, взаимодействующих друг с другом, то приток рассчитывается для каждого из них, а результаты суммируются.

Считаем расход по выделениям теплоты

Прежде чем приступить к расчетам, необходимо провести подготовительную работу по сбору исходных данных:

  • Найдите зоны всех горячих поверхностей;
  • Знайте температуру нагрева;
  • Определите количество выделившегося тепла;
  • Определите температуру наружного воздуха в оккупированной зоне и за ее пределами (выше 2 м над полом).

На практике вы будете работать с инженером-технологом, который предоставит информацию о производственном оборудовании, характеристиках продукции и мелких деталях производственного процесса. Зная эти параметры, выполните расчеты по формуле:

Формула для расчета избыточного тепла

Объяснение символов:

— L — необходимый объем воздуха, подаваемого через воздухозаборники или проникающего через фрамуги, м³/ч;

  • Lwz — объем воздуха, удаляемого из зоны, обслуживаемой точечными отсосами, м³/ч;
  • Q — величина теплоотдачи, Вт;
  • c — теплоемкость воздушной смеси, принимаемая равной 1,006 кДж/(кг °C);
  • Жесть — температура смеси, доставленной в цех;
  • Tl, Twz — температуры воздуха над и внутри рабочей зоны.

Расчет кажется громоздким, но при наличии данных его можно выполнить без проблем. Пример: тепловой поток Q внутри помещения составляет 20000 Вт, вытяжные панели удаляют 2000 м³/ч (Lwz) температура наружного воздуха + 20°C, температура внутри помещения плюс 30 и 25 соответственно. Рассчитывается следующим образом: L = 2000 + [3,6 x 20000 — 1,006 x 2000 (25 — 20) / 1,006 (30 — 20)] = 8157 м³/ч.

Избытки водяных паров

Следующая формула по сути такая же, как и предыдущая, только тепловые параметры заменены на обозначение влагосодержания:

Формула расчета забора воздуха по влажности

  • W — количество водяного пара из источников за единицу времени, грамм/час;
  • Din — содержание влаги в поступающей жидкости, г/кг;
  • Dwz, Dl — влажность рабочей зоны и верхней части помещения соответственно;
  • остальные определения такие же, как и в предыдущей формуле.

Сложность методологии заключается в выходных данных. Когда объект построен и производство продолжается, определить значения влажности несложно. Еще одним вопросом является расчет выделения паров внутри цеха на этапе проектирования. Работу должны выполнять два специалиста — инженер-технолог и проектировщик вентиляционных систем.

Выбросы пыли и вредных веществ

В этом случае важно ознакомиться с процессом. Задача состоит в том, чтобы перечислить загрязняющие вещества, определить их концентрацию и рассчитать поток чистого воздуха. Формула расчета:

Как рассчитать расход загрязнения воздуха

  • Мпо — масса вредного вещества или пыли, выделяемая в единицу времени, мг/ч;
  • Qin — содержание данного вещества в воздухе на улице, мг/м³;
  • Qwz — предельно допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества в обслуживаемой зоне, мг/м³;
  • Ql — концентрация аэрозоля или пыли в остальной части цеха;
  • L и Lwz даны в первой формуле.

Индуцированная тяга над плитой

Алгоритм вентиляции выглядит следующим образом. Рассчитанное количество приточного воздуха подается в помещение, разбавляя воздух в помещении и снижая концентрацию загрязняющих веществ. Львиная доля загрязняющих и летучих веществ всасывается местными воздухораспределителями, расположенными над источниками, а газовая смесь удаляется механической вытяжкой.

Количество работающих людей

Этот метод используется для расчета заполняемости офисных и других общественных зданий, не имеющих промышленного загрязнения. Определите количество постоянных рабочих мест (обозначается латинской буквой N) и используйте формулу:

Как рассчитать воздухообмен в зависимости от количества жильцов в помещении

m — объем чистого воздуха на одно рабочее место. В вентилируемых офисах m принимается равным 30 м³/ч, в полностью закрытых офисах — 60 м³/ч.

Внимание. В расчет могут приниматься только постоянные рабочие места с занятостью не менее 2 часов в день. Количество посетителей не учитывается.

Расчет зонта местной вытяжки

Целью локальной экстракции является удаление вредных газов и пыли в точке экстракции, непосредственно из источника. Для достижения максимальной эффективности зонт должен быть правильно подобран в соответствии с размером источника и высотой навеса. Удобно рассмотреть метод расчета со ссылкой на чертеж вытяжного колпака.

Определение размеров местной вытяжки

Давайте поясним символы на схеме:

  • A, B — необходимые размеры зонта в плане;
  • h — расстояние от нижнего края вытяжного колпака до поверхности источника выбросов;
  • a, b — размеры покрываемого оборудования;
  • D — диаметр вентиляционного канала;
  • H — высота подвеса, максимум 1,8…2 м;
  • α (альфа) — угол раскрытия зонта, предпочтительно не более 60°.

Прежде всего, рассчитайте размеры всасывающего устройства в плане, используя простые формулы:

Как определить размеры вытяжки

Затем определите угол открытия с помощью метода подбора и перейдите к расчету расхода всасываемого воздуха:

Как определить расход воздуха

  • F — площадь широкой части зонта, рассчитывается как A x B;
  • ʋ — скорость воздушного потока в боковой части коробки, для нетоксичных газов и пыли принимаем 0,15 … 0,25 м/с.

Внимание. Там, где необходимо сбрасывать токсичные загрязняющие вещества, стандарты требуют увеличения скорости потока дымовых газов до 0,75 … 1,05 м/с.

Зная объем забираемого воздуха, нетрудно выбрать канальный вентилятор с необходимой производительностью. Сечение и диаметр канала дымовых газов определяются по обратной формуле:

Как определить площадь поперечного сечения вентиляционного канала

Примеры расчетов объема воздухообмена

Для расчета системы вентиляции по кратности сначала составьте список всех помещений в доме и запишите их площадь и высоту потолков.

