Рассчитать вентиляцию

Вентиляция служит для поддержания достаточного количества свежего чистого воздуха в помещении и для удаления отработанного загрязненного воздуха из помещения. Кроме того, вентиляция обеспечивает движение воздуха в помещении, что способствует устранению лишней влаги, сырости, застойного воздуха и накопившихся запахов. Для того, чтобы подобрать все необходимые комплектующие, требуется произвести расчёт системы вентиляции.

Содержание

Расчёт приточной вентиляции

Расчёт приточной вентиляции выполняется для каждого из помещений в отдельности. Алгоритм расчёта зависит от назначения помещения. Так, для офисных помещений, фойе и переговорных будут применены различные зависимости.

В первую очередь, выполняя расчёт приточной вентиляции, следует обратиться к нормативным документам — сводам правил (СП) для рассматриваемого типа объекта:

  • СП 44.13330.2011 — Административные и бытовые здания
  • СП 54.13330.2016 — Здания жилые многоквартирные
  • СП 56.13330.2011 — Производственные здания
  • СП 57.13330.2011 — Складские здания
  • СП 113.13330.2016 — Стоянки автомобилей
  • СП 118.13330.2012* — Общественные здания и сооружения
  • СП 278.1325800.2016 — Здания образовательных организаций высшего образования

В сводах правил приведены таблицы кратностей воздухообмена для различных помещений. Например, согласно п. 7.31 СП 118.13330.2012 кратность воздухообмена в магазине должна быть не менее 1. Напомним, что кратность воздухообмена показывает, сколько раз воздух в помещении должен смениться за один час. Следовательно, чтобы провести расчёт приточной вентиляции нужно определить объём помещения магазина.

Предположим, площадь магазина составляет 50 м2, высота потолков 3 метра. Тогда объем помещения составит 150 м3, а требуемый расход приточного воздуха будет равен 150·1=150 м3/ч.

Для других типов объектов в нормах может быть указана не кратность воздухообмена, а расход воздуха, приходящийся на одного человека. Так, согласно таблице 7.3 СП 118.13330.2012 в зрительных залах кинотеатров расход воздуха на одного зрителя должен быть не менее 20 м3/ч. В этом случае расчёт приточной вентиляции будет заключаться в подсчёте числа зрителей и умножении полученного значения на 20 м3/ч. Для зрительного зала вместимостью 300 человек получим: 300·20 = 6000 м3/ч.

Расчёт вытяжной вентиляции

Расчёт вытяжной вентиляции также ведётся с учетом требований сводов правил, список которых приведён выше. Например, однократный воздухообмен в магазине будет означать, что производительность вытяжной системы также должна составлять 1 объём помещения в час (150 м3/ч для рассмотренного магазина).

Однако при расчёте вытяжной вентиляции есть одна особенность. В «чистых» помещениях (офисы, кабинеты, переговорные, жилые комнаты и другие помещения с постоянным пребыванием человека) рекомендуется, чтобы расход вытяжного воздуха был на 10-30 % меньше расхода приточного воздуха. Это делается для того, чтобы «лишний» воздух уходил в смежные помещения — в коридоры и технические помещения. Тем самым обеспечивается защита от перетекания запахов из смежных помещений и жилые и офисные зоны.

Кроме того, на любом объекте есть помещения, где предусматривается только вытяжка — санузлы, душевые, технические помещения, гардеробы и другие. Как правило, нормы предписывают устраивать для них отдельные вытяжные системы. При этом расчёт вытяжных систем ведётся исходя из следующих цифр:

  • Вытяжка от одного унитаза: 50 м3/ч
  • Вытяжка от одной раковины: 25 м3/ч
  • Вытяжка от одной душевой кабинки: 75 м3/ч
  • Вытяжка из технических помещений: 1 крат.

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.

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),

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).

Расчёт воздуховодов вентиляции

Расчёт воздуховодов вентиляции сводится к определению сечения воздуховодов — сторон прямоугольных воздуховодов или диаметра круглых. Расчёт сечения вентиляции ведётся по формуле:

S = L / (3600·v),

где L — расход воздуха (м3/ч), v — скорость воздуха (м/с). Скорость воздуха в системах принудительной вентиляции принимается:

  • До 15 м/с в системах противодымной вентиляции
  • До 6 м/с в магистральных воздуховодах общеобменной вентиляции
  • До 4 м/с в ответвлениях от магистральных воздуховодов общеобменной вентиляции.

Далее для прямоугольных воздуховодов подбираются такие размеры проходного сечения А и В, чтобы А·В≈S. Кроме того, А и В должны быть кратны 50 миллиметрам. Например, для S=0,07 м2 можно предложить А=350мм и В=200 мм или А=300 мм и В=250 мм.

Для круглых воздуховодов выполняется расчёт диаметра вентиляции D: D=корень(4·S/p).

Далее принимается ближайший больший диаметр воздуховода из ряда стандартных диаметров: 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 650, 800, 1000 миллиметров. Более подробно о стандартных диаметрах круглых воздуховодов читайте в отдельном материале.

