Расчет воздуховодов по скорости и расходу + методы измерения расхода воздуха в помещениях

Как рассчитать допустимую скорость воздуха в воздуховоде

При расчете и установке вентиляции большое внимание уделяется количеству свежего воздуха, поступающего по этим каналам. Для вычислений используются стандартные формулы, которые хорошо отражают зависимость между габаритами вытяжных устройств, скоростью движения и расходом воздуха. Некоторые нормы прописаны в СНиПах, но в большинстве своем имеют рекомендательный характер.

Общие принципы расчета

Воздуховоды могут быть изготовлены из различных материалов (пластик, металл) и иметь разные формы (круглые, прямоугольные). СНиП регулирует только габариты вытяжных устройств, но не нормирует количество притяжного воздуха, т. к. его потребление в зависимости от типа и назначения помещения может сильно различаться. Этот параметр высчитывается по специальным формулам, которые подбираются отдельно. Нормы установлены только для социальных объектов: больниц, школ, дошкольных учреждений. Они прописаны в СНиПах для таких зданий. При этом отсутствуют четкие правила по скорости движения воздуха в воздуховоде. Есть только рекомендуемые значения и нормы для принудительной и естественной вентиляции в зависимости от ее типа и назначения, их можно посмотреть в соответствующих СНиПах. Это отражено в таблице, приведенной ниже. Скорость движения воздуха измеряется в м/с.

Дополнить данные в таблице можно следующим образом: при естественной вентиляции скорость движения воздуха не может превышать 2 м/с независимо от ее назначения, минимальная допустимая – 0,2 м/с. В противном случае обновление газовой смеси в помещении будет недостаточным. При принудительной вытяжке максимально допустимым считается значение 8 -11 м/с для магистральных воздуховодов. Превышать данные нормы не следует, т. к. это создаст слишком большое давление и сопротивление в системе.

Формулы для расчета

Для проведения всех необходимых вычислений необходимо обладать некоторыми данными. Чтобы вычислить скорость воздуха, понадобится следующая формула:

ϑ= L / 3600*F, где

ϑ – скорость потока воздуха в трубопроводе вентиляционного устройства, измеряется в м/с;

L – расход воздушных масс (данная величина измеряется в м 3 /ч) на том участке вытяжной шахты, для которого производится вычисление;

F – площадь поперечного сечения трубопровода, измеряется в м 2 .

По данной формуле и производится расчет скорости воздуха в воздуховоде, причем его фактическое значение.

Из этой же формулы можно вывести и все остальные недостающие данные. Например, чтобы рассчитать расход воздуха, формулу необходимо преобразовать следующим образом:

L = 3600 x F x ϑ.

В некоторых случаях подобные вычисления производить сложно или не хватает времени. В этом случае можно использовать специальный калькулятор. Встречается множество подобных программ в интернете. Для инженерных бюро лучше установить специальные калькуляторы, которые обладают большей точностью (вычитают толщину стенки трубы при расчете ее площади поперечного сечения, ставят большее количество знаков в число пи, высчитывают более точный расход воздуха и т. д.).

Знать скорость движения воздуха необходимо для того, чтобы вычислить не только объем подачи газовой смеси, но и для определения динамического давления на стенки каналов, потерь на трение и сопротивление и т.д.

Несколько полезных советов и замечаний

Как можно понять из формулы (или при проведении практических расчетов на калькуляторах), скорость воздуха увеличивается при уменьшении размеров трубы. Их этого факта можно извлечь ряд преимуществ:

  • не возникнет потерь или необходимости в прокладке дополнительного вентиляционного трубопровода для обеспечения необходимого расхода воздуха, если габариты помещения не позволяют провести каналы больших размеров;
  • можно прокладывать трубопроводы меньших размеров, что в большинстве случаев проще и удобней;
  • чем меньше диаметр канала, тем дешевле его стоимость, снизится цена и на доборные элементы (заслонки, клапаны);
  • меньший размер труб расширяет возможности монтажа, их можно расположить так, как нужно, практически не подстраиваясь под внешние стесняющие факторы.

Однако при прокладке воздуховодов меньшего диаметра необходимо помнить, что при повышении скорости воздуха повышается динамическое давление на стенки труб, увеличивается и сопротивление системы, соответственно потребуется более мощный вентилятор и дополнительные расходы. Поэтому до монтажа необходимо тщательно провести все расчеты, чтобы экономия не обернулась большими затратами или даже убытками, т.к. постройку, не соответствующую нормам СНиП могут не допустить до эксплуатации.

Измерение расхода воздуха в помещениях

Для комфортной и надежной работы системы вентиляции и кондиционирования необходима их качественная настройка и постоянное техобслуживание.
Замеры скорости воздуха и его расхода могут проводиться как на вентиляционной входной решетке, так и прямо в воздуховоде. Для этого применяют различные контрольно-измерительные приборы.

Наиболее популярными типами таких приборов являются следующие:

  1. Крыльчатый анемометр. Измеряет скорость воздуха по скорости вращения крыльчатки прибора.
  2. Термоанемометр. Измеряет скорость воздуха в зависимости от скорости остывания датчика.
  3. Ультразвуковой трехмерный анемометр. Измеряет скорость воздуха по изменению частоты звука между контрольными точками
  4. Трубка Пито. В данном приборе применяется цифровой электрический манометр. С его помощью в заданной точке потока фиксируется разница между полным и статическим давлением.
  5. Балометр. Быстро определяет суммарный расход воздушной массы, концентрируя поток в точке замеров с заранее установленным сечением.

Измерение расхода воздуха на потолочных диффузорах

При пуско-наладке вентиляции необходимо сделать точные замеры объемного расхода воздуха. Наиболее надежный и цивилизованный метод —сделать замеры при помощи балометра. Верхний конфузор прикладывается к плоскости потолка, закрывая диффузор, и производятся замеры воздуха. Замеряется как приточный, так и вытяжной потоки. Этот прибор достаточно дорогой и редкий в России.

Некоторые замерщики пытаются вставлять зонд в пространство между ламелями диффузора и крутят им, пока не будет получен средний результат по расходу. Такой подход неверен, так как турбулентность потоков воздуха в пленуме очень велика и поэтому реальный расход не увидеть. Да и прямо по потоку зонд не выставить. Таким образом замерщик, вертящий зондом в решетке, создает только видимость работы и ничего больше.

Второй способ (по ГОСТ) предполагает наличие перед воздухораспределителем прямого участка воздуховода, на котором поток равномерный по сечению. Делают измерительные отверстия и через них делают замеры. Такая методика хоть и точна, но часто неуместна. Не везде есть прямые участки с двумя диаметрами до и шестью диаметрами после места возмущения потока, нужно постоянно лезть за подвесной потолок. Для подобной методики нужно несколько человек: один замеряет, второй стремянку держит, ну и так далее.

Поэтому, если нужно получить результат быстро и точно – то нужен специалист именно с балометром.

Измерение расхода воздуха на вентиляционной решетке

Замеры объемного расхода воздуха на решетке воздуховода производят, используя анемометр или термоанемометр с достаточно большой крыльчаткой.

При своем диаметре от 60 до 100 мм она вполне сопоставима с габаритами решетки.

Благодаря такому прибору можно достичь оптимального результата при минимальном количестве замеров.

Получить доступ для замеров в труднодоступных местах позволит также применение специального телескопического зонда (удлинителя зонда).

Измерение расхода воздуха в воздуховоде

Контрольно-измерительные операции в воздуховоде проводят через специальное рабочее отверстие в стенке трубы. Его диаметр должен точно соответствовать диаметру зонда.

Важно точно выбрать и место для замеров. Согласно ГОСТ, указанное отверстие следует просверлить на прямом отрезке воздуховода, длина которого должна составлять не менее 5 диаметров трубы. При этом само отверстие надо располагать таким образом, чтобы расстояние до него равнялось 3 диаметрам, а после него — 2 диаметрам воздуховода.

При измерении расхода воздуха внутри воздуховода рекомендуется применять крыльчатые анемометры с крыльчаткой небольшого диаметра (16-25 мм).

В случае достаточно высокого расположения воздуховода в помещении (например, под потолком комнаты) рекомендуется воспользоваться зондом с телескопической ручкой либо удлинителем зонда.

Правила использования приборов

Использование контрольно-измерительных приборов для определения расхода воздуха должно осуществляться строго в номинальных температурных диапазонах, указанных в паспортах приборов.

Проводя замеры скорости и расхода воздуха, надо следить, чтобы чувствительный датчик зонда был всегда сориентирован точно навстречу воздушному потоку. Несоблюдение данного требования ведет к искажению результатов измерений. Причем искажения и неточности будут тем значительнее, чем больше будет степень отклонения датчика от идеального положения.

Правильный выбор и применение приборов позволяет специалистам составить объективную картину вентиляции помещений.

Цены на замеры воздухообмена вентиляции и других услуг компании можно узнать, позвонив нам по тел.+7(495) 108-07-93 или отправив электронный запрос нашим менеджерам. В подробностях контакты и схему проезда смотрите здесь.

1. МЕТОД ВЫБОРА ТОЧЕК ИЗМЕРЕНИЙ

1.1. Для измерения давлений и скоростей движения воздуха в воздуховодах (каналах) должны быть выбраны участки с распо­ложением мерных сечений на расстояниях не менее шести гидрав­лических диаметров D h , м за местом возмущения потока (отводы, шиберы, диафрагмы и т. п.) и не менее двух гидравлических диа­метров перед ним.

Читайте также:  Расчет вытяжки для кухни: как правильно рассчитать мощность вытяжного устройства

При отсутствии прямолинейных участков необходимой длины допускается располагать мерное сечение в месте, делящем выбран­ный для измерения участок в отношении 3: 1 в направлении дви­жения воз­духа.