Например, в гипотетическом доме есть следующие комнаты:

  • Спальня — 27 квадратных футов;
  • Гостиная — 38 кв. футов;
  • Кабинет — 18 кв. м;
  • Детская комната — 12 кв. м;
  • Кухня — 20 м.кв;
  • Ванная комната — 3 м.кв;
  • Ванная комната — 4 м.кв;
  • Коридор — 8 кв. м.

Учитывая, что высота потолка во всех помещениях составляет три метра, мы рассчитаем соответствующие объемы воздуха:

  • Спальня — 81 кубический метр;
  • Гостиная — 114 кубических метров;
  • Кабинет — 54 м³;
  • Детская комната: 36 кубических метров;
  • Кухня — 60 кубических метров;
  • Ванная комната — 9 кубических метров;
  • Ванная комната — 12 кубических метров;
  • Коридор — 24 кубических метра.

Теперь, используя приведенную выше таблицу, рассчитайте вентиляцию помещения с учетом скорости смены воздуха, увеличивая каждое число до кратного пяти:

  • Спальня — 81 куб. м *1 = 85 куб. м;
  • Гостиная — 38 кубических метров *3 = 115 кубических метров;
  • Исследование — 54 кубических метра *1 = 55 кубических метров;
  • Детская комната — 36 куб. м *1 = 40 куб. м;
  • Кухня — 60 кубических метров. — Не менее 90 кубических метров;
  • Ванная комната — 9 кубических метров не менее 50 кубических метров;
  • Ванная комната — 12 кубических метров не менее 25 кубических метров.

В таблице не приведены нормы для коридора, поэтому это небольшое помещение не включено в расчет. Для гостиной требуемая площадь составляет три кубических метра на квадратный метр.
Вентиляция в гостиной
Хорошо спроектированная система вентиляции обеспечит достаточный воздухообмен в гостиной. При проектировании всегда учитывайте требования и строительные нормы

Теперь обобщите информацию для помещений с приточными установками и помещений с вытяжными установками отдельно.

Объем воздухообмена через приточный воздух:

  • Спальня — 81 куб. м *1 = 85 куб. м/час;
  • Гостиная — 38 м³ *3 = 115 куб.м/ч;
  • Исследование — 54 куб. м *1 = 55 куб. м/час;
  • Детская комната — 36 куб. м *1 = 40 куб. м/час;

Всего: 295 куб. м/час.

Объем обмена отработанного воздуха:

  • Кухня — 60 кубических метров. — Не менее 90 куб. м/час;
  • Ванная комната — 9 куб.м/ч. — Не менее 50 кубических метров в час;
  • Ванная комната — 12 кубических метров. — Не менее 25 кубических метров в час.

Всего: 165 кубических метров в час.

Теперь сравните полученные суммы. Видно, что необходимый приток превышает добычу на 130 куб. м/ч (295 куб. м/ч-165 куб. м/ч).

Чтобы компенсировать эту разницу, необходимо увеличить обмен вытяжного воздуха, например, путем увеличения значения кухни. На практике это делается, например, путем замены воздуховодов на воздуховоды с большим сечением.

Информацию о расчете площади воздуховодов при замене или модернизации системы вентиляции можно найти здесь. Мы советуем вам ознакомиться с этим полезным материалом.

После модификации результаты выглядят следующим образом:

Объем воздухообмена через приточный воздух:

  • Спальня — 81 куб. м *1 = 85 куб. м/час;
  • Гостиная — 38 куб. м *3 = 115 куб. м/час;
  • Исследование — 54 куб. м *1 = 55 куб. м/час;
  • Детская комната — 36 куб. м *1 = 40 куб. м/час;

Всего: 295 куб. м/час.

Объем обмена отработанного воздуха:

  • Кухня — 60 кубических метров. — 220 куб.м/ч;
  • Ванная комната — 9 куб.м/ч. — Не менее 50 куб. м/ч;
  • Ванная комната — 12 кубических метров. — Не менее 25 куб. м/час.

Всего: 295 куб. м/час.

Приточный и вытяжной объемы равны, что необходимо при расчете кратности воздухообмена.
Вентиляция на кухне
Также крайне важно рассчитать систему вентиляции кухни. Особенно если там используются газовые кухонные приборы.

Рассчитать воздухообмен в соответствии с гигиеническими нормами стало намного проще. Предположим, что в доме, описанном выше, есть два постоянных жильца и еще два эпизодических.

Расчет производится отдельно для каждого помещения в соответствии с эмпирическим правилом: 60 куб. м в час для постоянно проживающих и 20 куб. м в час для временных гостей:

  • Спальня — 2 человека*60 = 120 кубических метров в час;
  • Исследование — 1 человек*60 = 60 куб. м/час;
  • Гостиная 2 x 60 + 2 x 20 = 160 кубических метров в час;
  • Детская комната 1 человек*60 = 60 кубических метров в час.

Общая производительность составляет 400 кубических метров в час.

Не существует жестких и быстрых правил для количества постоянных и временных жильцов; цифры устанавливаются в зависимости от фактической ситуации и здравого смысла.
Вентиляция в ванной комнате
Достаточный приток воздуха в ванную комнату в нужное время, а также своевременный отвод отработанного воздуха предотвращают появление застоявшегося воздуха и плесени.

Вытяжной воздух рассчитывается в соответствии с нормами, приведенными в таблице выше, и увеличивается до суммы приточного воздуха:

  • Кухня — 60 кубических метров. — 300 куб. м/час;
  • Ванная комната — 9 кубических метров. — Не менее 50 куб. м/час;
  • Ванная комната — 12 кубических метров. — Не менее 50 куб. м/час.

Общий объем добычи: 400 куб. м/ч.

Повышенный воздухообмен в кухне и ванной комнате. Недостаточное количество вытяжного воздуха может быть распределено между всеми помещениями, в которых установлена вытяжная вентиляция. Или увеличить его только для одной комнаты, как это было сделано при расчете кратности.