Например, для той же площади сечения S = 0,07 м2 получим D ≈ 300 мм. Ближайший больший круглый воздуховод имеет диаметр 315 миллиметров — именно его и следует принять.

Более подробно о видах воздуховодов и их классификации читайте в отдельной статье.

Пример расчёта вентиляции

В качестве примера рассмотрим небольшой офис компании, включающий ресепшен (2 рабочих места) и три кабинета (4, 6 и 8 рабочих мест и по 2 места для посетителей в каждом из них). Напомним, что на каждое постоянное рабочее место требуется 60 м3/ч, на каждого посетителя — 20 м3/ч. Расход приточного воздуха для такого объекта составит:

Общий расход приточного воздуха составит 120+280+400+520 = 1320 м3/ч.

Примем скорость воздуха v = 4 м/с. Получим площадь сечения S = 1320/(3600·4) = 0,092 м2. Примерно такую площадь сечения имеет круглый воздуховод диаметром 400 мм. Но такой диаметр считается слишком большим, рекомендуется применять прямоугольные воздуховоды.

Среди прямоугольных воздуховодов можно предложить, например, 400×250 мм — именно такого типоразмера далее следует подбирать вентилятор, шумоглушители, воздухонагреватель, фильтр и другие элементы приточной системы вентиляции.

Кстати, рассчитаем мощность воздухонагревателя для данной системы (нагрев с −26°С до +18°С):

QН = 0,335·1320·(18-(-26)) = 19,4 кВт.

Заключение

Расчёт вентиляции следует выполнять в соответствии с требованиями Сводов Правил и иных нормативных документов РФ. В ходе расчёта определяется производительность систем, сечение воздуховодов, подбираются все элементы, входящие в состав той или иной системы.

Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир климата»

Вентиляционные системы — неотъемлемая часть любого помещения. И, конечно, в них используется такой прибор, как вытяжной вентилятор. Без него просто не обойтись. Чтобы приобрести систему нужной мощности, обязательно надо сделать расчет производительности вытяжного вентилятора.

Нормы и требования к вентиляции помещений

По нормам, установленным СНиП, при расчете производительности вентиляторов, кратность воздухообмена должна быть не менее 0,5 м3 в час для бытовых помещений.

Также есть определенные нормы для каждого типа жилых помещений.

  • Ванная комната, совмещенная с туалетом — 50 м3/час.
  • Ванная комната без туалета — 25 м3/час.
  • Туалет — 25 м3/час.
  • Кухня — от 60 до 90 м3/час (в зависимости от типа и мощности плиты).
  • Другие помещения — 3 м3/час на 1 м3.

Учитывая указанную кратность воздухообмена и объем помещения, рассчитывается общий расход и производительность вытяжного вентилятора.

Расчет производительности вытяжного вентилятора в жилых помещениях

Чтобы узнать, какой должна быть производительность вашей вытяжной системы, необходимо предпринять следующее:

  1. Узнать объем помещения.
  2. Умножаем объем на необходимую норму воздухообмена.
  3. Получившаяся цифра и есть необходимая нам производительность.
  4. Еще необходимо учесть сечение воздуховодов, изгибы, сопротивление фильтров, если они есть в системе вентиляции.

Формула для расчетов будет выглядеть так:

L = n*V,

где

  • L — требующаяся производительность, м3/час,
  • n — необходимая норма воздухообмена, м3/час,
  • V — объем помещения.

Например, рассчитаем производительность вытяжного вентилятора для трехкомнатной квартиры общей площадью 59 м2, с ванной, туалетом, кухней и мебелью. 59 м2 умножим на 3м (это высота), найдем объем. Он будет равен 177 м3.

Необходимая норма смены воздуха в час по СНиП — 10-12 раз в час. Умножим 177 на 12, получим 354 м3. Это и есть необходимая производительность. Но сюда нужно еще прибавить такие же расчеты по кухне, ванной и туалету. Это будет соответственно 108 м3, 144 м3 и 72 м3. Сложив все цифры, получим мощность нашей вытяжной системы — 678 м3/час.

Нужно будет учитывать, что каждый изгиб воздуховода снижает мощность, также и сопротивление фильтров.

Диаметр воздуховода влияет на его пропускную способность. Существует три наиболее распространенных размера:

  • 100 мм — для вентилятора небольшой мощности, который постоянно работает;
  • 125 мм — для эпизодического проветривания помещения вентиляцией малой и средней мощности;
  • 150 мм — быстрое нерегулярное проветривание помещений с малым количеством людей.

Определение объема помещения

Объем помещения найти несложно. Для этого нужно перемножить длину комнаты на ширину и высоту.

V = a*b*c

Пример расчета производительности для ванной с площадью 9 кв.м

Рассчитаем мощность и осуществим подбор вентилятора по производительности для ванной комнаты. Площадь 9 м2 умножим на высоту потолка 2,5, получим 22,5 м3. Это объем помещения.