Примечание. Гидравлический диаметр определяется по формуле

где F , м 2 и П, м, соответственно, площадь и периметр сечения.

1.2. Допускается размещать мерное сечение непосредственно в месте внезапного расширения или сужения потока. При этом размер мерного сечения принимают соответствующим наименьшему сечению канала.

1.3. Координаты точек измерений давлений и скоростей, а также количество точек определяются формой и размерами мерного сечения по черт. 1 и 2. Максимальное отклонение координат точек измерений от указанных на чертежах не должно превышать ±10 %. Количество измерений в каждой точке должно быть не менее трех.

Координаты точек измерения давлений

и скоростей в воздуховодах

Координаты точек измерения давлений и скоростей

в воздуховодах прямоугольного сечения

1.4. При использовании анемометров время измерения в каждой точке должно быть не менее 10 с.

2. АППАРАТУРА

2.1. Для аэродинамических испытаний. вентиляционных систем должна применяться следующая аппаратура:

а) комбинированный приемник давления -для измерения динамических давлений потока при скоростях движения воздуха бо­лее 5 м/с и статических давлений в установившихся потоках (черт. 3);

б) приемник полного давления – для измерения полных дав­лений потока при скоростях движения воздуха более 5 м/с (черт. 4);

в) дифференциальные манометры класса точности от 0,5 до 1,0 по ГОСТ 11161-71, ГОСТ 18140-77 и тягомеры по ГОСТ 2648-78 – для регистрации перепадов давлений;

г) анемометры по ГОСТ 6376-74 и термоанемометры -для измерения скоростей воздуха менее 5 м/с;

д) барометры класса точности не ниже 1,0 – для измерения давления в окружающей среде;

ж) психрометры класса точности не ниже 1,0 по ГОСТ 6353-52 и психрометрические термометры по ГОСТ 15055-69 -для измерения влажности воздуха.

Основные размеры приемной части комбинированного

* Диаметр d не должен превышать 8 % внутреннего диаметра круглого или ширины (по внутреннему обмеру) прямоугольного воздуховода.

2.2. Конструкции приборов, применяемых для измерения ско­ростей и давлений запыленных потоков, должны позволять их очи­стку от пыли в процессе эксплуатации.

2.3. Для проведения аэродинамических испытаний в пожаровзрывоопасных производствах должны применяться приборы, соответствующие категории и группе производственных помещений.

Основные размеры приемной части приемника

* Диаметр d не должен превышать 8 % внутреннего диаметра круглого или ширины (по внутреннему обмеру) прямоугольного воздуховода.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.1. Перед испытаниями должна быть составлена программа испытаний с указанием цели, режимов работы оборудования и условий проведения испытаний.

3.2. Вентиляционные системы и их элементы должны быть про­верены и обнаруженные дефекты устранены.

3.3. Показывающие приборы (дифференциальные манометры, психрометры, барометры и др.), а также коммуникации к ним следует располагать таким образом, чтобы исключить воздейст­вие на них потоков воздуха, вибраций, конвективного и лучисто­го тепла, влияющих на показания приборов.

3.4. Подготовку приборов к испытаниям необходимо проводить в соответствии с паспортами приборов и действующими инструк­циями по их эксплуатации.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Испытания следует проводить не ранее чем через 15 мин после пуска вентиляционного агрегата.

4.2. При испытаниях, в зависимости от программы, измеряют:

барометрическое давление окружающей воздушной среды Ва, кПа (кгс/м 2 );

температуру перемещаемого воздуха по сухому и влажному термо­метру, соответственно, t и f j , °С;

температуру воздуха в рабочей зоне помещения t a , ° С;

динамическое давление потока воздуха в точке мерного сече­ния р di , кПа (кгс/м 2 );

статическое давление воздуха в точке мерного сечения р si , кПа (кгс/м 2 );

полное давление воздуха в точке мерного сечения р i , кПа (кгс/м 2 );

время перемещения анемометра по площади мерного сечения t , с;

число делений счетного механизма оборотов механического ане­мометра за время t обвода сечения п.

1. Измерения статического или полного давлений производят при опреде­лении давления, развиваемого вентилятором, и потерь давления в вентиляци­онной сети или на ее участке.

2. Значение полного ( р, кПа, кгс/м 2 ) и статического ( р s , кПа, кгс/м 2 ) дав­лений представляют собой соответствующие перепады полных и статических давлений потока с барометрическим давлением окружаю­щей среды. Перепад считается положительным, если соответствующее значение превышает давление окружающей среды, в противном случае р и р s – отрицательны.

4.3. При измерении давлений и скоростей потока в воздуховодах и расположении мерного сечения на прямолинейном участке длиной не менее 8 D h допускается проводить измерения статического давления потока воздуха и в отдельных точках сечения полного давления комбинированным приемником давления.