Санитарные нормы требуют, чтобы коэффициент воздухообмена рассчитывался аналогичным образом. Предположим, что площадь дома составляет 130 квадратных метров. Тогда скорость смены воздуха должна составлять 130 м2 x 3 кубических метра в час = 390 кубических метров в час.

Остается распределить этот объем между вытяжными помещениями, например, следующим образом:

  • Кухня — 60 кубических метров. — 290 куб. м/час;
  • Ванная комната — 9 кубических метров. — Не менее 50 куб. м/час;
  • Ванная комната — 12 кубических метров. — Не менее 50 куб. м/час; Ванная комната — 12 куб. м не менее 50 куб. м/час.

Всего для извлечения: 390 куб. м/ч.

Баланс воздухообмена является одним из основных показателей при проектировании систем вентиляции. Дальнейшие расчеты основаны на этой информации.

Вытяжной

Для расчета параметров систем вытяжной вентиляции в первую очередь необходимо обратить внимание на СНиП. Согласно этому документу, при низкой активности одного человека потребность в воздухе составляет 20 м3 в час. При умеренной активности этот показатель возрастает до 40, а при высокой активности даже до 60 м куб. Что касается обменного курса, то в спальных районах он один. Для санитарных зон используется коэффициент 3, и такое же значение принимается для кухни.


Давайте рассчитаем потребность в вытяжке воздуха для комнаты площадью 20 кв. м, в которой находятся два человека. Предполагая стандартную высоту помещения, общая формула дает объем 50 м3. Средний коэффициент умножения 2 дает результат 100 кубических метров в час. Предполагая средний уровень активности, можно предположить, что потребность составит 80 м3. Но, как это часто бывает, наибольшее значение используется путем расчета параметров для всех комнат по очереди, а затем их суммирования.

Учитывая особенности реального российского климата, даже в самых теплых регионах не обойтись без подогрева воздуха. Строительные нормы и правила предусматривают, что температура в помещениях, где даже иногда находятся люди, не должна быть ниже 18 градусов. По этой причине требуемая мощность нагрева основывается на самой низкой температуре наружного воздуха, который необходимо нагреть. Предположим, что за 60 минут расходуется 180 м3 воздуха, а мощность нагревателя составляет 2000 Вт.

Деление этой цифры на часовой расход и неизменный коэффициент 2,98 дает 33 градуса. Это означает, что допустимый предел мороза для данной конфигурации составляет -15 градусов. Если температура опустится ниже этого значения, вентиляция не будет работать. Для расчета вентиляции с точки зрения теплопотерь и теплопритоков используется ряд конкретных величин.

Формулу L=3,6*Q/ (c*p* (tyx-tnp) следует подставлять последовательно после знака равенства:

  • избыточное тепло (в ваттах);
  • теплоемкость воздуха (значение по умолчанию — 1,005 кДж/(кг*°C));
  • удельная масса воздуха 1,2 кг на кубический метр;
  • температура воздуха, выводимого за пределы активной зоны;
  • температура воздуха, первоначально поступающего извне.

При расчете давления и соответствующей скорости воздушных масс необходимо учитывать площадь поперечного сечения воздуховодов.

Кроме того, мы должны проанализировать:

  • геометрия воздуховодов;
  • суммарная мощность вентиляторов;
  • количество проходов

Приточной

Аэродинамический расчет приточного воздуха производится путем умножения объема вентилируемого помещения на коэффициент массообмена воздуха.

Пусть данные будут следующими:

  • квартира 48 кв.м;
  • высота потолка 2 м;
  • Общий воздухообмен должен осуществляться 2 раза в час.

Тогда каждые 60 минут необходимо подавать 192 кубических метра воздуха. Суммарный расчет производится не только для единицы объема, но и для каждого жильца и для источников выбросов. Как обычно, коэффициент умножения определяется в зависимости от занятости. В вентилируемом помещении на одного человека должно приходиться 30 кубических метров. При отсутствии вентиляции этот показатель составит 60 кубических метров.

Административные и бытовые здания

Как уже упоминалось, интенсивность вентиляции варьируется от здания к зданию, а в некоторых случаях работа систем вращения воздушных масс позволяет использовать естественную вентиляцию и в холодное время года. Для некоторых помещений, таких как душевые и туалеты, вытяжная система должна работать с большей интенсивностью, чем система подачи свежего кислорода в общих помещениях. Так, параметры воздуха, удаляемого из душевых с паром каждый час, следует принимать из расчета 75 м³/ч на 1 решетку, а при организации удаления загрязненного воздуха из санитарных узлов следует принимать норму 25 м³/ч на 1 писсуар и 50 м³/ч на 1 унитаз.

Коэффициент для коммерческих помещений
Таблица кратности для коммерческих помещений.

Для воздухообмена в кафетерии система вентиляции и кондиционирования воздуха должна иметь кратность воздухообмена 3 ед/ч в приточной системе, 2 ед/ч в вытяжной системе. Расчет общего воздухообмена в торговом зале зависит от типа используемой вентиляции. Так, при наличии приточно-вытяжного типа вентиляции кратность воздухообмена определяется расчетами для всех типов торговых залов, обеспечивающих вытяжку, а не подачу воздуха на объекты, кратность воздухообмена должна составлять 1,5 ед/час.

Коэффициент для кофеен и ресторанов
Многоместный стол для кафе

В помещениях с высоким содержанием пара, влаги, тепла или газа воздухообмен может быть рассчитан на основе имеющегося избытка. Формула (4) используется для расчета воздухообмена на основе теплопоступлений:

Расчет воздухообмена в зависимости от потребности в тепле

где Qpom — количество тепла, переданного в помещение;
ρ — плотность воздуха;
c — теплоемкость воздуха
t вытяжки — температура воздуха, удаляемого вентиляцией
t притока — температура воздуха, подаваемого в помещение.

Схема системы воздухообмена в котельной определяется типом используемого котла и должна обеспечивать 1-3-кратный общий объем кислорода в час.

Физкультурно оздоровительные учреждения

При занятиях в спортивном зале очень важна кратность воздухообмена, так как во время физической активности в легкие каждого посетителя должен поступать свежий кислород, учитывая довольно большие объемы спортивного зала. Таким образом, согласно требованиям, когда в спортзале находятся посетители, должно быть доступно 80 м3/ч воздуха.

Кратность воздухообмена для плавательного бассейна зависит от количества людей и должна составлять 20 м3/ч на человека. С другой стороны, в сауне каждый час необходимо обменивать 10 м3 воздуха. Однако, поскольку количество образующегося насыщенного пара столь велико, воздухообмен может быть рассчитан на основе выхода влаги.

Учреждения здравоохранения

Кратность воздухообмена в медицинских учреждениях наиболее высока в палатах, где в стационаре лечатся пациенты с диагностированными инфекционными (160 м³/ч) и неинфекционными (80 м³/ч) заболеваниями.

Организация воздухообмена в медицинских учреждениях

Согласно нормам, в большинстве других помещений, включая кабинеты врачей и процедурные кабинеты, естественный воздухообмен должен составлять от 1 до 2 единиц в час.

Отдельно следует упомянуть о системе вентиляции операционных залов. Согласно современным требованиям, они должны иметь 3-кратную систему очистки воздуха, а рабочее оборудование должно обеспечивать подачу воздуха не менее 1 200 м³ в час.

Сравнение расчетов

Из приведенных примеров видно, что кратность воздухообмена для каждого варианта разная. 

 (∑ Lwt1=280 м3/ч < ∑ Lwt3=340 м3/ч < ∑ Lwt2=438 м3/ч).

 Все три варианта являются правильными в соответствии с правилами.

 Первая треть, однако, проще и дешевле в реализации, в то время как вторая несколько дороже, но создает более комфортные условия для человека.

Как правило, при проектировании выбор варианта расчета зависит от желания клиента и, более конкретно, от его бюджета.

Виды воздухообмена, применяемые на производстве

В зависимости от режима работы воздухообмен в производственном цехе может быть представлен:

  • устройство питающего типа;
  • устройство подающего типа; — устройство извлекающего типа;
  • комбинированный тип.

Первый вариант предполагает естественную подачу свежего воздуха в количестве, достаточном для обеспечения целевой работоспособности производственного помещения.

Обычно это обеспечивается канальными вентиляторами, которые могут подавать принудительный воздух и выводить загрязненный воздух наружу здания.

Особенностью вытяжной вентиляции является удаление застоявшегося воздуха и замена его чистым воздухом, который неорганизованно поступает через двери, окна и стенные проемы. Это основной вариант вентиляции на крупных промышленных предприятиях с опасными веществами, высоким уровнем влажности и высокими температурами. Самый простой вариант состоит из двигателя и вентилятора, дополненных при необходимости системой фильтров или ответвляющимися воздуховодами.

Комбинированная вентиляционная установка успешно сочетает забор свежего воздуха с отводом использованного воздуха путем вытеснения или смешивания. Второй метод предполагает размещение высокоскоростных диффузоров в верхней части помещения для подачи свежего воздуха в помещение и диффузорных заслонок для отвода застоявшегося воздуха наружу. Процесс вытеснения основан на установке в нижней части помещения нескольких низкоскоростных диффузоров, способных обеспечить принудительный забор чистого воздуха.

система вентиляции

Производственное помещение, оборудованное вентиляцией

Основные элементы естественной, организованной и регулируемой вентиляции чаще всего представлены

  • Поворотные окна с верхним, средним и нижним типом осевого вращения. Нижний осевой поворот створок используется, когда необходимо направить поток воздуха вверх.
  • Фонари в виде специальных конструкций для крыши здания. Такие устройства значительно увеличивают высоту вентиляционного отверстия и предназначены для улучшения потока тепла и ветра.
  • Дымоходы и дымовые трубы, увеличивающие высоту вентиляционного отверстия, если в конструкции не предусмотрены световые люки.
  • Дефлекторы воздуха увеличивают поток тепла и ветра и устанавливаются на крыше или дымовых трубах.

По характеру работы вентиляция может быть представлена:

  • общеобменные установки, которые обеспечивают полный обмен воздуха в здании;
  • Местные агрегаты, осуществляющие обмен воздушными массами в определенной части здания.

Механическая вентиляция может быть приточной, вытяжной и комбинированной.

При необходимости доступны дополнительные функции системы вентиляции, такие как кондиционирование, фильтрация, нагрев или охлаждение, увлажнение или осушение и ионизация воздуха.

Как выполняется расчет?

В настоящее время существует несколько способов расчета воздухообмена в различных помещениях.

Промышленная вентиляция

Наиболее простыми методами являются:

  • По параметрам общей полезной площади помещения;
  • В соответствии с санитарными и гигиеническими нормами;
  • В соответствии с кратностью.

При наличии источников локальных выбросов вредных или загрязняющих веществ рекомендуется установка оборудования для сбора и удаления вредных веществ в виде зонтичных аспирационных установок.

Некоторые производители современного оборудования изначально оснащают его всасывающими устройствами, которые просто подключаются к вентиляционным каналам.

В других случаях необходимо произвести собственные расчеты и подобрать соответствующее вентиляционное оборудование для вашего производственного объекта.

Расчеты производятся в зависимости от размера загрязнения (a*b) или его диаметра (d), с учетом скорости движения воздуха (ϑc) и отсоса (ϑ3), а также уровня расположения агрегата (z).

  • расчет размеров: A=a+0.8z, B=b+0.8z, с круговым всасыванием D=d+0.8z
  • объем извлеченной воздушной массы: L=3600x3D1xSz

Если вы не чувствуете в себе силы сделать это самостоятельно, стоит пригласить профессионала для проведения расчетов и выбора системы вентиляции.

Каркасный дом часто изготавливается из материалов, плохо пропускающих воздух. Вентиляция в деревянном каркасном доме должна быть выполнена грамотно, чтобы обеспечить комфорт жильцов.

По способу перемещения воздушных масс

Естественная — возникает за счет разницы температурных потоков, которые поступают в здание через открывание дверей, окон и проемов.
Механические — набор решений для установки регулируемого вентиляционного оборудования и поддержания оптимального климата.

В зависимости от направления потока

Забор свежего воздуха — обеспечивает поступление свежего воздуха с улицы и состоит из вентилятора, фильтров, нагревателя и шумоглушителя.

Вытяжная вентиляция — предназначена для принудительного удаления загрязненных воздушных масс из помещения. Важно, чтобы токсичные пары и газы проходили стадии фильтрации перед выбросом в атмосферу во избежание загрязнения окружающей среды.

Приточно-вытяжная вентиляция совмещена с приточно-вытяжной вентиляцией. Он обеспечивает соблюдение гигиенических требований.

В зависимости от обслуживаемой зоны

Всесторонняя вентиляция — обеспечивает необходимый воздухообмен во всем здании.

Местная вентиляция — перемещение и расположение загрязненных масс в определенных местах (точках).

При расчете вентиляции следует учитывать сквозняки с механическим побуждением, которые обеспечивают

  • Поток подачи с улицы с его предварительной очисткой, сушкой и увлажнением;
  • Движение потока через здание;
  • Устранение различных видов загрязняющих веществ из технологического процесса и их сброс в атмосферу с предварительной очисткой;
  • Независимость от внешних факторов, атмосферных условий.

Алгоритм проектирования

Организация воздухообмена внутри общественного здания или предприятия осуществляется в несколько этапов:

  1. Сбор предварительных данных — характеристики здания, количество сотрудников и тяжесть труда, виды и количество образующихся загрязняющих веществ, расположение мест выбросов. Понимание этого процесса очень полезно.
  2. Выбор системы вентиляции для мастерской или офиса и разработка схем. К проектным решениям предъявляются три основных требования — эффективность, соответствие нормам СНиП (СанПиН) и экономическая целесообразность.
  3. Расчет воздухообмена — определение количества приточного и вытяжного воздуха для каждого помещения.
  4. Аэродинамический расчет воздуховодов (при их наличии), подбор и компоновка вентиляционного оборудования. Доработка схем приточной и вытяжной вентиляции.
  5. Реализация системы вентиляции в соответствии с проектом, ввод в эксплуатацию, эксплуатация и техническое обслуживание.

Установка промышленного вентилятора

Внимание. Для лучшего понимания процесса список задач был значительно упрощен. На всех этапах работы над проектной документацией требуются различные согласования, пересмотры и дополнительные проверки. Инженер проекта должен постоянно сотрудничать с инженером завода.

Расчет требуемого воздухообмена

Расчет безэмиссионного воздухообмена определяется на основании следующих данных:

  • размер и площадь здания
  • количество жителей
  • температура и влажность
  • источники тепла (электрооборудование, машины и другое технологическое оборудование);

Важно: Расход воздуха на одного человека составляет не менее 30 м3.

В случае выбросов от различных процессов, мощность вентиляции рассчитывается на основе типа и количества загрязняющих веществ, поступающих в здание. Рассчитывается количество воздушного потока, необходимого для обеспечения приемлемых условий:

  • для помещений с избыточным тепловыделением (требуется максимальная мощность оборудования, определяемая летом с учетом солнечного тепла);
  • в зданиях с высоким уровнем влажности;
  • в местах выделения газов и пыли, проникающих в рабочие помещения, с учетом снижения концентраций до предельно допустимого уровня.

Часто на производственных предприятиях выделяется несколько видов загрязняющих веществ, которые оказывают токсическое воздействие на организм. Углеводороды, азотная кислота, серная кислота, угарный газ, аммиак и другие оказывают равномерное воздействие.

Состав проектной документации

Основной задачей проекта является правильное, подробное и понятное описание вентиляционной системы, ее компонентов и узлов. Он включает в себя несколько документов:

  1. Базовый рисунок. План вентиляционной установки, вписанной в здание.
  2. Аксонометрическая диаграмма вентиляции.
  3. Спецификация машин и производственного оборудования.
  4. Дополнительные схемы гидравлических частей вентиляционного оборудования.
  5. Схемы узлов сложных установок.
  6. Местные сечения отдельных узлов или вентиляционных камер.


Аксонометрический вид вентиляционной установки Общий план вентиляции может иметь вид объемной модели. Это подходит для больших и средних объектов, где длина вентиляционных каналов составляет несколько километров.

Местное вентилирование

Цель местной приточной вентиляции заключается в следующем

  • предотвращают перегрев воздуха при выделении большого количества тепла от оборудования на стационарных рабочих местах во время технологических процессов;
  • предотвращать приток холодного воздуха в здание, регулярно открывая двери, окна и фрамуги.

Используется местная вытяжная вентиляция

  • локализовать вытяжные воздушные массы с помощью вентиляторов в местах интенсивного выброса вредных загрязняющих веществ.

Основные расчётные параметры


поэтажный план
Предположения по планированию предоставляются клиентом. Как правило, составляется техническое задание с подробным описанием объекта и его возможностей.

Она включает в себя:

  • Геометрические размеры цеха или завода. Площадь производственных и подсобных помещений, высота этажа.
  • Описание конструктивной части здания. Тип ограждающей конструкции, кровли, окон и других элементов.
  • Специализация завода или цеха. Описание основ производственного процесса.
  • Спецификация оборудования, которое будет вырабатывать тепло или пар. Количество и точное расположение оборудования относительно оси здания.
  • Количество рабочих за рабочую смену, количество и продолжительность смен.
  • Ориентация рабочих мест относительно оси здания.

Исходные данные являются основой для детального проектирования, состоящего из обоснования и графического представления.