Полностью воздух должен меняться каждые 5 минут, это 1/12 часа. Пропускная способность вентилятора будет равна — 22,5*12 = 270 м3.

Подбор вентилятора по минимально необходимой производительности

Нормы, которые требуются по расчетам, обычно завышены, и на практике не реализуются. На кухне или в ванной комнате во время приготовления пищи или принятия душа есть функция усиленной вытяжки. А для обеспечения минимальной установленной нормы достаточно хорошего притока воздуха и тяги в вентиляционном канале.

Чтобы рассчитать мощность вытяжного вентилятора, необходимо знать объем комнаты и необходимую норму воздухообмена.

Производительность равна произведению объема на кратность воздухообмена. Узнав, чему она равна, сравниваем ее с нормой по требованиям СНиП, и берем максимальное значение.

Если же нужно подобрать вентилятор по минимальной производительности, то берем минимальное требуемое значение.

Снизить расходы и подобрать вентилятор меньшей производительности можно, используя современные VAV-системы. Это вентиляционные системы, в которых возможна экономия энергии и воздухообмена путем полного или частичного отключения вентиляции некоторых помещений. Например, ночью в гостиной никого нет, поэтому можно временно отключить там вентиляцию.

Что влияет на производительность устройства?

Если смотреть на формулу расчета производительности, то она выглядит довольно простой. Но только расчеты по формуле не дают полного представления о том, какой именно вытяжной вентилятор подойдет в каком-то конкретном случае.

Есть еще некоторые факторы, влияющие на производительность устройства.

  1. Принцип работы. Вентиляция может работать в режиме отвода воздуха и в режиме рециркуляции. Рециркуляционные вытяжки имеют меньшую производительность, им требуется больше мощности.
  2. Расположение. От места, где находится вентилятор, также зависит его производительность. Например, на кухне вытяжка должна располагаться прямо над плитой на определенном расстоянии, иначе ее производительность будет снижена.
  3. Потребляемая мощность. Чем меньше вентилятор потребляет мощности, тем меньше расход электроэнергии.Самыми выгодными с этой точки зрения являются осевые вентиляторы.

Расчет производительности вентилятора для особых промышленных условий

Чтобы рассчитать необходимую производительность вентилятора для промышленных условий, нужно разработать техническое задание и определиться с некоторыми важными моментами.

  1. Место расположения объекта.
  2. Назначение помещения.
  3. Планировка и расположение внутри здания.
  4. Материал, из которого построено помещение.
  5. Количество людей, работающих на производстве.
  6. Режим работы и технология процессов.

После этого производятся необходимые расчеты. Причем необходимо учесть еще такие факторы, как скорость потока воздуха, уровень шума, длину и диаметр воздуховодов и их изгибы, давление системы. Скорость потока воздуха считается стандартной, когда она равна 2,5 — 4 м/с.

Учет количества людей, находящихся в помещении

Рассчитать необходимую мощность вентилятора можно и по другой формуле:

L = N*LH.

Этот расчет производится, учитывая количество людей в помещении.

  • L — необходимая мощность,
  • N — количество людей в помещении,
  • LH — норма воздуха на одного человека.

Норма воздуха в состоянии покоя составляет 30 м3/час, при физической активности — 60 м3/час.

Для жилых помещений используется показатель 60 м3/час, там, где человек отдыхает, например, спальня, допускается принять за норму 30 м3/час, так как во сне необходимо меньше кислорода.

За количество людей принимаются те люди, которые находятся в помещении постоянно. Если к вам пришли гости, не нужно из-за этого увеличивать мощность вентилятора.

Повышенное количество влаги

Оборудование ванной комнаты может отличаться от других видов вентиляции, так как там всегда повышенная влажность. Чтобы избежать короткого замыкания, необходимо использовать специальный брызгозащищенный вариант вентилятора. Он не позволит влаге попадать в воздуховод.

Современный рынок предлагает множество вариантов вытяжных вентиляторов. Они отличаются по производительности, потребляемой мощности, уровню шума, размерам и назначению. Выбрав необходимую вам модель, вы сможете обеспечить себя и близких вам людей свежим воздухом.

Главная страница » Вентиляция » Проектирование и расчет вентиляции

Теперь, зная из каких компонентов состоит система вентиляции, мы можем приступить к ее комплектации. В этом разделе мы расскажем о том, как рассчитать приточную вентиляцию для объекта площадью до 300–400 м² — квартиры, небольшого офиса или коттеджа. Естественная вытяжная вентиляция на таких объектах обычно уже установлена на этапе строительства, поэтому рассчитывать ее не требуется. Следует отметить, что в квартирах и коттеджах вытяжная вентиляция обычно проектируется из расчета однократного воздухообмена, в то время как приточная обеспечивает, в среднем, двукратный воздухообмен. Это не является проблемой, поскольку часть приточного воздуха будет удаляться через неплотности в окнах и дверях, не создавая избыточной нагрузки на вытяжную систему. В нашей практике мы никогда не сталкивались с требованием службы эксплуатации многоквартирного здания ограничить производительность приточной системы вентиляции (в то же время установка вытяжных вентиляторов в каналы вытяжной вентиляции часто бывает запрещена). Если же вы не хотите разбираться в методике расчета и формулах, то можете воспользоваться Калькулятором, который выполнит все необходимые расчеты.

Производительность по воздуху

Расчет системы вентиляции начинается с определения производительности по воздуху (воздухообмена), измеряемой в кубометрах в час. Для расчетов нам потребуется план объекта, где указаны наименования (назначения) и площади всех помещений.

Подавать свежий воздух требуется только в те помещения, где люди могут находиться длительное время: спальни, гостиные, кабинеты и т. п. В коридоры воздух не подается, а из кухни и санузлов удаляется через вытяжные каналы. Таким образом, схема движения воздушных потоков будет выглядеть следующим образом: свежий воздух подается в жилые помещения, оттуда он (уже частично загрязненный) попадает в коридор, из коридора — в санузлы и на кухню, откуда удаляется через вытяжную вентиляцию, унося с собой неприятные запахи и загрязнители. Такая схема движения воздуха обеспечивает воздушный подпор «грязных» помещений, исключая возможность распространения неприятных запахов по квартире или коттеджу.

Для каждого жилого помещения определяется количество подаваемого воздуха. Расчет обычно ведется в соответствии со СНиП 41-01-2003 и МГСН 3.01.01. Поскольку СНиП задает более жесткие требования, то в расчетах мы будем ориентироваться на этот документ. В нем говорится, что для жилых помещений без естественного проветривания (то есть там, где окна не открывают) расход воздуха должен составлять не менее 60 м³/ч на человека. Для спален иногда используют меньшее значение — 30 м³/ч на человека, поскольку в состоянии сна человек потребляет меньше кислорода (это допустимо по МГСН, а также по СНиП для помещений с естественным проветриванием). При расчете учитываются только люди, находящиеся в помещении длительное время. Например, если у вас в гостиной пару раз в году собирается большая компания, то увеличивать производительность вентиляции из-за них не нужно. Если же вы хотите, чтобы гости чувствовали себя комфортно, можно установить VAV-систему, которая позволяет регулировать расход воздуха раздельно в каждом помещении. С такой системой вы сможете увеличить воздухообмен в гостиной за счет его снижения в спальне и других помещениях.

После расчета воздухообмена по людям нам нужно рассчитать воздухообмен по кратности (этот параметр показывает, сколько раз в течение одного часа в помещении происходит полная смена воздуха). Чтобы воздух в помещении не застаивался, нужно обеспечить хотя бы однократный воздухообмен.

Таким образом, для определения требуемого расхода воздуха нам нужно рассчитать два значения воздухообмена: по количеству людей и по кратности и, после чего выбрать большее из этих двух значений:

  1. Расчет воздухообмена по количеству людей:
    L = N * Lnorm, где L — требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч; N — количество людей; Lnorm — норма расхода воздуха на одного человека:
    • в состоянии покоя (сна) — 30 м³/ч;
    • типовое значение (по СНиП) — 60 м³/ч;
  2. Расчет воздухообмена по кратности:
    L = n * S * H, где L — требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч; n — нормируемая кратность воздухообмена: для жилых помещений – от 1 до 2, для офисов – от 2 до 3; S — площадь помещения, м²; H — высота помещения, м;

Рассчитав необходимый воздухообмен для каждого обслуживаемого помещения, и сложив полученные значения, мы узнаем общую производительность системы вентиляции. Для справки типовые значения производительности вентиляционных систем:

  • Для отдельных комнат и квартир — от 100 до 500 м³/ч;
  • Для коттеджей — от 500 до 2000 м³/ч;
  • Для офисов — от 1000 до 10000 м³/ч.

Расчет воздухораспределительной сети

После определения производительности вентиляции можно переходить к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов), дроссель-клапанов и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Схему составляют таким образом, чтобы при минимальной общей длине трассы система вентиляции могла подавать расчетное количество воздуха во все обслуживаемые помещения. Далее по этой схеме рассчитывают размеры воздуховодов и подбирают воздухораспределители.

Расчет размеров воздуховодов

Для расчета размеров (площади сечения) воздуховодов нам нужно знать объем воздуха, проходящий через воздуховод в единицу времени, а также максимально допустимую скорость воздуха в канале. При увеличении скорости воздуха размеры воздуховодов уменьшаются, но уровень шума и сопротивление сети возрастают. На практике для квартир и коттеджей скорость воздуха в воздуховодах ограничивают на уровне 3–4 м/с, поскольку при более высоких скоростях воздуха шум от его движения в воздуховодах и распределителях может стать слишком заметным.

Следует также учитывать, что использовать «тихие» низкоскоростные воздуховоды большого сечения не всегда возможно, поскольку их сложно разместить в запотолочном пространстве. Снизить высоту запотолочного пространства позволяет применение прямоугольных воздуховодов, которые при одинаковой площади сечения имеют меньшую высоту, чем круглые (например, круглый воздуховод диаметром 160 мм имеет такую же площадь сечения, как и прямоугольный размером 200×100 мм). В тоже время монтировать сеть из круглых гибких воздуховодов проще и быстрее.

Итак, расчетная площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

Sс = L * 2,778 / V, где Sс — расчетная площадь сечения воздуховода, см²; L — расход воздуха через воздуховод, м³/ч; V — скорость воздуха в воздуховоде, м/с; 2,778 — коэффициент для согласования различных размерностей (часы и секунды, метры и сантиметры).

Итоговый результат мы получаем в квадратных сантиметрах, поскольку в таких единицах измерения он более удобен для восприятия.

Фактическая площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

S = π * D² / 400 — для круглых воздуховодов, S = A * B / 100 — для прямоугольных воздуховодов, где S — фактическая площадь сечения воздуховода, см²; D — диаметр круглого воздуховода, мм; A и B — ширина и высота прямоугольного воздуховода, мм.

В таблице приведены данные по расходу воздуха в круглых и прямоугольных воздуховодах при разных скоростях движения воздуха.

Таблица 1. Расход воздуха в воздуховодах

Параметры воздуховодов Расход воздуха (м³/ч)
при скорости воздуха:
Диаметр
круглого
воздуховода
Размеры
прямоугольного
воздуховода
Площадь
сечения
воздуховода
2 м/с 3 м/с 4 м/с 5 м/с 6 м/с
80×90 мм 72 см² 52 78 104 130 156
Ø 100 мм 63×125 мм 79 см² 57 85 113 142 170
63×140 мм 88 см² 63 95 127 159 190
Ø 110 мм 90×100 мм 90 см² 65 97 130 162 194
80×140 мм 112 см² 81 121 161 202 242
Ø 125 мм 100×125 мм 125 см² 90 135 180 225 270
100×140 мм 140 см² 101 151 202 252 302
Ø 140 мм 125×125 мм 156 см² 112 169 225 281 337
90×200 мм 180 см² 130 194 259 324 389
Ø 160 мм 100×200 мм 200 см² 144 216 288 360 432
90×250 мм 225 см² 162 243 324 405 486
Ø 180 мм 160×160 мм 256 см² 184 276 369 461 553
90×315 мм 283 см² 204 306 408 510 612
Ø 200 мм 100×315 мм 315 см² 227 340 454 567 680
100×355 мм 355 см² 256 383 511 639 767
Ø 225 мм 160×250 мм 400 см² 288 432 576 720 864
125×355 мм 443 см² 319 479 639 799 958
Ø 250 мм 125×400 мм 500 см² 360 540 720 900 1080
200×315 мм 630 см² 454 680 907 1134 1361
Ø 300 мм 200×355 мм 710 см² 511 767 1022 1278 1533
160×450 мм 720 см² 518 778 1037 1296 1555
Ø 315 мм 250×315 мм 787 см² 567 850 1134 1417 1701
250×355 мм 887 см² 639 958 1278 1597 1917
Ø 350 мм 200×500 мм 1000 см² 720 1080 1440 1800 2160
250×450 мм 1125 см² 810 1215 1620 2025 2430
Ø 400 мм 250×500 мм 1250 см² 900 1350 1800 2250 2700


Расчет размеров воздуховода производится отдельно для каждой ветки, начиная с магистрального канала, к которому подключается вентустановка. Отметим, что скорость воздуха на ее выходе может достигать 6–8 м/с, поскольку размеры присоединительного фланца вентустановки ограничены размером ее корпуса (шум, возникающий внутри нее, гасится шумоглушителем). Для уменьшения скорости воздуха и снижения уровня шума размеры магистрального воздуховода часто выбирают больше размеров фланца вентустановки. В этом случае подключение магистрального воздуховода к вентустановке производится через переходник.

В бытовых системах вентиляции обычно используются круглые воздуховоды диаметром от 100 до 250 мм или прямоугольные эквивалентного сечения.

Выбор воздухораспределителей

Зная расход воздуха можно подобрать по каталогу воздухораспределители с учетом соотношения их размеров и уровня шума (площадь сечения воздухораспределителя, как правило, в 1,5–2 раза больше площади сечения воздуховода). Для примера рассмотрим параметры популярных воздухораспределительных решеток Арктос серий АМН, АДН, АМР, АДР:



В каталоге указываются их размеры (колонка A x B) и площадь сечения (F0), а также параметры при заданных расходах воздуха (колонки L0). С увеличением расхода воздуха возрастает уровень шума (Lwa) и падение давления (ΔPп), а также увеличивается дальнобойность воздушной струи. В соответствующих колонках указывается расстояние от решетки, на котором скорость потока воздуха Vx будет равна 0,2 или 0,5 м/с. Для жилых помещений подбор решеток обычно ведется по колонкам с уровнем шума до 25 дБ(А), в офисах обычно допустим уровень шума до 35 дБ(А).

