«Основи розрахунку і компонування систем вентиляції» -один із розділів з нашого курсу «Проектування вентиляційних установок». В даному розділі розповідається про основи розрахунку вентиляції і компонування вентсистем, про норми приточного і витяжного повітря, про вологість повітря, про основні принципи розробки вентиляційних агрегатів, містяться контрольні питання і додаткова література.

В інших розділах курсу розглядаються такі питання як розрахунок основних елементів вентустановок (включаючи розрахунок повітронагрівача (калорифера), зволожувача, вентилятора), розрахунок вентустановки за допомогою програми (режим швидкого підбору, введення даних, аналіз результатів і вибір оптимального, режим ручного компонування, практика розрахунку вентустановки). Детальну структуру всього курсу можна запросити у менеджера

Основи розрахунку і компонування систем вентиляції

Норми припливного і витяжного повітря

Витрата припливного повітря для забезпечення людей необхідним для дихання кількістю кисню визначається з умови подачі:

• 60м 3 / год на одну людину при постійному перебуванні на робочому місці.
• 20 м 3 / год на одну людину при тимчасовому перебуванні (менше 2-х годин).
• 85 м 3 / год на одну людину при заняттях спортом.

Ці цифри відповідають вимогам СНиП 41-01-2003 «Опалення, вентиляція і кондиціювання».

Кількість припливного і витяжного повітря нормуються СНіП для кожного типу приміщень. Якщо кількість витяжного повітря перевищує кількість припливного, то різниця подається в коридор для забезпечення балансу, що перешкоджає підсосу повітря через вікна. Взимку підсмоктуватиметься повітря має вуличну температуру, його приток сприймається як дискомфорт і може стати причиною протягів і захворювань.

Якщо ми вирішуємо завдання видалення неприємних запахів, то розраховуємо кількість витяжного повітря, а кількість припливного визначаємо у відсотку від кількості витяжного. Це потрібно для того, щоб штучно створити негативний повітряний баланс в приміщенні з неприємними запахами. Підсмоктування повітря в такі приміщення ззовні перешкоджає поширенню запахів з них. При цьому слід дотримуватися таких правил:

Підсмоктування повітря повинен здійснюватися з теплих приміщень без неприємних запахів. Наприклад, підсмоктування повітря із залу ресторану в ресторанну кухню. При цьому 35% припливного повітря подається в кухню, а 65% -у зал.

У приміщенні, з якого ми підсмоктуватиметься повітря, слід компенсувати втрату повітря подачею в нього додаткової кількості припливного повітря.
Кількість витяжного повітря становить:

• від кухонної електроплити 60 м 3 / год;
• від кухонної газової плити 90 м 3 / год;
• з суміщеного (душ + унітаз) санвузла в квартирі 50 м 3 / год;
• від окремо розташованого туалету, або ванної кімнати 25 м 3 / год;
• з громадського туалету 50 м 3 / год від кожного унітазу і 25 м 3 / год від кожного пісуара;

Для інших типів приміщень витрати припливного і витяжного повітря визначають по нормованих кратності або розрахунку. Кратність - відношення витрати припливного або витяжного повітря для даного приміщення в м 3 / ч до обсягу цього приміщення в куб.м. Нормована кратність - задана офіційним документом Держбуду Росії кратність повітрообміну. Найчастіше ці документи - СНиП «Будівельні Норми і Правила», СанПіН « санітарні Правила і Норми »і ГОСТ« Державний Стандарт ». Існує багато таблиць з нормованими кратностями для кожного типу приміщень, наведеними у відповідних СНиП, наприклад:

• для житлових будинків-СНиП 31-01-2003 «Будівлі житлові багатоквартирні», МГСН 3.01-96 »Житлові будинки», Посібник до СНиП 2.08.01-89 «Опалення і вентиляція житлових будинків».
• для громадських будівель-СНиП 2.08.02-89 «Громадські будівлі та споруди», СНиП 31-05-2003 «Громадські будівлі адміністративного призначення»,
• магазинів - МГСН 4.13-97 «Приміщення магазинів»
• для виробничих будівель-СНиП 2.09.02-85 «Виробничі будівлі»
• для складських будівель СНиП 2.11.01-85 "Складські будови»
• для стоянок автомобілів-МГСН 5.01-94 «Стоянки легкових автомобілів», СНиП 21-02-99 «Стоянки автомобілів»,

Існує також безліч додатків до перерахованих нормативних документів по таких будівель як: басейни, ресторани (підприємства громадського харчування), багатофункціональні будинки і комплекси, і.др .:

• Посібник до СНиП 2.08.02-89 «Підприємства побутового обслуговування»
• Посібник до СНиП 2.08.02-89 «Проектування басейнів»
• Посібник до СНиП 2.08.02-89 «Проектування театрів»
• Посібник до СНиП 2.08.02-89 «Спортивні споруди»
• Посібник до СНиП 2.08.02-89 "Проектування басейнів»

Вологість повітря

Атмосферне повітря складається з суміші газів (азот - 78%, кисень-21% і ін.), Склад яких постійний, а також з водяної пари, кількість якого не постійно.