Особенности и требования к вентиляции

Полный перечень требований изложен в санитарно-эпидемиологических стандартах, некоторые из которых приведены ниже:

  • В производственных помещениях площадью более 50 м2 допускается обеспечение необходимой температуры на постоянных рабочих местах сотрудников. На непостоянных рабочих местах температура может быть ниже, но не менее чем на 10 градусов;
  • Система должна быть пожаробезопасной;
  • Вытяжной воздух не должен выводиться в рабочую зону;
  • Необходимо использовать только воздуховоды из коррозионностойких материалов;
  • Концентрация вредных веществ в рабочей зоне не должна превышать 30%;
  • Уровень шума внутри цеха не должен превышать 110 дБа;
  • В цехах с полностью автоматизированными рабочими процессами и исправным оборудованием, если нет требований к температуре, необходимо поддерживать следующее
  • не менее 10 градусов в холодное время года при отсутствии избытка тепла;
  • в теплое время года при отсутствии избыточного тепла следует поддерживать температуру, равную температуре наружного воздуха; в случае избыточного тепла следует поддерживать температуру на 4 градуса выше температуры наружного воздуха.

В производственных помещениях с полностью автоматизированным оборудованием и без особых требований не допускается регулирование оптимальной влажности и воздухообмена; Если по экономическим или производственным условиям невозможно обеспечить допустимые климатические показатели в рабочих помещениях, постоянные рабочие места оборудуют кондиционерами или обеспечивают приток наружного воздуха.

Все данные должны быть рассчитаны на этапе планирования. При проектировании системы вентиляции необходимо решить ряд задач:

  • Разработка и утверждение технического задания, включая требования к воздухообмену;
  • Расчет общей вентиляции, местной вентиляции для определения сечения и расположения вентиляционных каналов;
  • Выбор оборудования на основе расчетных характеристик;
  • Подготовка чертежей деталей, аксонометрических чертежей и схем.

Полученные значения температуры и влажности должны обеспечивать поддержание теплового баланса человеческого тела и его оптимального состояния.Вентиляционная установка — может быть моноблочной или наборной. Он состоит из корпуса, фильтров, вентилятора, воздушной заслонки, нагревателя и шумоглушителя. Вентиляционные установки по функциональности делятся на:

  • с отоплением/охлаждением;
  • с рециркуляцией;
  • с автоматизацией и контролем.

Вытяжные вентиляторы — это устройства, предназначенные для удаления воздуха. Их расположение: в вентиляционных каналах, на потолке или на стене. Вентиляторы подразделяются на следующие категории:

Читайте также: Делаем прочный и теплый пол с керамзитом и ГВЛ в частном доме 14.07.2014 — Опубликовано в: керамзит — Теги: керамзит, керамзит.

  • осевой;
  • воздуховоды;
  • пол;
  • потолок.

Воздуховоды — из пластика или стали (оцинкованной, нержавеющей стали, черного металла). В поперечном сечении они могут быть круглыми или прямоугольными. Диаметр воздуховодов варьируется от 100 до 2000 мм.

Воздухообмен на промышленной площадке, площадью 100 м 2

%D0%92%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B8%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F-%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0- %D0%BD%D0%B0-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B8%D0%B7%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B5. jpg

Система вентиляции в производственном цехе должна выполнять следующие функции:

  1. удалять опасные вещества;
  2. удалять загрязняющие вещества из окружающей среды;
  3. удалите излишнюю влагу;
  4. передавать вредные выбросы наружу здания;
  5. регулировать температурный режим;
  6. генерировать поток чистого воздуха;
  7. в зависимости от местоположения и погодных условий, для нагрева увлажнения или охлаждения поступающего воздуха.

Поскольку каждая функция требует дополнительной мощности от вентиляционной конструкции, поэтому выбор оборудования должен осуществляться с учетом всех показателей.

Пошаговая инструкция по определению производительности системы

Схема движения воздуха

Схема воздушного потока.

Расчет вентиляции начинается с определения ее основного параметра: расхода воздуха. Размерной единицей производительности вентиляции является м³/ч. Для того чтобы правильно рассчитать расход воздуха, необходимо знать следующую информацию:

  1. Высота помещений и их площадь.
  2. Основное назначение каждой комнаты.
  3. Среднее количество людей, которые будут находиться в помещении одновременно.

Для выполнения расчета вам понадобятся следующие инструменты:

  1. Рулетка для измерений.
  2. Бумага и карандаш для записей.
  3. Калькулятор для расчетов.

Для расчета необходимо знать кратность воздухообмена в единицу времени. Это значение устанавливается СНиПом в зависимости от типа помещения. Она будет различной для жилых, промышленных и коммерческих помещений. Необходимо также учитывать такие факторы, как количество и мощность радиаторов и среднее количество людей.

Для бытовых помещений скорость смены воздуха, используемая в процессе расчета, равна 1. Для административных помещений следует использовать скорость смены воздуха 2-3, в зависимости от условий. Простая скорость смены воздуха показывает, что, например, в бытовом помещении воздух будет полностью обновляться раз в 1 час, что более чем достаточно в большинстве случаев.

Для расчета производительности по воздуху требуются такие данные, как скорость смены воздуха и количество людей в помещении. Возьмите наибольшее значение и на его основе выберите соответствующую скорость вытяжной вентиляции. Коэффициент воздухообмена рассчитывается по простой формуле. Просто умножьте площадь помещения на высоту потолка и значение коэффициента умножения (1 для квартир, 2 для офисов и т.д.).

Схемы вытяжной вентиляции

Схемы вытяжной вентиляции.

Чтобы рассчитать воздухообмен в зависимости от количества людей, умножьте количество воздуха, потребляемого 1 человеком, на количество людей в помещении. Что касается количества потребляемого воздуха, то средний человек при минимальной физической активности потребляет 20 м³/ч, при умеренной активности этот показатель увеличивается до 40 м³/ч, а при высокой активности — до 60 м³/ч.

Чтобы объяснить это, мы можем привести пример для типичной спальни площадью 14 м². В спальне находятся два человека. Высота потолка составляет 2,5 метра. Вполне стандартные условия для обычной городской квартиры. В первом случае расчет покажет, что воздухообмен составляет 14х2,5х1=35 м³/ч. Когда вы сделаете второй расчет, вы увидите, что это уже 2х20=40 м³/ч. Необходимо, как уже отмечалось, взять более высокое значение. Поэтому в данном примере расчет будет основан на количестве человек.

Те же формулы используются для расчета потребления кислорода для всех остальных помещений. Наконец, все значения необходимо сложить, чтобы получить общую мощность, и на основе этих цифр выбрать вентиляционное оборудование.

Стандартные значения для систем вентиляции составляют:

  1. От 100 до 500 м³/ч для обычных жилых домов.
  2. От 1000 до 2000 м³/ч для частных домов.
  3. От 1000 до 10000 м³/ч для промышленных помещений.

Как сделать расчет вентиляции: формулы и пример расчёта приточно-вытяжной системы

Хотите, чтобы в вашем доме был здоровый микроклимат и ни в одной комнате не было затхлого, сырого запаха? Чтобы сделать ваш дом по-настоящему комфортным, необходимо уже на этапе проектирования провести хороший расчет вентиляции.

Если вы упустите этот важный момент при строительстве дома, то впоследствии вам придется решать целый ряд проблем, начиная от удаления плесени в ванной комнате и заканчивая ремонтом и установкой системы воздуховодов. Согласитесь, не очень приятно видеть черную плесень на подоконнике кухонного окна или в углах детской комнаты, и снова погружаться в работу по устранению последствий.

В этой статье мы собрали полезный материал по расчету систем вентиляции, справочные таблицы. Есть формулы, наглядные иллюстрации и реальный пример для помещений различного назначения и определенной площади, продемонстрированный в видеоролике.

Расчёт жилых комнат

Общая площадь пола: 12 + 16 + 21 = 59 м2. Объем воздуха, подлежащего обмену, согласно СНиП: 59 x 3 = 177 м3.

Расчёт для ванной комнаты или кухни

Требование к вытяжному устройству — обеспечить полный воздухообмен за 15 минут. Норма объема кухни: 9 x 7 = 27 м3 , которые необходимо добыть за четверть часа. Поэтому производительность вытяжного вентилятора должна быть не менее 27 x 4 = 108 м3/ч во время вытяжки (40 — 60 мин/день).

На практике это значение для большинства бытовых вентиляционных вытяжек гораздо выше и начинается от 220 м3 /ч, но в 50% случаев они работают вхолостую из-за отсутствия притока.

Расчёт помещения санузлов

Ванная комната. Объем воздуха: 4 x 3 = 12 м3/ч. Полный воздухообмен за 5 мин (1/12 часа). Пропускная способность воздуха: 12 x 12 = 144 м3/ч.

Туалет. Объем воздуха: 2 x 3 = 6 м3/ч. Полный обмен за 5 мин (1/12 часа). Производительность системы составляет 6 x 12 = 72 м3/ч.

Напомним, что рассчитанные цифры относятся к мощности притока, на основе которой выбираются вытяжные устройства.

Эти значения можно свести в таблицу:

Номер Площадь, м2 Норма обмена, м3 /ч Оптимальный диаметр воздуховода, мм Количество отводов, шт. Источник притока Примечание
Спальня 16 16 х 3 = 48 125 1 Оконный/стеновой затвор Прерывистая вентиляция 10 часов в день (с 22.00 до 8.00).
Дети 12 12 х 3 = 36 100 2 Стационарная вентиляция
Гостиная 21 21 х 3 = 63 125 2 Стационарная вентиляция
Кухня 9 90 (108 в верхней части) 150 3 Оконная/настенная вентиляция в жилых помещениях Непрерывная вентиляция с периодической интенсификацией (вытяжка)
Ванная комната 4 25 (144 в пике) 150 2 Прерывистое усиление вентиляции
Туалет 2 30 (72 в пик) 150 Прерывистое усиление вентиляции

Вопрос. Как обеспечить подачу 144 м3/ч воздуха в ванную комнату, если максимальная производительность приточного воздуха составляет 40 м3/ч?

Ответ. Подключите подачу в ванную комнату и туалет к комбинированному вытяжному устройству из жилых помещений. Качество воздуха хорошо подходит для принудительной вентиляции, а общее количество приточного воздуха 120 м3/ч обеспечит нормальную эффективность вытяжки.

Количество дуг является показателем потери мощности вытяжного вентилятора (2% на дугу) и должно учитываться при выборе оборудования.

Оборудование — оконные и стеновые клапаны, вентиляторы и вытяжки, вентиляционные каналы — может быть подобрано на основе заданных данных. Как правило, объем поступающего воздуха должен быть равен объему выходящего воздуха. Целесообразно использовать центральную многоканальную систему с розетками в каждой комнате (от $300 до $700), а на отдельные комнаты установить контроллеры питания и таймеры (от 15 у.е./шт.).

Используя адаптированную методику, приведенную в этой статье, вы сможете сэкономить деньги на профессиональных услугах. Это вполне приемлемо, учитывая низкую сложность. Теперь остается выбрать оборудование, цена которого будет зависеть только от качества продукта и уровня шума.

Расчет диффузоров и решеток


Вентиляторы используются для подачи или удаления воздуха из помещения. От правильного расчета количества и расположения вентиляционных диффузоров зависит чистота и температура воздуха в каждом углу помещения. При установке большего количества вентиляторов давление в системе увеличивается, а скорость движения воздуха уменьшается.

Количество вентиляционных диффузоров рассчитывается следующим образом:

N=Res (2820 *v* D* D),

Здесь R — производительность воздушного потока в кубических метрах в час, v — скорость движения воздуха, м/с, D — диаметр одного вентилятора в метрах.

Количество вентиляционных решеток можно рассчитать по формуле:

N=Res (3600 *v*S),

здесь R — расход воздуха в кубических метрах в час, v — скорость воздуха в системе, м/с, S — площадь поперечного сечения одной решетки, кв. м.

Выбор приточной установки

Для выбора диффузора нам необходимы значения трех параметров: общий расход воздуха, мощность нагревателя и сопротивление воздушной сети. Расход воздуха и мощность нагревателя уже рассчитаны. Сопротивление сети можно найти с помощью калькулятора или, в случае ручного расчета, установить типичное значение (см. Расчет сопротивления сети).

Для того чтобы выбрать подходящую модель, нам необходимо выбрать вентиляционные установки, максимальная мощность которых немного выше расчетного значения. Затем мы используем кривую вентиляции для определения пропускной способности системы при заданном импедансе сети. Если полученное значение немного превышает требуемую мощность вентиляции, значит, выбранная модель нам подходит.

В качестве примера, давайте проверим, подходит ли вентиляционная установка, показанная на рисунке, для дома площадью 200 м².


Расчетная производительность составляет 450 м³/ч. Предположим, что сопротивление сети составляет 120 Па. Чтобы определить фактическую мощность, проведите горизонтальную линию от 120 Па, а затем от точки пересечения с графиком проведите вертикальную линию вниз. Точка пересечения этой линии с осью ‘Производительность’ даст нам требуемое значение примерно 480 м³/ч, что несколько выше расчетного значения. Поэтому данная модель является адекватной.

Обратите внимание, что многие современные вентиляторы имеют слабые вентиляционные характеристики. Это означает, что возможные ошибки в определении сопротивления решетки практически не влияют на фактическую производительность вентиляционной системы. Если бы в нашем примере мы ошиблись на 50 Па при определении сопротивления решетки (т.е. фактическое сопротивление решетки было бы 180 Па вместо 120 Па), производительность системы снизилась бы всего на 20 м³/ч до 460 м³/ч, что не повлияло бы на результат нашего выбора.

После выбора вентиляционной установки (или вентилятора, если используется комплектная система) может оказаться, что ее фактическая производительность заметно выше проектной и что предыдущая модель вентиляционной установки не подходит из-за недостаточной производительности. В этом случае у нас есть несколько вариантов:

  1. Оставить как есть, при этом фактическая производительность вентиляции будет выше расчетной. Это приведет к увеличению расхода энергии на нагрев воздуха в холодное время года.
  2. «Дросселируйте вентиляционную установку с помощью балансировочных клапанов, пока поток воздуха в каждом помещении не снизится до проектного уровня. При этом также тратится энергия (хотя и не так много, как в первом варианте), поскольку вентилятор будет перегружен, преодолевая повышенное сопротивление сети.
  3. Не запускайте вентилятор на максимальной скорости. Это поможет, если вентиляционная установка имеет 5-8 скоростей вращения вентилятора (или переменный контроль скорости). Однако большинство бюджетных вентиляционных установок имеют только 3-ступенчатый регулятор скорости, который вряд ли обеспечит нужную скорость воздушного потока.
  4. Уменьшите максимальную мощность вентиляционной установки точно до указанного уровня. Это возможно, если автоматика вентиляционной установки позволяет установить максимальную скорость вращения вентилятора.

Нужно ли ориентироваться на СНиП?

Во всех проведенных нами расчетах мы использовали рекомендации SNiP и MGSN. Эти нормативные документы позволяют определить минимально допустимую мощность вентиляции, которая обеспечит комфортное пребывание людей в помещении. Другими словами, требования СНиП в первую очередь направлены на минимизацию стоимости вентиляционной системы и эксплуатационных расходов, что важно при проектировании систем вентиляции административных и общественных зданий.

В квартирах и домах ситуация иная, поскольку вы проектируете вентиляцию для себя, а не для обычного жителя, и никто не заставляет вас соблюдать рекомендации СНиП. По этой причине эффективность системы может быть как выше расчетного значения (для большего комфорта), так и ниже (для снижения энергопотребления и стоимости системы). Кроме того, у каждого человека свое субъективное ощущение комфорта: кому-то достаточно 30-40 м³/ч на человека, для кого-то будет слишком мало и 60 м³/ч.

Однако, если мы не знаем, какой воздухообмен нам необходим для комфортного самочувствия, лучше следовать рекомендациям СНиП. Поскольку современные вентиляционные установки позволяют регулировать производительность с помощью пульта дистанционного управления, вы можете найти компромисс между комфортом и экономией уже в процессе эксплуатации вентиляционной системы.

Ошибки при проектировании

Нередко на этапе проектирования допускаются ошибки. К ним можно отнести чрезмерный шум, обратную или недостаточную тягу, выдувание воздуха (верхние этажи многоэтажных зданий) и другие проблемы. Некоторые из них могут быть решены и после установки, с помощью дополнительных установок.

Отличным примером некачественно выполненного расчета является недостаточная тяга в вытяжной системе промышленного здания без особо вредных выбросов. Допустим, вентиляционный канал заканчивается круглым воздуховодом, который возвышается над крышей на 2 000 — 2 500 мм. Поднимать его выше не всегда возможно или практично, в таких случаях используется принцип факела. В верхней части круглого вентиляционного отверстия устанавливается сопло с меньшим диаметром отверстия. Это создает искусственное ограничение в поперечном сечении, что влияет на скорость выброса газа в атмосферу и увеличивает ее во много раз.


Пример дизайна

Методология расчета вентиляции позволяет обеспечить хорошую среду в помещении при правильной оценке негативных факторов, которые на нее влияют. В Mega.ru работают профессиональные проектировщики инженерных систем любой сложности. Мы предоставляем услуги в Москве и соседних регионах. Компания также успешно работает по удаленному сотрудничеству. Все контактные данные можно найти на странице «Контакты», не стесняйтесь обращаться к нам.

Подведем итоги

Вентиляция на производстве выполняет множество функций, от удаления опасных соединений до обогрева здания. Поэтому к проектированию следует подходить с большой осторожностью.


Пример проектирования вентиляции цеха

проектирует воздушные системы для жилых, общественных и промышленных зданий. Наши специалисты работают в Москве, области и близлежащих регионах. Мы также работаем с клиентами удаленно. Вы можете связаться с нами по всем интересующим вас вопросам. Как с нами связаться, можно найти во вкладке «Контакты».

Поделиться:
Нет комментариев
×
Рекомендуем посмотреть
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять
Политика конфиденциальности
Adblock
detector