Как определить мощность вентилятора

Обновлено: 04.05.2024

Сегодня хочу рассказать вам про то, как правильно подбирать вентилятор по расходу воздуха и давлению.

Для начала примем исходные данные, например, расход воздуха L=4000 м3/ч и давление сети составляет 350 Па. Подбирать будем радиальный вентилятор, для этого нам понадобится каталог вентиляторов с аэродинамическими характеристиками.

Аэродинамическая характеристика у каждого вентилятора индивидуальная.

Рассмотрим на примере радиального вентилятора низкого давления ВР 86-77 №4, который работает на вытяжку воздуха из помещения. Вентиляционная сеть внутри здания, вентилятор находится на улице.

График представленный перед вами показывает индивидуальные аэродинамические характеристики конкретного радиального вентилятора. Горизонтальная шкала показывает расход воздуха измеряемый в м3/ч, вертикальная шкала показывает развиваемое давление этим вентилятором, измеряемое в Па (Паскаль).

Рабочая точка - точка пересечения расхода воздуха и давления.

На графике, я выделил область красными линиями. Рабочая точка должна находится внутри этой области.

В нашем случае рабочая точка должна находится на пересечении двух линий. Первая - это расход воздуха 4000 м3/ч, вторая - это давление 350 Па.

Рабочая точка должна быть всегда ниже кривой мощности и кривой расхода воздуха и не выходить за пределы той области которую я обозначил выше.

После нахождения рабочей точки, надо иметь ввиду 2 правила:

1) Если после подбираемого радиального вентилятора нет вентиляционной сети (воздуховодов), то необходимо выполнить следующее действие: от рабочей точки провести вертикальную линию вниз, до шкалы динамического давления.

Это означает, что к нашим 350 Па, надо добавить еще 120 Па, следовательно, наш вентилятор должен развивать 470 Па. Отсюда сделаем вывод, что вентилятор ВР 86-77 №4 нам не подходит, потому что он не сможет развить необходимое давление в воздуховодах, и надо будет смотреть уже вентилятор на номер выше.

2) Если после вентилятора есть вентиляционная сеть, то необходимо посчитать давление сети после вентилятора и добавить к нашим 350 Па.

Повторюсь, мы разбираем конкретный пример с конкретными исходными данными. Для других исходных данных, вентилятор будет другого номера, или другого типа.

Постарался изложить кратко и "простым языком", не судите строго)

На сегодня это все, подписывайтесь на мой канал и узнаете много нового о вентиляции.

В наше время нельзя представить свою жизнь без вентиляционных систем. Они установлены в производственных зданиях, в офисах, в учебных заведениях, в магазинах, в квартирах. Работа этих систем немыслима без применения вытяжных вентиляторов различной мощности. Широко распространенным элементом квартирной вентиляции является кухонная вытяжка. Она может иметь различные формы, размеры, дизайн.

От расчета мощности вентилятора кухонной вытяжки будет зависеть количество очищенного воздуха в помещении.

Вытяжная вентиляция на кухне

Но внешняя красота – это не самое главное. Основная задача этого прибора – избавить помещение кухни от запахов, гари, копоти и жира, которые появляются во время приготовления пищи. Вытяжная вентиляция удаляет испарения, исходящие от разного рода нагревательных приборов. Она предотвращает появление грязного налета на потолке и на поверхности стен. Это позволяет выполнять косметический ремонт гораздо реже, что сэкономит значительную сумму денег. Меньше времени понадобится и на проведение генеральной уборки.

Расчет мощности вентилятора

Чтобы рассчитать мощность вентилятора, нужно выполнить следующие действия:

Пример расчета производительности вентилятора вытяжки для кухни.

С помощью рулетки измерить размеры кухни и определить ее объем в метрах. Для этого длину нужно умножить на ширину и высоту. В документах БТИ указана площадь помещений. Пример: площадь кухонного помещения равна 10 м². Высота от пола до потолка – 3 м. Умножаем площадь на высоту и получаем 30 м³. Таков объем кухни.
Далее рассчитывается величина, характеризующая воздухообмен. Для этого нужно умножить объем кухни на количество полных обновлений воздуха за час. Строительные нормы и правила (СНиП) предусматривают кратность воздухообмена, равную 10-12. Таким образом, чтобы рассчитать мощность вытяжной системы нужно 30 м³ умножить на 12. В итоге получается цифра 360 м³/час. Столько воздуха должно обновляться каждый час.
Для осуществления обмена в таком объеме нужен вентилятор с мощностью 400-800 м³/час. Но стандартные вентиляционные каналы способны пропустить только около 180 м³. Поэтому вентилятор тут не очень поможет.
В этом случае поможет рециркуляционная система вытяжки, которая пропускает воздух через фильтры и отправляет его обратно в помещение. На преодоление сопротивления фильтров тоже требуется мощность. Поэтому к расчетной цифре следует добавить 40%. Получится 560-1120 м³. Такова должна быть мощность вентилятора вытяжки на кухне размером 30 м³.
В некоторых случаях можно обойтись и без вентиляционного канала. Для этого вытяжной вентилятор устанавливается в специально оборудованном проеме в стене, в потолке или на стыке потолка и стены. Такой монтаж допускает применение менее мощного вентилятора.

Мощность вытяжки для разных помещений.

Это лишь простейший расчет необходимой мощности вытяжного вентилятора. Если кухня не имеет дверей, то нужно учитывать еще и объем смежного помещения. Итак, формула расчета мощности вентилятора для общих случаев: ширина помещения х длина х высота х кратность обмена = искомая величина. Высчитать объем помещения можно без особых проблем. Достаточно измерить длину, ширину и высоту и перемножить их.

Кратность смены воздуха

Кратность для помещений разного типа определяется так:

Таблица для расчета минимальной производительности вытяжки относительно объема кухни.

Наибольший показатель кратности выбирают для использования в помещениях со множеством людей, с высокой влажностью и температурой, с большим количеством пыли и сильными запахами. На кухне с электрической варочной поверхностью можно выбирать меньший показатель, с газовой плитой – больший. Связано это с тем, что газ при включенной плите выделяет продукты горения. Вентилятор, выбранный с учетом вышеперечисленных данных, можно смонтировать в стене, окне, потолке помещения.

Другой способ определения мощности устройства

Рассчитать мощность вентилятора можно по другому принципу. Показатель кратности остается без изменений, а вместо объема берется количество людей, находящихся в помещении. Формула расчета очень проста: L = N x Lн. Значения в этой формуле:

L – искомая мощность вентилятора;
N – количество народа в помещении;
Lн – нормативный расход воздуха на человека.

Нормативный расход воздуха зависит от вида деятельности человека и измеряется в м³. Средние значения его таковы:

состояние покоя – 20;
работа в условиях офиса – 40;
физическая нагрузка – 60.

Не стоит брать вытяжку с намного большей мощностью вентилятора, чем была рассчитана, так как она будет создавать больше шума.

Выбор вентилятора нужно осуществлять не только по его мощности, но и по типу исполнения этого агрегата. Для работы в условиях чистого воздуха при температуре ниже 80°С принято устанавливать вытяжные вентиляторы в обычном исполнении. Для удаления из помещения воздуха с температурой выше этого значения следует устанавливать вентилятор в термостойком исполнении. В условиях агрессивной и взрывоопасной среды лучше использовать устройство в специальном антикоррозийном варианте. Его узлы и детали не вступают ни в какие реакции с окружающей средой.

Для удаления загрязненного воздуха из ванной комнаты рекомендуется использование брызгозащищенного вытяжного вентилятора. Он не позволяет влаге попадать в воздуховод и защищает устройство и электрическую сеть от короткого замыкания.

Оборудование жилых и производственных помещений вытяжной вентиляцией – обязательное условие для обеспечения комфортных условий пребывания людей. Вентиляторов для этой цели существует много видов. Они имеют различные размеры, мощность, возможности. Правильный их выбор – залог здоровья и длительного срока службы предметов обстановки в помещении.

Теперь вам известно, как рассчитать мощность.

Осталось выбрать нужный агрегат, приобрести его и установить. Монтаж вентилятора легко выполнить самостоятельно, но можно обратиться и к специалистам.

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 м 3 в час для бытовых помещений.

Также есть определенные нормы для каждого типа жилых помещений.

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

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:

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

Формула для расчетов будет выглядеть так:

L — требующаяся производительность, м 3 /час,
n — необходимая норма воздухообмена, м 3 /час,
V — объем помещения.

Например, рассчитаем производительность вытяжного вентилятора для трехкомнатной квартиры общей площадью 59 м 2 , с ванной, туалетом, кухней и мебелью. 59 м 2 умножим на 3м (это высота), найдем объем. Он будет равен 177 м 3 .

Необходимая норма смены воздуха в час по СНиП — 10-12 раз в час. Умножим 177 на 12, получим 354 м 3 . Это и есть необходимая производительность. Но сюда нужно еще прибавить такие же расчеты по кухне, ванной и туалету. Это будет соответственно 108 м 3 , 144 м 3 и 72 м 3 . Сложив все цифры, получим мощность нашей вытяжной системы — 678 м 3 /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.

Пример расчета производительности для ванной с площадью 9 кв.м

Рассчитаем мощность и осуществим подбор вентилятора по производительности для ванной комнаты. Площадь 9 м 2 умножим на высоту потолка 2,5, получим 22,5 м 3 . Это объем помещения.

Полностью воздух должен меняться каждые 5 минут, это 1/12 часа. Пропускная способность вентилятора будет равна — 22,5*12 = 270 м 3 .

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.

Принцип работы. Вентиляция может работать в режиме отвода воздуха и в режиме рециркуляции. Рециркуляционные вытяжки имеют меньшую производительность, им требуется больше мощности.
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.
Потребляемая мощность. Чем меньше вентилятор потребляет мощности, тем меньше расход электроэнергии.

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.

Место расположения объекта.
Назначение помещения.
Планировка и расположение внутри здания.
Материал, из которого построено помещение.
Количество людей, работающих на производстве.
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:

Этот расчет производится, учитывая количество людей в помещении.

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

Для жилых помещений используется показатель 60 м 3 /час, там, где человек отдыхает, например, спальня, допускается принять за норму 30 м 3 /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.

Барабанов

Помогите устранить пробел в знаниях! Вопрос такой.

Имеется осевой вентилятор, установленный непосредственно на валу асинхронного электродвигателя. Известно следующее: полный напор вентилятора, расход воздуха, диаметр вентилятора, кпд вентилятора и электродвигателя. Как определить с помощью имеющихся данных мощность привода вентилятора и частоту его вращения, а так же вопрос какая взаимосвязь с количеством лопастей и углом атаки.

Сергей А. Ефремо.

Skaramush

А пуд как был, он так и есть шестнадцать килограмм

stranger_2

Если известен расход воздуха, полное давление и КПД вентилятора, то необходимая мощность электродвигателя определяется по простой формуе:
N=k*p*L/КПД, где: L-расход воздуха (куб.м/с), p - давление (Па), k=1,05-1,20 - коэффициент запаса мощности (меньшее значение для мощных вентиляторов и наоборот).

Вопрос только в том, откуда вам известны давление и расход? Если взяли с шильдика вентилятора, то испольовать напрямую эти значения неправильно. Надо во-первых отыскать паспорт вентилятора по его марке (можно в интернете) с характеристикой вентилятора; во-вторых прямыми измерениями определить реальный расход и полное давление (иногда это очень сложная задача). Далее определяем реальную рабочую точку системы на характеристике и реальный КПД для этой точки. Дальше можно попытаться определить мощность привода по формуле или по паспорту вентилятора определить наиболее подходящую модель двигателя (обычно для каждого номера вентилятора в паспорте приводится несколько характеристик системы вентилятор-двигатель с разными двигателями).

Зачем вам кстати параметры двигателя? Может к нему просто затруднен доступ? Если так используйте эндоскоп или просто прорежте окно-лаз в воздуховоде.

Барабанов

Благодарю за удаление флуда.

Дело в том, что через систему или сеть нужно прокачать определеное количество воздуха по задаче, отсюда я знаю расход. Также при выбраном расходе я знаю скорость потока и могу определить потери давления в системе.

Действительно при знании КПД вентилятора, КПД приводного механизма и КПД электродвигателя, по формуле что Вы дали можно определить необходимую мощность на валу электродвигателя. (Эту ф-лу я знаю)

Какая теоретическая зависимость между выше изложенными данными с одной стороны и 1. диаметром вентилятора 2. количеством его оборотов

Подчеркиваю не графическая зависимость из различных паспортов на вентиляторы, а теоретическая при известном кпд вентилятора.

Не уверен что доходчиво сейчас написал, полтретьего по моим часам.

stranger_2

На тот вопрос который вы задали вряд-ли кто-то из десь присутствующих сможет вам дать точный и внятный ответ в виде формулы. Если вы заглядывали в книги по осевым вентиляторам, то там подобные зависимости есть. Учитывать придется еще и геометрию рабочего колеса вентилятора и направляющего аппарата. Здесь на форуме периодически бывают Караджи и Московко. Они занимались длительное время разработкой вентиляторов различных типов. Попробуйте адресовать вопрос им. Или сформулируйте для себя задачу по-новому. Кстати зачем вам эта зависимость? Вы что проводите какие-то исследования?

alem

мощность привода вентилятора и частоту его вращения, а так же вопрос какая взаимосвязь с количеством лопастей и углом атаки.

Хотите сделать вентилятор на коленке? Можно, - разрезать диск и загнуть в тисках. Втулку на токарном станке выточить. Видел я такие. Но о теории можете смело забыть, это надо пробовать. За три попытки можно выйти на нужный расход. Но только если давление небольшое.

JonnyD

На мой взгляд по указанным данным это определить невозможно. КПД, мощность, давление - есть результаты обработки сложных формул, в которых фигурируют различные безразмерные величины, размерные величины, критерии. По сути, это тоже самое, как сказать: "у меня есть решение, какова система уравнений, которая привела меня к нему?". К тому же, я уверен, характеристики вентиляторов в каталогах представляются на основании аэродинамических испытаний.

daddym

Если задача именно в подборе вентилятора, для вентиляторов прямого привода все просто. Задаете обороты стандартные для двигателей, порядка 3000 об/мин и 1500. Далее можно прикинуть диаметр.
Врочем уже по одной только мощности круг поиска сужается до вполне разумного.
А далее не обойтись без графиков, поскольку придется выбирать устойчивую рабочую точку.

Барабанов

Пока проблематично все осознать, чтоб и вопрос поставить, чем больше узнаю тем больше путаюсь))

Вот вопрос. Если в моей системе с известным аэродинамическим сопротивлением, стоит вентилятор диаметром скажем 1 метр, при этом вентилятор имеет конкретную и постояную конструкцию, тоесть количество лопостей и угол атаки. Я хочу поставить этот вентилятор на вал асинхронного электродвигателя с частотой 500 оборотов в минуту. И имеется 2 двигателя с установленной мощностью скажем 5 и 10 кВт. В чем будет отличаться физически работа этих систем?

Просьба не считать что я физически что то такое делаю, просто вооображаю.

JJJJ

Нет ничего невозможного если Заказчик адекватен и при деньгах

Пока проблематично все осознать, чтоб и вопрос поставить, чем больше узнаю тем больше путаюсь))

Просьба не считать что я физически что то такое делаю, просто вооображаю.

Это не обязательно, но возможно: - движок в 5 кВт будет греться или даже сгорит, и не вытянет расходы, которые по силам 10 кВт движку.

ssn

проектировщик ТМ (фриланс)

у вас есть сеть. всмысле она физически определена.
при определённом расходе она имеет определённое сопротивление. связь этих двух величин образует график сети.
на этот же график накладываем кривые вентилятора.

у каждого вентилятора есть рабочая область. если эти две кривые пересекаются - вы увидите рабочую точку системы. и расход и напор.
если не пересекаются, скорее всего сгорит двигатель.

таким образом решить какой двигатель ставить 5 или 10 зависит от характеристики сети (от кривой).

я думаю как то так.

Барабанов

таким образом решить какой двигатель ставить 5 или 10 зависит от характеристики сети (от кривой).

я думаю как то так.

Я так понимаю, если есть вентилятор с четко определенной геометрией и числом оборотов, он всегда должен создавать один и тот же расход воздуха, а в зависимости от того какое ему нужно преодолеть аэродинамическое сопротивление сети будет зависить требуемая мощность на валу электродвигателя, так или нет?

daddym

Именно так - расход и напор в первую очередь определяют мощность, с поправками на КПД.
Соответственно мотор меньшей мощности просто не раскрутится до нужных оборотов.
Мотор большей мощности раскрутится, но будет иметь плохой cos fi и КПД.

Барабанов

Так так. Тоесть если двигатель имеет меньше мощности, чем требуется, он будет делать меньше оборотов (меньше номинала по паспорту)? соответственно давать меньше расхода воздуха?

vovan08

не воображайте, экспериментируйте!
взять хотя бы пылесос, можно регулировать расход в сети и понять как ведет себя мотор

Барабанов

Skaramush

А пуд как был, он так и есть шестнадцать килограмм

Вас что-то не устраивает? Вам кажется, что Ваша тема выходит за рамки раздела?
Тогда соизвольте дать обоснование.

P.S. А чтобы не возникало недоразумений, ознакомьтесь с правилами форума и особыми правилами раздела "Песочница".
Допускаю, что кое-что в причинах переноса Вам станет понятно.

JonnyD

Присоединяюсь. Насколько мне известно таким свойством обладают только АС синхронные мотор-колеса, но никак не асинхронные.

Барабанов

Извините за резкость.

Однако перенос темы во время ее активного обсуждения, на мой взгяд неправильно.

Если уж Вы сочли вопросы настолько элементарными, будьте добры просветите неразумного.

К сожалению большинство вероятно даже не заглядывает в тему с пометкой перемещено.

alem

Пробелы в знаниях можно устранить только самостоятельно, самообразованием, иначе вы просто принимаете на веру того, кто убедительней, по вашему мнению, скажет.

Тем более, что вы сами правильно охарактеризовали уровень: лмкбез.

Барабанов

Ну конечно. Вы можете дать точно такой же ответ на любой вопрос любого форума, спасибо.

alem

На любой такой вопрос как ваш, только такой ответ и возможен. Чтобы задать отвечаемый вопрос нужно немного ориентироваться в теме. Так вы сориентируйтесь, потом и такие вопросы отпадут, а если возникнут новые, то на них уже можно будет ответить.

А так у вас в голове какие-то непонятные вам самому идеи бродят, что отвечать-то? Тем более, что кое что вам уже ответили. Что, не угадали? Или не совпало с нужным вам ответом?

Читайте также: