Как рассчитать производительность приточного вентилятора

Обновлено: 25.04.2024

Сопротивление прохождению воздуха в вентиляционной системе, в основном, определяется скоростью движения воздуха в этой системе. С увеличением скорости возрастает и сопротивление. Это явление называется потерей давления. Статическое давление, создаваемое вентилятором, обуславливает движение воздуха в вентиляционной системе, имеющей определенное сопротивление. Чем выше сопротивление такой системы, тем меньше расход воздуха, перемещаемый вентилятором. Расчет потерь на трение для воздуха в воздуховодах, а также сопротивление сетевого оборудования (фильтр, шумоглушитель, нагреватель, клапан и др.) может быть произведен с помощью соответствующих таблиц и диаграмм, указанных в каталоге. Общее падение давления можно рассчитать, просуммировав показатели сопротивления всех элементов вентиляционной системы.

V= L / 3600*F (м/сек)

где L – расход воздуха, м3/ч; F – площадь сечения канала, м2.

Пример расчета вентиляционной системы:

Расчет необходимо начать с составления эскиза системы с указанием мест расположения воздуховодов, вентиляционных решеток, вентиляторов, а также длин участков воздуховодов между тройниками, затем определить расход воздуха на каждом участке сети.

Выясним потери давления для участков 1-6, воспользовавшись графиком потери давления в круглых воздуховодах, определим необходимые диаметры воздуховодов и потерю давления в них при условии, что необходимо обеспечить допустимую скорость движения воздуха.

Участок 1: расход воздуха будет составлять 220 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 200 мм, скорость – 1,95 м/с, потеря давления составит 0,2 Па/м х 15 м = 3 Па (см. диаграмму определение потерь давления в воздуховодах).

Участок 2: повторим те же расчеты, не забыв, что расход воздуха через этот участок уже будет составлять 220+350=570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 250 мм, скорость – 3,23 м/с. Потеря давления составит 0,9 Па/м х 20 м = 18 Па.

Участок 3: расход воздуха через этот участок будет составлять 1070 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 3,82 м/с. Потеря давления составит 1,1 Па/м х 20= 22 Па.

Участок 4: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость – 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 20 = 46 Па.

Участок 5: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па/м х 1= 2,3 Па.

Участок 6: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 10 = 23 Па. Суммарная потеря давления в воздуховодах будет составлять 114,3 Па.

Когда расчет последнего участка завершен, необходимо определить потери давления в сетевых элементах: в шумоглушителе СР 315/900 (16 Па) и в обратном клапане КОМ 315 (22 Па). Также определим потерю давления в отводах к решеткам (сопротивление 4-х отводов в сумме будут составлять 8 Па).

Определение потерь давления на изгибах воздуховодов

График позволяет определить потери давления в отводе, исходя из величины угла изгиба, диаметра и расхода воздуха.

Пример. Определим потерю давления для отвода 90° диаметром 250 мм при расходе воздуха 500 м3/ч. Для этого найдем пересечение вертикальной линии, соответствующей нашему расходу воздуха, с наклонной чертой, характеризующей диаметр 250 мм, и на вертикальной черте слева для отвода в 90° находим величину потери давления, которая составляет 2Па.

Принимаем к установке потолочные диффузоры серии ПФ, сопротивление которых, согласно графику, будет составлять 26 Па.

Теперь просуммируем все величины потери давления для прямых участков воздуховодов, сетевых элементов, отводов и решеток. Искомая величина 186,3 Па.

Мы рассчитали систему и определили, что нам нужен вентилятор, удаляющий 1570 м3/ч воздуха при сопротивлении сети 186,3 Па. Учитывая требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор ВЕНТС ВКМС 315.