Існують поняття відносної і абсолютної вологості. Абсолютна вологість або вміст вологи - це відношення кількості водяної пари в повітрі М п (в грамах) до маси сухої частини повітря М в (в кілограмах). Влагосодержание позначається «d»

d \u003d М п / М в

Відносна вологість φ - відношення парціального тиску водяної пари p п в повітрі до парціального тиску при максимальному насиченні повітря водяними парами pпн, виражене в%.

φ \u003d (p п / p пн) * 100%

Іншими словами, відносна вологість характеризує, скільки відсотків вологи від максимально можливої \u200b\u200bкількості в даний момент міститься в повітрі.

Повітря може містити різну максимальну кількість вологи при різній температурі і тиску. Наприклад при нормальному атмосферному тиску при -20 ° С максимальна кількість вологи складе 1г на 1кг повітря, при 0 ° С - 4 г / кг, при + 20 ° С - 14,5 г / кг. Саме з цієї причини при охолодженні повітря випадає конденсат - при зниженні температури повітря більше не може утримувати колишню кількість вологи у вигляді пари і втрачає вологу у вигляді крапель.

При нагріванні відбувається наступне: наприклад, в взимку калорифере нагрівається припливне повітря з температурою -20 ° С до температури + 20 ° С. Відносна вологість на вулиці взимку близько 80%, тобто в повітрі міститься вологи 0,8 г / кг. Коли воздухнагрелі в ньому залишилося стільки ж вологи, але її кількість в порівнянні з максимально можливим (відносна вологість) складе величину 0,8 / 14,5 \u003d 0,055 або 5,5%.

Комфортною при кімнатній температурі є відносна вологість в межах 40-60%, тобто з мінімальним вмістом вологи 40% * 14,5 г / кг \u003d 5,8 г / кг. Тобто в холодний період року зовнішнє повітря, що подається в приміщення бажано зволожувати.

Для розрахунків систем з нагріванням або охолодженням повітря слід користуватися I-d діаграмою, яка представляє собою графічну залежність основних параметрів повітря. Вивчати роботу з I-d діаграмою рекомендуємо по п. 1.6 « Застосування I-d діаграми для розрахунків »довідника« Внутрішні санітарно-технічні пристрої. Частина 3. Вентиляція і кондиціювання повітря. Книга 1. " М .: «Стройиздат», 1991 р підготовки повітря.

Основні принципи розробки вентиляційних агрегатів

Склад припливної установки вибираємо з урахуванням вимог клієнта по охолодженню повітря та підтримці вологості. Розрахунок припливних установок і центральних кондиціонерів виконується в розрахунковій програмі, яку пропонує кожен виробник центральних кондиціонерів.

Повітря, який ми подаємо в приміщення, повинен пройти через відповідне обладнання і піддатися наступних етапів підготовки:

Повітряна заслінка. Пристрій для перекривання руху повітря через припливну установку, коли вона вимкнена.

Перед тим, як повітря потрапить в обладнання для температурної і вологості обробки, його необхідно очистити від пилу. Цю функцію виконує фільтр - тканину на металевій рамці, встановлена \u200b\u200bв корпусі.

Для зменшення габаритів фільтра тканину зшивають у вигляді кишень і кріплять на рамці.

Для забезпечення цілорічної подачі свіжого повітря з кімнатною температурою, в холодну пору року його підігрівають. Підігрів проводиться калорифером. Існує два види калориферів:

1. Електричний. Нагрівання повітря здійснюється термоелектричним нагрівачем, а регулювання ступеня нагріву - регулюванням його потужності, або періодичним відключенням.
2. Водяний. Нагрівання повітря осуществляетсятеплообменніком, що складається з вигнутою змійкою трубки, на яку нанизані пластини з тонкого металу (частіше використовується трубка з міді, а пластини-з алюмінію).

Охолоджувач повітря. Охолоджувач повітря служить для охолодження подається свіжого повітря в теплу пору року, коли температура повітря на вулиці вище, ніж температура в приміщенні, що обслуговується.

