- Co to jest kanał powietrzny?
- Algorytm wykonywania obliczeń
- Oprogramowanie obliczeniowe
- Pomiar prędkości i przepływu powietrza
- Zasady korzystania z urządzeń pomiarowych
- Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Zrównoważona wymiana powietrza to podstawa dobrego samopoczucia i zdolności do pracy człowieka. Czyż nie? Aby jednak stworzyć komfortowe warunki w pomieszczeniach mieszkalnych i przemysłowych, ważne jest prawidłowe obliczenie kanałów powietrznych pod względem prędkości i przepływu oraz zapewnienie wydajnego trybu poruszania strumieni powietrza.
Następnie powiemy Ci, czego potrzebujesz do obliczenia kanałów powietrznych, jakimi metodami i przyrządami mierzy się natężenie przepływu powietrza.
Co to jest kanał powietrzny?
Kanał powietrzny jest głównym elementem systemu dystrybucji powietrza.Jest to zbiór metalowych lub plastikowych rur umieszczonych w celu zapewnienia równowagi powietrza. Zasada działania kanału powietrznego polega na nawiewie i wywiewie powietrza za pomocą specjalnych wentylatorów.
- kształt (okrągły lub prostokątny);
- pole przekroju;
- sztywność (elastyczna, półelastyczna i sztywna).
Wydajność systemu wentylacyjnego i jego funkcjonalność jako całość zależą od tych cech.
Wybierz kanał prostokątny, jeśli zależy Ci na tym, aby był niewidoczny. Taki kanał powietrzny łatwo ukryć na górnej powierzchni szafek.
Właściwy dobór parametrów kanału wentylacyjnego, uwzględniający wszystkie cechy pomieszczenia, zapewni jego długą i sprawną pracę.
Algorytm wykonywania obliczeń
Podczas projektowania, regulacji lub modyfikacji istniejącego systemu wentylacyjnego wymagane są obliczenia kanałów. Jest to niezbędne do prawidłowego określenia jego parametrów z uwzględnieniem optymalnych parametrów pracy i hałasu w obecnych warunkach.
Przy wykonywaniu obliczeń bardzo ważne są wyniki pomiarów natężenia przepływu i prędkości powietrza w kanale powietrznym.
Zużycie powietrza - ilość masy powietrza wprowadzanej do systemu wentylacyjnego w jednostce czasu. Z reguły wskaźnik ten jest mierzony w m³ / h.
Prędkość ruchu - wartość, która pokazuje, jak szybko porusza się powietrze w systemie wentylacyjnym. Ten wskaźnik jest mierzony w m/s.
Jeśli te dwa parametry są znane, można obliczyć pole przekroju kołowego i prostokątnego, a także ciśnienie wymagane do pokonania lokalnego oporu lub tarcia.
Podczas rysowania schematu musisz wybrać kąt widzenia z tej elewacji budynku, która znajduje się w dolnej części układu. Kanały powietrzne są wyświetlane jako ciągłe grube linie
Najczęściej używanym algorytmem obliczeniowym jest:
- Tworzenie diagramu aksonometrycznego z listą wszystkich elementów.
- Na podstawie tego schematu obliczana jest długość każdego kanału.
- Pomiar przepływu powietrza.
- Określ natężenie przepływu i ciśnienie w każdej sekcji systemu.
- Strata tarcia jest obliczana.
- Za pomocą wymaganego współczynnika obliczana jest strata ciśnienia po pokonaniu lokalnego oporu.
Podczas wykonywania obliczeń na poszczególnych odcinkach sieci dystrybucji powietrza uzyskuje się różne wyniki. Wszystkie dane należy wyrównać za pomocą diafragm z gałęzią o największym oporze.
Oblicz pole przekroju i średnicę
Prawidłowe obliczenie powierzchni przekrojów okrągłych i prostokątnych jest bardzo ważne. Niewłaściwy rozmiar sekcji nie zapewni pożądanej równowagi powietrza.
Za duży kanał zajmie dużo miejsca i zmniejszy efektywną powierzchnię pomieszczenia. Jeśli rozmiar kanału jest zbyt mały, wraz ze wzrostem ciśnienia przepływu wystąpią przeciągi.
Aby obliczyć wymagane pole przekroju poprzecznego (S), musisz znać natężenie przepływu powietrza i prędkość powietrza.