Онлайн-калькулятор расчета производительности вентиляции

Расчет вентиляции, как правило, начинается с подбора оборудования, подходящего по таким параметрам, как производительность по прокачиваемому объему воздуха и измеряемому в кубометрах в час. Важным показателем в системе является кратность воздухообмена. Кратность воздухообмена показывает, сколько раз происходит полная замена воздуха в помещении в течение часа. Кратность воздухообмена определяется СНиП и зависит от:

назначения помещения
количества оборудования
выделяющего тепло,
количества людей в помещении.

В сумме все значения по кратности воздухообмена для всех помещений составляют производительность по воздуху.

Расчет производительности по кратности воздухообмена

Методика расчета вентиляции по кратности:

L = n * S * Н, где:

L — необходимая производительность м 3 /ч;
n — кратность воздухообмена;
S — площадь помещения;
Н — высота помещения, м.

Расчет производительности вентиляции по количеству людей

Методика расчета производительности вентиляции по количеству людей:

L = N * Lнорм, где:

L — производительность м 3 /ч;
N — число людей в помещении;
Lн — нормативный показатель потребления воздуха на одного человека составляющий:
при отдыхе — 20 м 3 /ч;
при офисной работе — 40 м 3 /ч;
при активной работе — 60 м 3 /ч.

Онлайн-калькулятор расчета системы вентиляции

Следующий этап в расчете вентиляции — проектирование воздухораспределительной сети, состоящей из следующих компонентов: воздуховоды, распределители воздуха, фасонные изделия (переходники, повороты, разветвители.)

Сначала разрабатывается схема воздуховодов вентиляции, по которой производится расчет уровня шума, напора по сети и скорости потока воздуха. Напор по сети напрямую зависит от того, какова мощность используемого вентилятора и рассчитывается с учетом диаметров воздуховодов, количества переходов с одного диаметра на другой, и количества поворотов. Напор по сети должен возрастать с увеличением длины воздуховодов и количества поворотов и переходов.

Расчет количества диффузоров

Методика расчета количества диффузоров

N = L / ( 2820 * V * d * d ), где

N — количество диффузоров, шт;
L — расход воздуха, м 3 /час;
V — скорость движения воздуха, м/сек;
d — диаметр диффузора, м.

Расчет количества решеток

Методика расчета количества решеток

N = L / ( 3600 * V * S ), где

N— количество решеток;
L — расход воздуха, м 3 /час;
V — скорость движения воздуха, м/сек;
S — площадь живого сечения решетки, м2.

Проектируя системы вентиляции, необходимо находить оптимальное соотношение между мощностью вентилятора, уровнем шума и диаметром воздуховодов. Расчет мощности калорифера производится с учетом необходимой температуры в помещении и нижним уровнем температуры воздуха снаружи.

Расчет мощности калорифера

Р = T * L * Сv / 1000, где:

Р — мощность прибора, кВт;
T — разница температур на выходе и входе системы, °С;
L — производительность м?/ч.
Cv — объемная теплоемкость воздуха = 0,336 Вт·ч/м?/°С.
Напряжение питания может быть однофазным 220 В или трехфазным 380 В. При мощности более 5 кВт желательно использование трехфазного подключения.

Также при выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать следующие параметры:

При работе на производстве должны соблюдаться различные нормативы, к условиям труда предъявляются строгие требования. Немало зависит на предприятиях от правильного воздухообмена. Естественная вентиляция не поможет его обеспечить, поэтому необходимо устанавливать приточно-вытяжную вентиляцию. Для этого требуется специальное оборудование, а значит, необходим расчет вентиляции производственного помещения.

Факторы, влияющие на минимально необходимую мощность вентиляционной системы

Во-первых, на качество вентиляции влияет загрязнение воздуха. В производстве встречаются следующие виды выделений вредных веществ:

теплота, выделяемая работающим оборудованием,
испарения и пары вредных веществ,
выделения различных газов,
влажность,
выделения людей (пот, дыхание и т.п.).

Практически на всех предприятиях присутствуют хотя бы какие-то из этих загрязнений. Высчитывая мощность системы вентиляции, их надо брать в расчет.

Приточно-вытяжная вентиляция должна выполнять следующие функции:

Удаление вредных веществ.
Удаление излишков влаги.
Очистка загрязненного воздуха.
Удаленный выброс вредных веществ.
Регуляция температуры помещения, поглощение излишнего тепла.
Наполнение помещения чистым воздухом.
Нагрев, охлаждение или увлажнение поступающего воздуха.

Все эти функции требуют определенных затрат мощности при работе вентиляционной системы. Поэтому при ее установке необходимо выбрать и рассчитать все необходимые параметры.

При проектировании устройства вентилирования рассчитывают расход воздуха по формуле:

F обозначает суммарную площадь проемов в м 2 ,
Wо — среднее значение скорости втягивания воздуха. Эта функция зависит от степени загрязненности воздуха и характера выполняемых операций.

Еще один фактор, влияющий на мощность вентиляции — это подогрев поступающего воздуха. Чтобы затраты были меньше, используют рециркуляцию: часть очищенного воздуха нагревается и возвращается в помещение. При этом должны быть соблюдены следующие правила:

снаружи должно поступать не менее 10% чистого воздуха, а в обратно поступающем воздухе вредных примесей не должно быть более 30%;
запрещается применение рециркуляции на производстве, где в воздухе присутствуют взрывоопасные вещества, вредные микроорганизмы, выбросы, относящиеся к 1-3 классу опасности.

Расчет приточно-вытяжной вентиляции производственного помещения

Для того, чтобы сделать проект приточно-вытяжной вентиляции, первым делом определяется источник вредных веществ. Затем высчитывается сколько чистого воздуха необходимо для нормальной работы людей и сколько загрязненного воздуха необходимо вывести из помещения.

Каждое вещество имеет свою концентрацию, и нормы содержания их в воздухе тоже различны. Поэтому расчеты делаются для каждого вещества в отдельности, а результаты потом суммируются. Для создания правильного воздушного баланса необходимо учитывать количество вредных веществ и локальных отсосов, чтобы сделать расчет и определить, сколько необходимо чистого воздуха.

Различают четыре схемы воздухообмена приточно-вытяжной вентиляции на производстве: сверху-вниз, сверху-вверх, снизу-вверх, снизу-вниз.

Расчет производится по формуле:

где К_р — кратность воздухообмена,
G — единица времени (час),
V -объем помещения.

Правильный расчет необходим, чтобы потоки воздуха не попадали в смежные помещения и не удалялись оттуда. Также устройство, подающее свежий воздух, должно располагаться со стороны оборудования, чтобы вредные вещества или пары не попадали на людей. Все эти моменты должны быть учтены.

Если при производственном процессе выделяются вредные вещества тяжелее воздуха, то необходимо использовать комбинированные схемы воздухообмена, при которых 60% вредных веществ будет удаляться из нижней зоны, а 40% — из верхней.

Выводящей излишки тепла и вредные испарения

Это наиболее сложный расчет, потому что надо брать в расчет несколько факторов, и вредные вещества могут быть распределены на большой площади. Рассчитывается количество вредных веществ по следующей формуле:

где L — необходимое количество свежего воздуха,
Мв — масса выделяемого вредного вещества (мг/ч),
упом — удельная концентрация вещества (мг/м 3 ),
уп — концентрация этого вещества в воздухе, поступающем через систему вентиляции.

При выделении нескольких видов разных веществ, расчет делается для каждого отдельно, а потом суммируется.

Системы, нормализующей уровень влажности

Для этого расчета сначала необходимо определить все источники образования влаги. Влага может образоваться:

при кипении жидкости,
при испарении из открытых емкостей,
утечки влаги из аппаратов.

Суммируя выделение влаги из всех источников, составляется расчет для системы воздухообмена, нормализующего уровень влажности. Это делается для создания нормальных условий труда и соблюдения санитарно-гигиенических норм.