Зволожувач повітря. Щоб подається повітря в холодний період не викликав дискомфорту, його слід зволожити, що виконується за допомогою спеціального пристрою - зволожувача. Зволожувач-це корпус, через який проходить повітря, що подається.

Після зволожувача повітря дещо втрачає свою температуру, тому після зволожувача ставлять калорифер другого підігріву.

Вентилятор. Вентилятор служить для переміщення певної кількості повітря по системі повітроводів.

Шумоглушитель. Вентилятор створює шум вище комфортного рівня. Цей шум поширюється повітрям по системі повітроводів. Для його сніженіяпріменяются шумоглушители - пристрої, через які проходить подається споживачам повітря, при цьому знижуючи свою гучність.

Таким чином, можна розділити пристрої для обробки подається споживачам повітря на комплект припливної установки і комплект для комфортного кондиціонування.

1. повітряна заслінка
2. фільтр
3. калорифер
4. вентилятор

Припливна установка зазвичай комплектується секцією шумоглушника, тому що вентилятор створює значний шум. Шумоглушитель можна не встановлювати на маленьких припливних установках продуктивністю 500-1000м 3 / год, тому що на них встановлений вентилятор з невисоким напором.

У великих припливних установках шумоглушник не ставлять відразу за вентилятором, тому що після вентилятора швидкість потоку повітря не однакова по всьому перетину каналу. На виході з вентилятора ставлять (в заводському виконанні) диск з перфорованого сталевого листа для розтину і вирівнювання потоку повітря. Також поширені порожні секції між вентилятором і шумоглушників, які працюють як.

Якщо в припливну установку додати хоча б одну із секцій: воздухоохладитель, зволожувач з калорифером другого підігріву, то такий апарат прийнято називати центральним кондиціонером.

1. повітряна заслінка
2. фільтр
3. калорифер 1-го підігріву
4. охолоджувач
5. зволожувач
6. калорифер 2-го підігріву
7. вентилятор
8. шумоглушник

Контрольні питання

1. З яких елементів складається припливна система вентиляції?
2. З яких елементів складається витяжна система вентиляції?
3. З яких елементів складається центральний кондиціонер?
4. Чому в витяжної вентиляції відсутні фільтр, нагрівач, охолоджувач?
5. Чи може шумоглушник встановлюватися перед вентилятором? З обох сторін від нього? З якою метою?
6. Як ви думаєте, в якій системі (припливної або витяжної) повинен бути встановлений більш потужний вентилятор при однаковій продуктивності системи? Чому?

додаткова література

1. «Застосування I-d діаграми для розрахунків» довідника «Внутрішні санітарно-технічні пристрої. Частина 3. Вентиляція і кондиціювання повітря. Книга 1. " М .: «Стройиздат», 1991 р підготовки повітря.
2. Під ред. І.Г.Староверова, Ю.І. Шиллера, Н.Н.Павлова і ін. «Довідник проектувальника» Изд. 4-е, Москва, Стройиздат, 1990 р.
3. Ананьєв В.А., Балуєва Л.Н., Гальперін А.Д., Городов А.К., Єрьомін М.Ю., Звягінцева С.М., Мурашко В.П., Сєдих І.В. «Системи вентиляції і кондиціонування. Теорія та практика." Москва, Евроклимат, 2000р.
4. Беккер А. (переклад з німецької Казанцевой Л.Н. під редакцією Рєзнікова Г.В.) «Системи вентиляції» Москва, Евроклимат, 2005р.
5. Бурцев С.І., Цвєтков Ю.Н. "Вологе повітря. Склад і властивості. Навчальний посібник." Санкт-Петербург, 1998р.
6. Технічні каталоги Flaktwoods

Розрахунок потужності вентиляції

Якщо Ви хочете самі розрахувати і спроектувати вентиляційну систему, То варто звернутися до основних параметрів елементів системи припливної вентиляції , Яка призначена для побутового використання. Перш за все, варто спиратися на п'ять факторів вибору обладнання:

- продуктивність по повітрю

- потужність калорифера

- робочий тиск, що створюється вентилятором

2. Потужність калорифера

Нагадаємо, що в зимовий період калорифер допомагає підігріти повітря, що надходить в систему вентиляції з вулиці. Після визначення продуктивності системи вентиляції можна розрахувати і потужність калорифера. Для цього знадобиться значення продуктивності вентиляційної системи, Необхідна температура повітря на виході вентиляційної системи і мінімальна температура повітря, що забирається в вентиляцію з вулиці. Останні два значення визначаються Будівельними Нормами і Правилами. Якщо говорити про температуру повітря, що проникає в житлове приміщення з системи вентиляції, То вона не повинна бути нижче + 18 ° С. А ось мінімальна температура повітря зовні цілком і повністю варіюється в залежності від кліматичної зони. Зазвичай для знаходження значення мінімальної температури слід визначити середню температуру 5 найхолодніших днів найхолоднішого місяця о 13 годині. У Москві така температура дорівнює -26 ° С. Виходить що калорифера, Що працює на повній потужності, треба нагрівати повітряний потік, який циркулює в вентиляційній системі на 44 ° С. У Москві можна обладнати систему вентиляції менш потужним калорифером, Так як зазвичай холодні дні стоять недовго в цьому місті. Варто також встановити регулятор продуктивності системи, щоб в холодну пору року швидкість вентилятора можна було зменшити.

Тим не менш, коли відбувається розрахунок потужності калорифера, Слід пам'ятати, що є і обмеження. Наприклад, першим обмеженням є напруга живлення - можна скористатися як однофазним (220 В), так і трифазним (380 В) підключенням калорифера. Для меншої витрати електроенергії краще скористатися 3-х фазним живленням, як і у випадку з використанням калорифера потужністю понад 5 кВт. Другим обмеженням виступить максимально допустимий струм споживання. Його слід розраховувати за наведеною нижче формулою:

I \u003d P / U, де I - максимальний споживаний струм, А; Р - потужність калорифера, Вт; U - напруга живлення: 220 В - для однофазного харчування; 660 В (3 × 220) - для трифазного харчування.

якщо встановлюється калорифер з меншою потужністю, то допустиме навантаження електричної мережі повинна бути менше необхідної, при цьому слід розрахувати температуру припливного повітря, що нагрівається калорифером. Нижче наведена формула, яка допоможе розрахувати значення температури:

ΔT \u003d 2,98 * P / L, де
ΔT - різниця температур повітря на вході і виході системи припливної вентиляції, ° С;
Р - потужність калорифера, Вт;
L - продуктивність вентиляції, М3 / год.

Залежно від типу приміщення потужність калорифера може дорівнювати наступних значень: для квартир - від 1 до 5 кВт; для офісів - від 5 до 50 кВт. У разі, коли в систему вентиляції неможливо встановити калорифер, З тим рівнем потужності, який необхідний, можна замінити його водяним калорифером (калорифер, Який здійснює обігрів за рахунок центральної системи опалення).

3. Робочий тиск, швидкість потоку повітря в повітроводах і допустимий рівень шуму

Знаючи значення продуктивності по повітрю і потужності калорифера, Можна перейти до створення повітророзподільної мережі вентиляційної системи. Спочатку потрібно скласти схему повітропроводів. Саме ця схема допоможе визначити три елементи, які є взаємопов'язаними - робочий тиск, створюване вентилятором, Швидкість потоку повітря і рівень шуму системи вентиляції.

Розрахувати необхідний робочий тиск, залежне від технічних характеристик вентилятора, Можна спираючись на діаметр і тип воздуховода, Числа поворотів і переходів з одного діаметра на інший, типу розподільників повітря, необхідних для системи вентиляції. При довгій трасі зі значною кількістю поворотів і переходів вентилятор створюватиме більший тиск. Швидкість потоку повітря в вентиляційній системі буде визначатися діаметром воздуховода, І в звичайній ситуації дана швидкість знаходиться в діапазоні від 2,5 до 4 м / с. Слід пам'ятати, що тиск в системі вентиляції може впасти, а рівень шуму піднятися, якщо швидкість потоку повітря буде високою. Проте, межпотолочное простір не завжди дозволяє вдаватися до «тихим» воздуховодам великого діаметра. Рівень шуму, необхідна продуктивність вентилятора і діапазон діаметрів воздуховода можуть стати елементами, які потребують балансі при створенні вентиляційної системи. якщо необхідна приточна вентиляція для житлового приміщення, краще скористатися гнучкими повітроводами, Які мають перетин від 160 до 250 мм, в той час як розподільні решітки для них мають розміри від 200 × 200 мм до 200 × 300 мм.

Тут наведено лише п'ять основних критеріїв, згідно з якими планується система вентиляції. Для більш детального і точного проектування рекомендуємо Вам звернутися до наших фахівців, допомога яких позбавить Вас від помилок і прорахунків при проектуванні системи вентиляції, А отже, зробить монтаж Вашої вентиляційної системи дешевшим, а її роботу - надійною.