Do obliczeń używany jest następujący wzór:
S=L/3600V,
gdzie L to natężenie przepływu powietrza (m³/h), a V to jego prędkość (m/s);
Korzystając z poniższego wzoru możesz obliczyć średnicę kanału (D):
D=1000√(4S/π), gdzie
S - pole przekroju (m²);
π - 3.14.
Jeśli planujesz zainstalować kanały prostokątne zamiast okrągłych, zamiast średnicy określ wymaganą długość/szerokość kanału.
Wszystkie uzyskane wartości są porównywane z normami GOST i wybierane są produkty, które są najbliższe średnicy lub powierzchni przekroju
Przy wyborze takiego kanału powietrznego brany jest pod uwagę przybliżony przekrój. Zastosowana zasada to ab ≈ S, gdzie a to długość, b to szerokość, a S to pole przekroju.
Zgodnie z regulaminem stosunek szerokości do długości nie powinien przekraczać 1:3. Należy również zapoznać się ze standardową tabelą rozmiarów dostarczoną przez producenta.
Najczęstsze wymiary kanałów prostokątnych to: wymiary minimalne - 0,1 m x 0,15 m, maksymalne - 2 m x 2 m. Zaletą kanałów okrągłych jest to, że mają mniejszy opór, a co za tym idzie, wytwarzają mniej hałasu podczas pracy.
Obliczanie straty ciśnienia przez opór
Gdy powietrze przepływa przez linię, powstaje opór. Aby temu zaradzić, wentylator centrali wentylacyjnej wytwarza ciśnienie, które jest mierzone w paskalach (Pa).
Stratę ciśnienia można zmniejszyć, zwiększając przekrój kanału. W takim przypadku można zapewnić w przybliżeniu takie samo natężenie przepływu w sieci.
W celu doboru odpowiedniej centrali wentylacyjnej z wentylatorem o wymaganej wydajności należy obliczyć straty ciśnienia do pokonania miejscowych oporów.
Ta formuła ma zastosowanie:
P=RL+EiV2Y/2, gdzie
R - specyficzna strata ciśnienia tarcia w określonym odcinku kanału;
L - długość przekroju (m);
Еi - współczynnik całkowitej straty lokalnej;
V - prędkość powietrza (m/s);
Y - gęstość powietrza (kg/m3).
Wartości R określane są zgodnie z normami. Również ten wskaźnik można obliczyć.
Jeśli kanał jest okrągły, strata ciśnienia tarcia (R) jest obliczana w następujący sposób:
R=(XD/B)(VVY)/2g gdzie
X - współczynnik opór tarcia;
L - długość (m);
D - średnica (m);
V to prędkość powietrza (m/s), a Y to jego gęstość (kg/m³);
g - 9,8 m/s².
Jeżeli przekrój nie jest okrągły, lecz prostokątny, należy we wzorze podstawić alternatywną średnicę równą D=2AB/(A + B), gdzie A i B to boki.
Oprogramowanie obliczeniowe
Wszystkie obliczenia można wykonać ręcznie, ale wygodniej i szybciej jest skorzystać ze specjalistycznych programów.
Za pomocą takich programów można nie tylko dokładnie wykonać niezbędne obliczenia, ale także przygotować rysunki.
W razie potrzeby możesz użyć specjalnego oprogramowania do wykonania obliczeń. Pozwoli to wyeliminować ewentualne błędy, które mogą odegrać fatalną rolę podczas pracy.Wartości pierwotne są wprowadzane do programu i już po kilku sekundach można uzyskać dokładne wyniki obliczeń.
Vent-Calc to funkcjonalna aplikacja do obliczania kanałów wentylacyjnych. Do obliczeń wykorzystuje się przepływ powietrza, prędkość powietrza i temperaturę.
MagiCAD - wykonuje wszelkiego rodzaju obliczenia dla sieci inżynierskich, obrazy prezentowane są w formatach 2D i 3D.
GIDRV - program do obliczania wszystkich parametrów kanałów wentylacyjnych. Możliwe jest wybranie dowolnej kombinacji parametrów w celu uzyskania najlepszej wydajności.
Ducter 2.5 to narzędzie, które dokładnie oblicza średnice odcinków kanałów powietrznych. Idealny do dopasowania do ich typów.
Rysunki wykonane w tych programach pozwalają dokładniej zobaczyć rozmieszczenie wszystkich elementów systemu i zapewnić ich najbardziej wydajną pracę.
Pomiar prędkości i przepływu powietrza
Podczas wykonywania pomiarów ważny jest dobór odpowiednich przyrządów i technik oraz przestrzeganie procedur wykonywania pomiarów.
Przyrządy do pomiarów
Najczęściej używane są następujące rodzaje oprzyrządowania:
- ultradźwiękowy anemometr 3D - wykonuje pomiary na podstawie zmiany częstotliwości dźwięku pomiędzy zadanymi punktami;
- Rurka Pitota - ustala różnicę pomiędzy ciśnieniem statycznym a pełnym;
- anemometr termiczny - określa natężenie przepływu na podstawie tempa spadku temperatury czujnika.
- anemometr łopatkowy - wykonuje pomiary na podstawie zmian prędkości obrotowej wirnika.
- bolometr - określa przepływ powietrza na podstawie koncentracji przepływu w punkcie pomiarowym, przekrój poprzeczny jest ustawiony z góry.
Wiele urządzeń z tej listy jest dość drogich i rzadkich. Można je wypożyczyć i samodzielnie wykonać pomiary, ale lepiej wezwać doświadczonego inżyniera rozruchu, który zna wszystkie niuanse prac pomiarowych.
Rurka Pitota jest używana w połączeniu z czujnikami. Jest to łatwe w użyciu urządzenie. Rura jest wyprowadzona otwartym końcem w kierunku przepływu powietrza, a jej drugi koniec jest podłączony do manometru
Pomiar prędkości jest niezbędny nie tylko do wykonywania obliczeń, ale również do kontroli parametrów higienicznych powietrza w pomieszczeniach. Przez pewien czas nieuchronnie dochodzi do zanieczyszczenia kanałów wentylacyjnych i kanałów powietrznych.
W takich przypadkach połączenia mogą zostać rozhermetyzowane, a wydajność sprzętu zmniejszona. Dodatkowo wymagane są pomiary podczas planowej konserwacji, czyszczenia i naprawy instalacji wentylacyjnej.
Podczas dokonywania pomiarów należy przestrzegać kilku zasad. Po pierwsze, prędkość powietrza jest regulowana przepisami budowlanymi i normami. Musisz skupić się na tych wartościach.
W szczególnych warunkach technicznych dopuszczalne są niewielkie odchylenia od tych parametrów. Na przykład podczas instalowania sprzętu, wykonywania napraw itp.
Po drugie, podczas wykonywania pomiarów należy również uwzględnić normy powiązanych czynników - poziomów hałasu i wibracji, które są wskazane w dokumentach regulacyjnych.
Przekroczenie tych norm wskazuje na wady systemu wentylacji. Prędkość lotu nie powinna mieć żadnego wpływu na te liczby.
Metody pomiaru przepływu powietrza
Na etapie uruchomienia bezwzględnie należy wykonać pomiar objętościowego przepływu powietrza w instalacji wentylacji i klimatyzacji. Zapewni to możliwość wysokiej jakości strojenia systemu i jego płynne działanie.
Takie pomiary przeprowadza się bezpośrednio w kanale lub na kratce wlotowej. Istnieje kilka prostych technik.
Pomiar na nawiewnikach sufitowych
Do pomiarów tą techniką najczęściej używa się bolometru. Należy zamknąć dyfuzor i przymocować górny rozpraszacz do sufitu. Konieczne jest zmierzenie zarówno całkowitej objętości powietrza wywiewanego z pomieszczenia, jak i strumienia powietrza nawiewanego.
Bolometr jest bardzo dokładny dzięki temu, że wbudowany prostownik przepływu zmniejsza możliwość popełnienia błędu. Pomimo tego, że urządzenie wygląda nieporęcznie, jest dość lekkie - jego waga to nie więcej niż 3 kg.
W niektórych źródłach zaleca się użycie sondy do pomiarów, wkładając ją w szczelinę pomiędzy lamelami dyfuzora, aby uzyskać średni wynik.
To podejście jest nieefektywne z dwóch powodów:
- Turbulencje przepływu są bardzo duże, więc nie widać rzeczywistego przepływu.
- Nie jest możliwe ustawienie sondy bezpośrednio na przepływie. Wyniki pomiarów i tak zostaną zniekształcone.
Więc nie trać czasu na niepotrzebne manipulacje sondą. Istnieją znacznie prostsze i dokładniejsze sposoby pomiaru.
Jest inny sposób na wykonanie pomiarów tą techniką. Zapewnia prosty odcinek i równomierny przepływ. Pomiary są wykonywane przez wstępnie wywiercone otwory.
Ta metoda jest bardzo dokładna, ale nie zawsze istnieją warunki do jej wdrożenia. Nie wszędzie są odcinki proste, czasami nie ma możliwości przygotowania dwóch otworów do pomiarów. A jednak do wdrożenia tej metody potrzeba kilku osób: jedna musi dokonać pomiarów, druga musi trzymać drabinę i tak dalej.
Biorąc wszystko pod uwagę, jeśli chcesz uzyskać szybkie i dokładne wyniki bez zbytniego wysiłku, użyj bolometru.
Pomiar na kratce wentylacyjnej
Do wykonywania czynności kontrolno-pomiarowych tą techniką wykorzystuje się anemometr z gorącym drutem z wirnikiem o średnicy od 60 do 100 mm. Wirnik musi być porównywalny z wymiarami rusztu.
Anemometr z gorącym drutem to wielofunkcyjne urządzenie, które może służyć nie tylko do pomiaru prędkości powietrza, ale także do pomiaru innych parametrów. Takie urządzenie będzie bardzo przydatne w domu. Kupując anemometr z gorącym drutem lepiej wybrać urządzenie, które posiada funkcję analizy i dokumentowania danych.
Metoda ta zapewnia wysoką dokładność wyników, a ilość wykonywanych pomiarów jest minimalna. W celu zapewnienia dostępu do trudno dostępnych miejsc można użyć specjalnej przedłużki lub sondy teleskopowej.
Wymiary kanałów
Do pomiarów służy specjalnie wykonany otwór roboczy w ściance kanału wentylacyjnego.
Ważne jest przestrzeganie następujących warunków:
- wielkość przekroju tego otworu musi dokładnie odpowiadać średnicy sondy;
- miejsce do pomiarów musi być starannie wybrane. Otwór wierci się tylko na odcinku prostym, którego długość musi wynosić co najmniej 5 średnic kanału. Ustaw otwór tak, aby odległość przed nim wynosiła 3 średnice, a za nim - 2 średnice rury.
W przypadku pomiarów wewnątrz kanału konieczne jest użycie przyrządu z wirnikiem o średnicy od 16 do 25 mm. Jeśli kanał jest wysoki, z pomocą przyjdzie sonda teleskopowa lub przedłużka.
Zasady korzystania z urządzeń pomiarowych
Podczas pomiaru natężenia przepływu powietrza i jego natężenia w instalacji wentylacyjnej i klimatyzacyjnej niezbędny jest prawidłowy dobór urządzeń oraz przestrzeganie poniższych zasad ich eksploatacji.
Pozwoli to uzyskać dokładne wyniki obliczeń kanałów, a także obiektywny obraz instalacji wentylacyjnej.
Aby ustalić średnie natężenia przepływu, należy wykonać kilka pomiarów. Ich liczba zależy od średnicy rury lub od wielkości boków, jeśli kanał jest prostokątny
Przestrzegaj reżimu temperaturowego, który jest wskazany w paszporcie urządzenia. Zwracaj również uwagę na położenie czujnika sondy. Musi być zawsze skierowany dokładnie w stronę strumienia powietrza.
Jeśli nie zastosujesz się do tej zasady, wyniki pomiarów będą zniekształcone. Im bardziej czujnik odbiega od idealnej pozycji, tym większy będzie błąd.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Układ wentylacji domu:
O tym, jak mierzy się objętość powietrza na kratkach wentylacyjnych, można dowiedzieć się z poniższego filmu:Dlatego bardzo ważne jest przestrzeganie zasad wykonywania pomiarów, ponieważ najmniejszy błąd może wpłynąć na wyniki obliczeń.
Prawidłowe obliczenie kanału powietrznego pozwoli na dobranie jego optymalnej konfiguracji oraz niezbędnych elementów, co zapewni nieprzerwane i wydajne działanie wentylacji.
Jeśli masz jakieś pytania lub możesz dodać wartościowe informacje do materiału, zostaw komentarz i podziel się swoimi doświadczeniami. Blok styków znajduje się pod artykułem.