Формула для воздухообмена:

Где D_ух=M_ухJ_ух,
а D_пр=M_прJ_пр.
J_ух и J_пр — относительные влажности уходящего и приточного воздуха,
M_ух и M_пр — массы водяных паров, находящихся в уходящем и приточном воздухе при полном его насыщении и соответствующей температуре.

Вентиляции при высокой концентрации людей

Данный расчет наиболее прост, так как здесь отсутствуют расчеты при выделении вредных веществ, и берутся в расчет только выделения от жизнедеятельности людей. Присутствие чистого воздуха обеспечит высокую производительность труда, соблюдение санитарных норм, чистоту технологического процесса.

Для вычисления необходимого объема чистого воздуха, используют следующую формулу:

где L необходимое количество воздуха (м 3 /ч),
N количество работающих людей в данном помещении, m – воздух, необходимый для дыхания одного человека в час.

По санитарным нормам, расход чистого воздуха на одного человека составляет 30 м 3 в час, если помещение проветривается, если же нет, то эта норма удваивается.

Пример расчета мощности общеобменной вентиляции

Общеобменная вентиляция осуществляет циркуляцию воздуха по всему цеху или в большей его части. Она не имеет проблем, связанных с атмосферным влиянием и может перемещать воздушные массы на большие расстояния по каналам любой конфигурации.

При общеобменной вентиляции требующийся воздухообмен определяют из условий удаления избыточной теплоты и разбавления вредных выделений свежим воздухом до предельно допустимых концентраций.

Расход приточного воздуха, необходимый для отвода избыточной теплоты:

где Q_изб — избыточное количество теплоты, кДж/ч;
с — теплоемкость воздуха, Дж/кгК (это постоянная величина, она равна 1,2 Дж/кгК);
r — плотность воздуха, кг/м 3 ;
t_уд — температура воздуха, удаляемого из помещения, о С;
t_пр — температура поступающего воздуха.

Температура приточного воздуха зависит от географического положения предприятия и от времени года. Температуру удаляемого воздуха принимают равной температуре в рабочей зоне и считают ее на 3-5 о С выше температуры наружного воздуха. Плотность воздуха — 1,225 кг/м 3 .

Еще необходимо рассчитать расход приточного воздуха, необходимый для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах. Воспользуемся формулой:

где G — количество выделяемых вредных веществ, мг/ч;
g_уд — концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, мг/м 3 ;

Количество входящего чистого воздуха должно быть в достаточном объеме. Устройство и вид системы на каждом производстве регулируются СНиП.

Расчет вентиляции производственного помещения — непростое дело. Оно требует специальных знаний и точных расчетов. Особенно когда нужно сделать расчеты для производства, где производятся взрывоопасные или вредные вещества, лучше всего обратиться к профессионалам. Можно установить любую систему, если спроектировать ее грамотно, с соблюдением необходимых норм.

Здоровый микроклимат в доме или квартире напрямую зависит от эффективности приточно-вытяжной вентиляции. Планируя расчет мощности воздухообменной системы, нужно учитывать объемы помещения, количество жильцов, источники возможного загрязнения. Ошибки при проектировании приведут к тому, что на стенах и мебели появится грибок, а люди начнут болеть.

Необходимые расчеты

Проектирование и расчет вентиляции нужно начинать с определения необходимой производительности системы (м³/ч), то есть количества, пропускаемого через нее воздуха. Этот параметр вычисляется несколькими способами.

Методы расчета мощности приточно-вытяжной системы:

По площади помещения и санитарно-гигиеническим нормам;
По кратностям.

Вычисление мощности по площади и санитарным нормам

Расчет по площади вычисляется на основании того, что в жилые комнаты должно поступать 3м³/ч воздуха на 1 м² площади, при этом количество людей не учитывается. Согласно санитарно-гигиеническим нормативам на одного человека, находящегося в жилище постоянно, приходится 60 м³/ч притока, а на одного временно пребывающего – 20 м³/ч. Рекомендуется определить производительность приточно-вытяжной вентиляции по площади и по санитарным нормам и использовать максимальный показатель.