Для того, чтобы фактические параметры решетки соответствовали тем, что указаны в каталоге, необходимо обеспечить равномерное распределение воздуха по всей ее площади. Для этого желательно использовать камеру статического давления или адаптер с боковым подключением, в котором поток воздуха перед попаданием на решетку поворачивает под прямым углом.

В бытовых системах вентиляции обычно используют распределительные решетки размером от 100×100 мм до 400×200 мм или круглые диффузоры эквивалентного сечения.

Расчет сопротивления сети

В процессе движения воздуха по воздуховодам, адаптерам, распределителям и всем остальным элементам сети, он испытывает сопротивление движению. Чтобы преодолеть это сопротивление и сохранить требуемый расход воздуха, вентилятор должен создавать определенное давление, измеряемое в Паскалях (Па). Чем больше будет падение давление в воздухораспределительной сети, тем ниже станет фактическая производительность вентилятора. Зависимость производительности вентилятора или вентустановки от сопротивления (полного давления) воздухопроводной сети задается в виде графика, который называется вентиляционная характеристика. Подробнее об этом параметре мы расскажем ниже.

Таким образом, для дальнейшего выбора приточной установки нам необходимо рассчитать сопротивление сети. Однако здесь нас поджидают трудности, поскольку точный расчет требует учета сопротивления каждого ее элемента. В проектном отделе этот расчет выполняется автоматически с помощью специализированного программного комплекса, такого как MagiCAD. В Калькуляторе применяется немного упрощенная методика, которая, тем не менее, учитывает все основные параметры сети. Ручной же расчет весьма трудоемок и требует использования большого объема данных — графиков или таблиц сопротивления элементов сети в зависимости от скорости движения воздуха. Для справки приведем типичные значения сопротивления воздухораспределительной сети системы вентиляции на базе приточной установки при скорости воздуха в воздуховодах 3–4 м/с (без учета сопротивления фильтра тонкой очистки):

  • 75–100 Па для квартир площадью от 50 до 150 м².
  • 100–150 Па для коттеджей площадью от 150 до 350 м².

Сопротивление сети слабо зависит от количества обслуживаемых помещений и определяется протяженностью и конфигурацией самого длинного пути от входа (воздухозаборной решетки) до выхода (воздухораспределителя). Отметим, что приведенные значения справедливы только для систем вентиляции на базе вентиляционной установки, но не наборной системы, поскольку нам не нужно учитывать падение давления на калорифере, фильтре грубой очистки, воздушном клапане и других элементах вентустановки (ее вентиляционная характеристика строится уже с учетом сопротивления всех этих элементов).

Мощность калорифера

После определения производительности вентиляции мы можем рассчитать требуемую мощность калорифера. Для этого нам понадобятся значения температуры воздуха на выходе системы и минимальной температуры наружного воздуха в холодный период года. Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоны и для Москвы принимается равной -26°С. Таким образом, при включении калорифера на полную мощность, он должен нагревать поток воздуха на 44°С. Поскольку сильные морозы в Москве непродолжительны, можно использовать калорифер меньшей мощности, при условии, что система вентиляции имеет регулировку производительности: это позволит в холодный период поддерживать комфортную температуру воздуха за счет снижения скорости вентилятора.

Мощность калорифера рассчитывается по формуле:

P = ΔT * L * Cv / 1000, где Р — мощность калорифера, кВт; ΔT — разность температур воздуха на выходе и входе калорифера,°С. Для Москвы ΔT=44°С, для других регионов — определяется по СНиП; L — производительность вентиляции, м³/ч. Cv — объемная теплоемкость воздуха, равная 0,336 Вт·ч/м³/°С. Этот параметр зависит от давления, влажности и температуры воздуха, но в расчетах мы этим пренебрегаем.

После расчета мощности калорифера нужно выбрать напряжение питания (для электрического калорифера): 220В / 1 фаза или 380В / 3 фазы. При мощности калорифера свыше 4–5 кВт желательно использовать 3-х фазное подключение. Максимальный ток, потребляемый калорифером, можно рассчитать по формуле:

I = P / U, где I — максимальный потребляемый ток, А; Р — мощность калорифера, Вт; U — напряжение питание:

  • 220В — для однофазного питания;
  • 660В (3 × 220В) — для трехфазного питания (при подключении нагревателей «звездой» между 0 и фазой ).

Типичные значения мощности калорифера — от 1 до 5 кВт для квартир и от 5 до 50 кВт для офисов и коттеджей. При высокой расчетной мощности лучше устанавливать водяной калорифер, который использует в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления.

Расчет потребляемой электроэнергии

Для систем вентиляции с электрическим калорифером основные затраты электроэнергии приходятся на нагрев холодного приточного воздуха. Чтобы понять, сколько же придется платить за электроэнергию, недостаточно знать только мощность калорифера, ведь с максимальной мощностью калорифер будет работать непродолжительное время, только в период сильных морозов. При повышении температуры наружного воздуха потребляемая мощность уменьшается (все приточные установки автоматически регулируют мощность калорифера для поддержания на выходе заданной температуры), поэтому средняя потребляемая мощность будет заметно ниже максимальной.

Чтобы оценить затраты энергии на нагрев воздуха в течение всего года нужно знать средние температуры воздуха по месяцам (для двухтарифного счетчика потребуются отдельно дневные и ночные температуры). По этим данным можно рассчитать стоимость потребляемой энергии:

CSmonth = (ΔTday * L * Сv * PRday * 16 + ΔTnight * L * Сv * PRnight * 8) * Ndays / 1000, где CSmonth — стоимость израсходованной за месяц электроэнергии, рублей. ΔTday и ΔTnight — дневной и ночной перепад температур, °С. Рассчитывается отдельно для каждого месяца как разность заданной температуры на выходе калорифера (обычно +18°С) и среднемесячной дневной или ночной температуры воздуха. PRday и PRnight — дневная и ночная стоимость электроэнергии, рублей за кВт·ч. Эта стоимость умножается на длительность действия (в часах) дневного и ночного тарифов, для Москвы на 16 и 8 соответственно. Ndays — число дней в месяце.

В калькуляторе по этой формуле рассчитывается стоимость электроэнергии, затраченной на нагрев воздуха в период с сентября по май. Информация о среднемесячной дневной и ночной температуре воздуха взята из сервиса Яндекс.Погода, тарифы на электроэнергию указаны на 1 июля 2012 для квартир с электроплитами. Фактическая стоимость электроэнергии, разумеется, будет немного иной, поскольку температура воздуха может отличаться от средней в ту или другую сторону, тем не менее полученный результат позволит нам достаточно точно оценить уровень затрат на эксплуатацию системы вентиляции.

Для снижения стоимости эксплуатации можно использовать VAV-систему, которая позволяет снизить расчетную мощность калорифера на 20–30%, а среднее потребление энергии на 30–50%. При этом увеличение стоимости оборудования составит всего 15–20%, что позволит полностью окупить это удорожание за один год. Подробнее о таких системах вентиляции можно прочитать статье VAV-системы.

Выбор приточной установки

Для выбора приточной установки нам потребуются значения трех параметров: общей производительности, мощности калорифера и сопротивления воздухопроводной сети. Производительность и мощность калорифера мы уже рассчитали. Сопротивление сети можно найти с помощью Калькулятора или, при ручном расчете, принять равным типовому значению (см. раздел Расчет сопротивления сети).

Для выбора подходящей модели нам нужно отобрать вентустановки, максимальная производительность которых несколько больше расчетного значения. После этого по вентиляционной характеристике мы определяем производительность системы при заданном сопротивлении сети. Если полученное значение будет несколько выше требуемой производительности вентиляционной системы, то выбранная модель нам подходит.

Для примера проверим, подойдет ли вентустановка с приведенной на рисунке вентхарактеристикой для коттеджа площадью 200 м².


Расчетное значение производительности — 450 м³/ч. Сопротивление сети примем равным 120 Па. Для определения фактической производительности мы должны провести горизонтальную линию от значения 120 Па, после чего от точки ее пересечения с графиком провести вниз вертикальную линию. Точка пересечения этой линии с осью «Производительность» и даст нам искомое значение — около 480 м³/ч, что немного больше расчетного значения. Таким образом, эта модель нам подходит.

Заметим, что многие современные вентиляторы имеют пологие вентхарактеристики. Это означает, что возможные ошибки в определении сопротивления сети почти не влияют на фактическую производительность системы вентиляции. Если бы мы в нашем примере ошиблись при определении сопротивления воздухопроводной сети на 50 Па (то есть фактическое сопротивление сети было бы не 120, а 180 Па), производительность системы упала бы всего на 20 м³/ч до 460 м³/ч, что не повлияло бы на результат нашего выбора.

После выбора приточной установки (или вентилятора, если используется наборная система) может оказаться, что ее фактическая производительность заметно больше расчетной, а предыдущая модель приточной установки не подходит, поскольку ее производительности недостаточно. В этом случае у нас есть несколько вариантов:

  1. Оставить все как есть, при этом фактическая производительность вентиляции будет выше расчетной. Это приведет к повышенному расходу энергии, затрачиваемой на нагрев воздуха в холодное время года.
  2. «Задушить» вентустановку с помощью балансировочных дроссель-клапанов, закрывая их до тех пор, пока расход воздуха в каждом помещении не снизится до расчетного уровня. Это также приведет к перерасходу энергии (хотя и не такому большому, как в первом варианте), поскольку вентилятор будет работать с избыточной нагрузкой, преодолевая повышенное сопротивление сети.
  3. Не включать максимальную скорость. Это поможет в том случае, если вентустановка имеет 5–8 скоростей вентилятора (или плавную регулировку скорости). Однако большинство бюджетных вентустановок имеет только 3-х ступенчатую регулировку скорости, что, скорее всего, не позволит точно подобрать нужную производительность.
  4. Снизить максимальную производительность приточной установки точно до заданного уровня. Это возможно в том случае, если автоматика вентустановки позволяет настраивать максимальную скорость вращения вентилятора.