4.4. Зазоры между измерительными приборами и отверстиями, через которые они вводятся в закрытые каналы, должны быть уплотнены во время испытаний, а отверстия закрыты после проведения испытаний.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1. На основе величин, измеренных в соответствии с програм­мой, определяют:

относительную влажность перемещаемого воздуха j , %;

плотность перемещаемого воздуха р, кг/м 3 (кгс · с 2 /м 4 );

скорости движения воздуха v , м/с;

расход воздуха L , м 3 /с;

потери полного давления в вентиляционной сети или в отдель­ных ее элементах D р , кПа (кгс/м 2 );

коэффициент потерь давления вентиляционной сети или ее элемента z .

5.2. Относительную влажность перемещаемого воздуха определяют по показаниям сухого и влажного термометров в соответствии с паспортом прибора.

5.3. Плотность перемещаемого воздуха определяют по формуле

где р’ – статическое или полное давление потока, измеренное комбинированным приемником давления или приемником полного давления в одной из точек мерного сечения;

K j – коэффициент, зависящий от температуры и влажности перемещаемого воздуха. Значение K j определяется по табл. 1.

Зависимость коэффициента K j от температуры и влажности перемещаемого воздуха

Расчет скорости воздуха в воздуховодах

Параметры показателей микроклимата определяются положениями ГОСТ 12.1.2.1002-00, 30494-96, СанПин 2.2.4.548, 2.1.2.1002-00. На основании существующих государственных нормативных актов разработан Свод правил СП 60.13330.2012. Скорость воздуха в воздуховоде должна обеспечивать выполнение существующих норм.

Что учитывается при определении скорости движения воздуха

Для правильного выполнения расчетов проектировщики должны выполнять несколько регламентируемых условий, каждое из них имеет одинаково важное значение. Какие параметры зависят от скорости движения воздушного потока?

Уровень шума в помещении

В зависимости от конкретного использования помещений санитарные нормы устанавливают следующие показатели максимального звукового давления.

Таблица 1. Максимальные значения уровня шума.

Превышение параметров допускается только в кратковременном режиме во время пуска/остановки вентиляционной системы или дополнительного оборудования.
Уровень вибрации в помещении Во время работы вентиляторов продуцируется вибрация. Показатели вибрации зависят от материала изготовления воздуховодов, способов и качества виброгасящих прокладок и скорости движения воздушного потока по воздуховодам. Общие показатели вибрации не могут превышать установленные государственными организациями предельные значения.

Таблица 2. Максимальные показатели допустимой вибрации.

При расчетах подбирается оптимальная скорость воздуха, не усиливающая вибрационные процессы и связанные с ними звуковые колебания. Система вентиляции должна поддерживать в помещениях определенный микроклимат.

Значения по скорости движения потока, влажности и температуре содержатся в таблице.

Таблица 3. Параметры микроклимата.

Еще один показатель, принимаемый во внимание во время расчета скорости потока – кратность обмена воздуха в системах вентиляции. С учетом их использования санитарные нормы устанавливают следующие требования по воздухообмену.

Таблица 4. Кратность воздухообмена в различных помещениях.

Бытовые
Бытовые помещенияКратность воздухообмена
Жилая комната (в квартире или в общежитии)3м 3 /ч на 1м 2 жилых помещений
Кухня квартиры или общежития6-8
Ванная комната7-9
Душевая7-9
Туалет8-10
Прачечная (бытовая)7
Гардеробная комната1,5
Кладовая1
Гараж4-8
Погреб4-6
Промышленные
Промышленные помещения и помещения большого объемаКратность воздухообмена
Театр, кинозал, конференц-зал20-40 м 3 на человека
Офисное помещение5-7
Банк2-4
Ресторан8-10
Бар, Кафе, пивной зал, бильярдная9-11
Кухонное помещение в кафе, ресторане10-15
Универсальный магазин1,5-3
Аптека (торговый зал)3
Гараж и авторемонтная мастерская6-8
Туалет (общественный)10-12 (или 100 м 3 на один унитаз)
Танцевальный зал, дискотека8-10
Комната для курения10
Серверная5-10
Спортивный залне менее 80 м 3 на 1 занимающегося и не менее 20 м 3 на 1 зрителя
Парикмахерская (до 5 рабочих мест)2
Парикмахерская (более 5 рабочих мест)3
Склад1-2
Прачечная10-13
Бассейн10-20
Промышленный красильный цел25-40
Механическая мастерская3-5
Школьный класс3-8

Алгоритм расчетов Скорость воздуха в воздуховоде определяется с учетом всех вышеперечисленных условий, технические данные указываются заказчиком в задании на проектирование и монтаж вентиляционных систем. Главный критерий при расчетах скорости потока – кратность обмена. Все дальнейшие согласования делаются за счет изменения формы и сечения воздуховодов. Расход в зависимости от скорости и диаметра воздуховода можно взять из таблицы.

Читайте также:  Отопление частного дома своими руками: схемы и виды автономных систем

Таблица 5. Расход воздуха в зависимости от скорости потока и диаметра воздуховода.

Самостоятельный расчет

К примеру, в помещении объемом 20 м 3 согласно требованиям санитарных норм для эффективной вентиляции нужно обеспечить трехкратную смену воздуха. Это значит, что за один час сквозь воздуховод должно пройти не менее L = 20 м 3 ×3= 60 м 3 . Формула расчета скорости потока V= L / 3600× S, где:

V – скорость потока воздуха в м/с;

L – расход воздуха в м 3 /ч;

S – площадь сечения воздуховодов в м 2 .

Возьмем круглый воздуховод Ø 400 мм, площадь сечения равняется:

В нашем примере S = (3.14×0,4 2 м)/4=0,1256 м 2 . Соответственно, для обеспечения нужной кратности обмена воздуха (60 м 3 /ч) в круглом воздуховоде Ø 400 мм (S = 0,1256 м 3 ) скорость воздушного потока равняется: V= 60/(3600×0,1256) ≈ 0,13 м/с.

С помощью этой же формулы при заранее известной скорости можно рассчитать объем воздуха, перемещающийся по воздуховодам в единицу времени.

L = 3600×S (м 3 )×V(м/с). Объем (расход) получается в квадратных метрах.

Как уже описывалось ранее, от скорости воздуха зависят и показатели шумности вентиляционных систем. Для минимизации негативного влияния этого явления инженеры сделали расчеты максимально допустимых скоростей воздуха для различных помещений.

Таблица 6. Рекомендованные параметры скоростей воздуха

Рекомендуемые значения скорости
КвартирыОфисыПроизводственные помещения
Приточные решетки2,0-2,52,0-2,52,5-6,0
Магистральные воздуховоды3,5-5,03,5-6,06,0-11,0
Ответвления3,0-5,03,0-6,54,0-9,0
Воздушные фильтры1,2-1,51,5-1,81,5-1,8
Теплообменники2,2-2,52,5-3,02,5-3,0

По такому же алгоритму определяется скорость воздуха в воздуховоде при расчете подачи тепла, устанавливаются поля допусков для минимизации потерь на содержание зданий в зимний период времени, подбираются вентиляторы по мощности. Данные по воздушному потоку требуются и для уменьшения потерь давления, а это позволяет повышать коэффициент полезного действия вентиляционных систем и сокращает потребление электрической энергии.

Расчет выполняется по каждому отдельному участку, с учетом полученных данных подбираются параметры главных магистралей по диаметру и геометрии. Они должны успевать пропускать откачанный воздух из всех отдельных помещений. Диаметр воздуховодов выбирается таким образом, чтобы минимизировать шумность и потери на сопротивление. Для расчетов кинематической схемы важны все три показатели вентиляционной системы: максимальный объем нагнетаемого/удаляемого воздуха, скорость передвижения воздушных масс и диаметр воздуховодов. Работы по расчету вентиляционных систем относятся к категории сложных с инженерной точки зрения, выполнять их могут только профессиональные специалисты со специальным образованием.

Для обеспечения постоянных значений скорости воздуха в каналах с различным сечением используются формулы:

После расчета за окончательные данные принимаются ближайшие значения стандартных трубопроводов. За счет этого уменьшается время монтажа оборудования и упрощается процесс его периодического обслуживания и ремонта. Еще один плюс – уменьшение сметной стоимости вентиляционной системы.

Для воздушного обогрева жилых и производственных помещений скорости регулируются с учетом температуры теплоносителя на входе и выходе, для равномерного рассеивания потока теплого воздуха продумывается схема монтажа и размеры вентиляционных решеток. Современные системы воздушного обогрева предусматривают возможность автоматической регулировки скорости и направления потоков. Температура воздуха не может превышать +50°С на выходе, расстояние до рабочего места не менее 1,5 м. Скорость подачи воздушных масс нормируется действующими государственными стандартами и отраслевыми актами.

Во время расчетов по требованию заказчиков может учитываться возможность монтажа дополнительных ответвлений, с этой целью предусматривается запас производительности оборудования и пропускной способности каналов. Скорости потока рассчитываются таким образом, чтобы после увеличения мощности вентиляционных систем они не создавали дополнительную звуковую нагрузку на присутствующих в помещении людей.

Выбор диаметров выполняется от минимально приемлемого, чем меньше габариты – тем универсальное система вентиляции, тем дешевле обходится ее изготовление и монтаж. Системы местных отсосов рассчитываются отдельно, могут работать как в автономном режиме, так и подключаться к существующим вентиляционным системам.

Государственные нормативные документы устанавливают рекомендованные скорости движения в зависимости от расположения и назначения воздуховодов. При расчетах нужно придерживаться этих параметров.

Таблица 7. Рекомендованные скорости воздуха в различных каналах

Тип и место установки воздуховода и решеткиВентиляция
ЕстественнаяМеханическая
Воздухоприемные жалюзи0,5-1,02,0-4,0
Каналы приточных шахт1,0-2,02,0-6,0
Горизонтальные сборные каналы0,5-1,02,0-5,0
Вертикальные каналы0,5-1,02,0-5,0
Приточные решетки у пола0,2-0,50,2-0,5
Приточные решетки у потолка0,5-1,01,0-3,0
Вытяжные решетки0,5-1,01,5-3,0
Вытяжные шахты1,0-1,53,0-6,0

Внутри помещений воздух не может двигаться со скоростью более 0,3 м/с, допускается кратковременное превышение параметра не более чем 30%. Если в помещении имеется две системы, то скорость воздуха в каждой из них должна обеспечивать не менее 50% расчетного объема подачи или удаления воздуха.

Пожарные организации выдвигают свои требования по скорости перемещения воздушных масс в воздуховодах в зависимости от категории помещения и особенностей технологического процесса. Нормативы направлены на уменьшение скорости распространения дыма или огня по воздуховодам. В случае необходимости на вентиляционных системах должны устанавливаться клапаны и отсекатели. Срабатывание устройств происходит после сигнала датчика или выполняется вручную ответственным лицом. В одну систему вентиляции можно подключать только определенные группы помещений.

В холодный период времени в отапливаемых зданиях температура воздуха в результате функционирования вентиляционной системы не может понижаться ниже нормируемых. Нормируемая температура обеспечивается до начала рабочей смены. В теплый период времени эти требования не актуальны. Движение воздушных масс не должно ухудшать предусмотренные СанПин 2.1.2.2645 нормативы. Для достижения нужных результатов во время проектирования систем изменяется диаметр воздуховодов, мощность и количество вентиляторов и скорости потока.

Принимаемые расчетные данные по параметрам движения в воздуховодах должны обеспечивать:

  1. Выполнение параметров микроклимата в помещениях, поддержку качества воздуха в регламентируемых пределах. При этом принимаются меры по снижению непродуктивных тепловых потерь. Данные берутся как из существующих нормативных документов, так и из технического задания заказчиков.
  2. Скорость движения воздушных масс в рабочих зонах не должна вызывать сквозняки, обеспечивать приемлемую комфортность пребывания в помещении. Механическая вентиляция предусматривается только в тех случаях, когда добиться желаемых результатов за счет естественной невозможно. Кроме этого, механическая вентиляция обязательно монтируется в цехах с вредными условиями труда.

Во время расчетов показателей движения воздуха в системах с естественной вентиляцией берется среднегодовое значение разности плотности внутреннего и наружного воздуха. Минимальные фактические данные по производительности должны обеспечивать допустимые нормативные значения кратности обмена воздуха.

Приборы для измерения скорости в воздуховоде

Система вентиляции — очень сложная система, которая состоит из многих функциональных составляющих, от воздуховодов до вентиляционных агрегатов. Учитывая то, что для правильной работы такой системы берут во внимание множество показателей, выполнение любого более-менее серьезного проекта системы вентиляции и кондиционирования не обойдется без применения измерительных приборов. А измерение скорости в воздуховодах играет одну из важнейших ролей, для правильного функционирования системы.

Зачем измеряют скорость воздуха

Для систем вентиляции и кондиционирования одним из важнейших факторов является состояние подаваемого воздуха. То есть, его характеристики.

К основным параметрам воздушного потока относятся:

  • температура воздуха;
  • влажность воздуха;
  • расход количества воздуха;
  • скорость потока;
  • давление в воздуховоде;
  • другие факторы (загрязненность, запыленность…).

В СНиПах и ГОСТах описаны нормированные показатели для каждого из параметров. В зависимости от проекта величина этих показателей может изменятся в рамках допустимых норм.

Скорость в воздуховоде строго не регламентируется нормативными документами, но в справочниках проектировщиков можно найти рекомендуемые значение этого параметра. Узнать как рассчитать скорость в воздуховоде, и ознакомится с ее допустимыми значениями можно прочитав данную статью .

Например, для гражданских зданий рекомендуемая скорость движения воздуха по магистральным каналам вентиляции лежит в пределах 5-6 м/с. Правильно выполненный аэродинамический расчет решит задачу подачи воздуха с необходимой скоростью.

Но для того чтобы постоянно соблюдать этот режим скорости, нужно время от времени контролировать скорость перемещения воздуха. Почему? Через некоторое время воздуховоды, каналы вентиляции загрязняются, оборудование может давать сбои, соединения воздуховодов разгерметизируются. Так же, измерения необходимо проводить при плановых проверках, чистках, ремонтах, в общем, при обслуживании вентиляции. Помимо этого, измеряют также скорость движения дымовых газов и др.

Каким прибором измеряют скорость движения воздуха

Все устройства такого типа компактны и несложны в использовании, хотя и тут есть свои тонкости.

Прибор для измерения скорости воздуха называется анемометром

Приборы для измерения скорости воздуха:

  • Крыльчатые анемометры
  • Температурные анемометры
  • Ультразвуковые анемометры
  • Анемометры с трубкой Пито
  • Дифманометры
  • Балометры
Читайте также:  Что нужно для проектирования вентиляции: порядок составления проекта системы воздухообмена

Крыльчатые анемометры одни из самых простых по конструкции устройств. Скорость потока определяется скоростью вращения крыльчатки прибора.

Температурные анемометры имеют датчик температуры. В нагретом состоянии он помещается в воздуховод и по мере его остывания определяют скорость воздушного потока.

Ультразвуковыми анемометрами в основном измеряют скорость ветра. Они работают по принципу определения разницы частоты звука в выбранных контрольных точках воздушного потока.

Анемометры с трубкой Пито оснащены специальной трубкой малого диаметра. Ее помещают в середину воздуховода, тем самым измеряя разницу полного и статического давления. Это одни из самых популярных устройств для измерения воздуха в воздуховоде, но при этом у них есть недостаток — невозможность использования, при высокой концентрации пыли.

Дифманометры могут измерять не только скорость, а и расход воздуха. В комплекте из трубкой Пито, этим устройством можно измерять потоки воздуха до 100 м/с.

Балометры наиболее эффективны при измерениях скорости воздуха на выходе из вентиляционных решеток и диффузоров. Они имеют раструб, который захватывает весь воздух, выходящий из вент-решетки, тем самым сводя погрешность измерения к минимуму.

Особенности измерений скорости воздуха

Существуют некоторые нюансы работы с анемометрами разных видов. Как уже упоминалось, анемометры с трубкой Пито нельзя использовать при высоких концентрациях твердых частичек, иначе трубка быстро засоряется, а прибор выходит из строя. Термоанемометры не работают в условиях измерения высоких скоростей воздушного потока — свыше 20 м/с. При измерения скорости в нагретых воздушных потоках (например в газоходах) рекомендуется использовать трубку не из пластика, а из нержавеющей стали.

Как проводят измерения

Измерения скорости воздуха можно проводить в воздуховодах, на выходе из воздуховодов, в вентиляционных решетках или диффузорах.

Когда измерение скорости проводят непосредственно в воздуховоде, то место измерения должно находится после прохождения потока через фильтры. На воздуховоде следует найти специальное отверстие, которое предназначено для контрольно-измерительных операций (такие отверстия часто закрывают питометражной заглушкой). Также можно использовать очистной лючок.

[important] Следует помнить , что отверстие для контрольно-измерительных операций должно находится на прямом участке воздуховода. Его длинна не менее 5 диаметров воздуховода [/important]

При произведении замеров трубкой Пито, ее вставляют в воздуховод, направляя против потока воздуха.

Заключение

С помощью современных приборов для измерения скорости воздуха можно точно и быстро определить характеристики воздушного потока с минимальной погрешностью, что позволит легко произвести техническое обслуживание системы вентиляции.

Формулы расчета скорости воздуха в воздуховоде

Устанавливая вентиляцию, специалисты особое внимание уделяют объему свежего воздуха, который поступает по каналам. Чтобы выполнить расчет скорости воздуха в воздуховоде, а также определить его количество и расход, необходимо применять определенные формулы. Они не являются сложными, поэтому доступны для использования даже неспециалистам.

Описание вентиляционной системы

Воздуховоды — это определенные элементы вентиляционной системы, которые имеют разные формы сечения и изготавливаются из различных материалов. Чтобы произвести оптимальные вычисления, потребуется учитывать все габариты отдельных элементов, а также двух дополнительных параметров, таких как объем обмена воздуха и его скорость в сечении воздуховода.

Главная функция вентиляционной системы — сохранность воздушного баланса и благоприятного микроклимата. Это означает, что воздух, которым дышит человек, не будет содержать в себе избыточной влаги, тепла и загрязнений.

Нарушение вентиляционной системы может привести к различным заболеваниям дыхательной системы и значительно снизить сопротивляемость иммунной системы. Также избыток влаги может привести к развитию болезнетворных бактерий и появлению грибка. Поэтому при установке вентиляции в домах и учреждениях применяются следующие правила:

  1. В каждом помещении необходима установка системы вентиляции.
  2. Важно соблюдать гигиенические нормы воздуха.
  3. В местах различного функционального предназначения требуются разные схемы оборудования системы вентиляции.

В данном видео рассмотрим лучшее совмещение вытяжки и вентиляции:

Чтобы все требования были выполнены, необходимо произвести правильные расчеты и подобрать нужное оборудование для поступления воздушного потока (воздуховоды и другие приборы).

Правила вычислений

Шум и вибрация находятся в тесной взаимосвязи со скоростью воздушных масс в вентиляционном канале. Ведь поток, который проходит по трубам, способен создавать переменное давление, способное превышать нормальные параметры, если количество поворотов и изгибов больше оптимальных значений. Когда сопротивление в каналах большое, скорость воздуха существенно меньше, а экономичность вентиляторов выше.

Многие факторы влияют на порог вибрации, например – материал трубы

Стандартные нормы уровня шумов

В СНиПе указываются определенные нормативы, которые затрагивают помещения жилого, общественного или производственного типа. Все стандарты указываются в таблицах. Если принятые нормы увеличены, значит, вентиляционная система спроектирована не должным образом. Кроме этого, превышение нормы звукового давления допустимо, но лишь на короткое время.

Насколько эффективно будут работать вентиляторы, зависит от уровня вибрации. Размер воздуховода, качество прокладок, материал, из которого изготовлены трубы, — все это влияет на порог вибрации.

Если предельно допустимые значения превышены, значит, система каналов создана с какими-либо недочетами, которые в ближайшем времени должны быть исправлены. Мощность вентилятора также способна влиять на превышение показателей уровня вибрации. Максимальная скорость воздуха в воздуховоде не должна способствовать росту шумов.

Принципы оценки

Для изготовления вентиляционных труб применяют разные материалы, самыми распространенными из которых считаются пластиковые и металлические трубы. Формы воздуховодов имеют различные сечения, начиная от круглых и прямоугольных и заканчивая эллипсоидными. СНиП может указывать только размеры вытяжных труб, но никак не нормировать объем воздушных масс, поскольку вид и назначение помещений могут значительно отличаться. Прописанные нормы предназначены для социальных объектов — школ, дошкольных учреждений, больниц и т.д.

Все габариты вычисляются благодаря определенным формулам. Нет определенных правил, позволяющих вычислять скорость воздуха в воздуховодах, но существуют рекомендуемые стандарты для необходимого расчета, которые можно увидеть в СНиПах. Все данные используются в виде таблиц.

Дополнять приведенные данные можно таким способом: если вытяжка естественная, то скорость движения воздуха не должна превышать 2 м/с и быть меньше 0,2 м/с, иначе обновляться воздушные потоки в комнате будут плохо. Если же вентиляция принудительная, то максимально допустимое значение составляет 8-11 м/с для магистральных воздуховодов. Если этот стандарт будет выше, то давление в вентиляции получится очень большим, что приведет к неприемлемой вибрации и шуму.

Формулы для расчётов

Для выполнения вычислений нужно иметь некоторые сведения. Чтобы произвести расчет скорости потока воздуха в воздуховоде, требуется применение формулы ϑ = L / 3600 × F, где:

  • ϑ — скорость воздушных масс в воздуховоде;
  • L — расход воздуха на определенном участке, для которого делаются расчеты (измеряется в м³ ч);
  • F — площадь канала воздушных проходов (измеряется в м²).

Чтобы вычислить расход воздуха, вышеуказанную формулу можно видоизменить, получив L = 3600 × F × ϑ.

Но существуют обстоятельства, когда провести такие расчеты трудно или попросту нет на это времени. В таких ситуациях на помощь приходит специальный калькулятор расчета скорости воздуха в воздуховоде.

В инженерных бюро чаще всего используют калькуляторы, которые наиболее точны. Например, они добавляют больше цифр в число Пи, точнее рассчитывают затрату воздуха, вычисляют толщину стен прохода и т.д.

Благодаря расчетам скорости в воздуховоде мы сможем точно произвести вычисления не только количества подачи воздуха, но и узнать динамическое давление на стенки каналов, затраты через трение, динамическое сопротивление и т.д.

Полезные советы и примечания

Делая выводы по формулам или проводя вычисления в онлайн-калькуляторе, можно рассчитать, что скорость воздушных масс в сечении труб напрямую зависит от их габаритов. Чем меньше диаметр труб, тем больше будет скорость воздуха. Благодаря этому мы можем выявить несколько важных моментов:

  1. Строить воздуховоды небольших габаритов гораздо проще и удобней.
  2. Трубы малого диаметра стоят значительно дешевле, а цены на дополнительное оборудование (затворы и клапаны) снижаются.
  3. Расширение гибкости монтажа. Появляется возможность располагать воздуховоды, как требуется, поэтому подстраиваться под обстоятельства практически не приходится

Но при установке воздуховода малого диаметра важно помнить, что высокая скорость воздуха будет повышать давление на стены труб, а также сопротивление системы. Следовательно, понадобится вентилятор высокой мощности и возникнет потребность в других дополнительных элементах. Поэтому при работе с вентиляцией важно точно произвести все вычисления, чтобы экономия не привела к еще большим расходам или убыткам. Если строение не будет соответствовать вентиляционным стандартам СНиП, то его попросту не допустят к эксплуатации.

Ссылка на основную публикацию