Вычисление мощности по кратностям

Таблица кратностей воздухообмена для дома и квартиры

Кратность воздухообмена – это количество полных обновлений воздуха в помещении за час. То есть однократный воздухообмен обозначает, что в комнате за час полностью удаляется весь объем воздуха и заменяется новым. Кратность 0,5 означает, что за час сменилась половина всего объема воздушных масс.

Мощность высчитывается по следующей формуле: L=n*V (м3/ч)

n – кратность по СНиП;

V – объем помещения.

Вначале считаем объем каждого помещения. Для этого перемножаем между собой длину, ширину и высоту комнаты. Потом по формуле L=n*V определяем мощность. При этом учитываем, что приточные отверстия расположены в спальнях, а вытяжные – в местах с наиболее загрязненным воздухом, т.е. в кухне и санузле.

Важно! Имейте в виду, что соотношение поступающего и удаляемого воздуха — это 1:1. То есть, сколько воздуха поступает в квартиру, столько должно и вытягиваться.

Сечение воздуховода

В расчет вентиляции входит определение сечения воздуховодов. Этот параметр определяется по следующим данным: требуемый объем притока и максимально разрешенная скорость в воздуховоде. Слишком маленькое сечение трассы приведет к повышению скорости движения воздушных масс, что увеличит аэродинамическую вибрацию и расходы на электроэнергию. К сожалению, устанавливать низкоскоростные воздушные каналы большого сечения с низким уровнем шума получается не всегда, так как их тяжело скрыть в запотолочном пространстве.

Для экономии места рекомендуется монтировать прямоугольные каналы, которые при одинаковой площади сечения отличаются от круглых воздуховодов меньшей высотой. Хотя работать с гибкими воздуховодами круглой формы гораздо легче, чем с жесткими прямоугольными каналами. Поэтому при выборе воздушных каналов руководствуются удобством монтажа и экономической целесообразностью.

Расчет сечения воздушной трассы приточно-вытяжной вентиляции производится по следующей формуле:

Sc=L*2,778/V;
Sc – требуемое сечение (в см²)
L – расход воздуха (в м³/ч);
V – скорость воздушного потока (в м/с);
2,788 – специальный коэффициент, позволяющий согласовать между собой различные единицы измерения.

Важно! В бытовых вентиляционных системах, как правило, задействуют гибкие каналы сечением от 160 до 250 мм.

Мощность калорифера

В зимнее время приточные воздушные массы необходимо подогревать до комфортной температуры. Расчет мощности калорифера для приточно-вытяжной вентиляции осуществляется исходя из таких показателей, как производительность системы, минимальная температура на улице и требуемая температура приточных потоков. При этом приточные потоки не должны быть ниже 18ºС, а наружная температура зависит от особенностей климатической зоны. Например, если минимальные температурные показатели равны -26ºС, то при работе калорифера в полную силу, он должен нагревать поступающий воздух на 44ºС (до +18).

Важно! Приточно-вытяжная вентиляция оснащается регулятором, который служит для уменьшения скорости приточных потоков во время холодов.

Ток, который потребляет калорифер приточно-вытяжной системы, рассчитывается по следующей формуле:

I=P/U;
I – максимальное значение потребляемого тока (А);
P – мощность калорифера;
U – напряжение (220 В для однофазных, 660 для трехфазных счетчиков).

В случае если допустимая нагрузка электрической сети меньше, чем расчетная мощность калорифера, рекомендуется использовать водяную нагревательную установку, соединенную с центральным или автономным отоплением.

Как рассчитать вентиляцию частного дома

Читайте также:

Тип	Скорость воздуха, м/с
Магистральные воздуховоды	6,0-8,0
Боковые ответвления	4,0-5,0
Распределительные воздуховоды	1,5-2,0
Приточные решетки у потолка	1,0-3,0
Вытяжные решетки	1,5-3,0