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.

Уровень шума системы вентиляции

О том, как сделать «тихую» систему вентиляции, которая не будет мешать спать по ночам, рассказывается в разделе Вентиляция для квартиры и частного дома.

Проектирование системы вентиляции

Для точного расчета параметров системы вентиляции и разработки проекта обращайтесь в Проектный отдел. Вы также можете рассчитать с помощью калькулятора ориентировочную стоимость системы вентиляции частного дома.

Состав систем вентиляции Наверх Калькулятор

Правильное устройство вентиляции в доме значительно улучшает качество жизни человека. При неправильном расчете приточно – вытяжной вентиляции возникает куча проблем – у человека со здоровьем, у постройки с разрушением.

Перед началом строительства обязательно и необходимо произвести расчёты и, соответственно, применить их в проекте.

ФИЗИЧЕСКИЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ РАСЧЁТОВ

По способу работы, в настоящее время, вентиляционные схемы делятся на:

  1. Вытяжные. Для удаления использованного воздуха.
  2. Приточные. Для впуска чистого воздуха.
  3. Рекуперационные. Приточно-вытяжные. Удаляют использованный и впускают чистый.

В современном мире схемы вентиляции включают в себя различное дополнительное оборудование:

  1. Устройства для подогрева или охлаждения подаваемого воздуха.
  2. Фильтры для очистки запахов и примесей.
  3. Приборы для увлажнения и распределения воздуха по помещениям.

При расчёте вентиляции учитывают следующие величины:

  1. Расход воздуха в куб.м./час.
  2. Давление в воздушных каналах в атмосферах.
  3. Мощность подогревателя в квт-ах.
  4. Площадь сечения воздушных каналов в кв.см.

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.

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:

V(объём) комнаты равен: SхН, где Н – высота комнаты (стандартная 2,5 метра).

V = S х Н = 20 х 2,5 = 50 куб.м.

В таком же порядке рассчитываем производительность вытяжной вентиляции всего дома.

Расчет вытяжной вентиляции производственных помещений

При расчёте вытяжной вентиляции производственного помещения кратность равна 3.

Пример: гараж 6 х 4 х 2,5 = 60 куб.м. Работают 2 человека.

Высокая активность – 60 куб.м./час х 2 = 120 кб.м./ч.

V – 60 куб.м. х 3 (кратность) = 180 кб.м./ч.

Выбираем большее – 180 куб.м./час.

Как правило, унифицированные вентиляционные системы, для простоты установки разделяются на:

Расчет приточно вытяжной вентиляции

ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ

В условиях климата средней полосы, воздух, поступающий в помещение необходимо подогревать. Для этого устанавливают приточную вентиляцию с обогревом входящего воздуха.

Нагрев теплоносителя осуществляется различными путями – электро калорифером, впуск воздушных масс около батарейного или печного отопления. Согласно СН и П температура входящего воздуха должна быть не менее 18 гр. цельсия.

Соответственно мощность воздухонагревателя рассчитывается в зависимости от самой низкой ( в данном регионе) уличной температуры. Формула для расчета максимальной температуры нагрева помещения воздухонагревателем:

N /V х 2,98 где 2,98 – константа.

Пример: расход воздуха – 180 куб.м./час. (гараж). N = 2 КВт.

Далее 2000 вт./ 180 кб.м./ч. х 2,98 = 33 град.ц.

Таким образом, гараж можно нагреть до 18 град. При уличной температуре минус 15 град.

ДАВЛЕНИЕ И СЕЧЕНИЕ

На давление и, соответственно, скорость передвижения воздушных масс влияет площадь сечения каналов, а также их конфигурация, мощность электро вентилятора и количество переходов.

При расчёте диаметра каналов эмпирически принимают следующие величины:

  • Для помещений жилого типа – 5,5 кв.см. на 1 кв.м. площади.
  • Для гаража и других производственных помещений – 17,5 кв.см. на 1 кв.м.

При этом добиваются скорости потока 2,4 – 4,2 м/сек.

О РАСХОДЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Расход электроэнергии напрямую зависит от длительности времени работы электронагревателя, а время – функция от температуры окружающего воздуха. Обыкновенно, воздух необходимо подогревать в холодное время года, иногда летом в прохладные ночи. Для расчёта используется формула:

S = (T1 х L х d х c х 16 + Т2 х L х c х n х 8) х N/1000

В этой формуле:

S – количество электроэнергии.

Т1 – максимальная дневная температура.

Т2 – минимальная ночная температура.

L – производительность куб.м./час.

с – объёмная теплоёмкость воздуха – 0, 336 вт х час/ кб.м./ град.ц. Параметр зависит от давления, влажности и температуры воздуха.

d – цена электроэнергии днём.

n – цена электроэнергии ночью.

N – количество дней в месяце.

Таким образом, если придерживаться санитарных норм, стоимость вентиляции существенно повышается, зато комфортность проживающих улучшается. Поэтому при устройстве вентиляционной системы целесообразно найти компромисс между ценой и качеством.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *