Jeśli przywiązujesz wystarczającą wagę do komfortu w domu, to prawdopodobnie zgodzisz się, że jakość powietrza powinna być na pierwszym miejscu. Świeże powietrze jest dobre dla zdrowia i myślenia. To nie wstyd zapraszać gości do pachnącego pokoju. Wietrzenie każdego pokoju dziesięć razy dziennie nie jest łatwym zadaniem, prawda?
Wiele zależy od doboru wentylatora, a przede wszystkim od jego ciśnienia. Ale przed określeniem ciśnienia wentylatora należy zapoznać się z niektórymi parametrami fizycznymi. Przeczytaj o nich w naszym artykule.
Dzięki naszemu materiałowi poznasz wzory, poznasz rodzaje ciśnień w instalacji wentylacyjnej. Podaliśmy Ci informacje o całkowitej głowicy wentylatora i dwóch sposobach, w jakie można ją zmierzyć. Dzięki temu będziesz mógł samodzielnie zmierzyć wszystkie parametry.
Ciśnienie w systemie wentylacyjnym
Aby wentylacja była skuteczna należy dobrać odpowiednie ciśnienie wentylatora. Istnieją dwie możliwości samodzielnego pomiaru ciśnienia. Pierwsza metoda jest bezpośrednia, w której ciśnienie mierzy się w różnych miejscach. Drugą opcją jest obliczenie 2 rodzajów ciśnienia z 3 i uzyskanie z nich nieznanej wartości.
Ciśnienie (również ciśnienie) może być statyczne, dynamiczne (szybkie) i pełne. Według tego ostatniego wskaźnika wyróżnia się trzy kategorie fanów.
Pierwszy obejmuje urządzenia ciśnieniowe<1 кПа, второй - 1-3 кПа и более, третьей - больше 3-12 кПа и выше. В жилых строениях используют устройства первой и второй категории.
Charakterystyka aerodynamiczna wentylatorów osiowych na wykresie: Pv – ciśnienie całkowite, N – moc, Q – przepływ powietrza, ƞ – sprawność, u – prędkość, n – prędkość
W dokumentacji technicznej wentylatora zwykle podaje się wskaźniki aerodynamiczne, w tym ciśnienie całkowite i statyczne przy określonej wydajności. W praktyce parametry „fabryczne” i rzeczywiste często się nie pokrywają, a wynika to z cech konstrukcyjnych systemów wentylacyjnych.
Istnieją międzynarodowe i krajowe normy mające na celu poprawę dokładności pomiarów w laboratorium.
W Rosji zwykle stosuje się metody A i C, w których ciśnienie powietrza za wentylatorem określa się pośrednio na podstawie zainstalowanej mocy. W różnych metodach obszar wylotowy obejmuje lub nie obejmuje tulei wirnika.
Wzory do obliczania ciśnienia wentylatora
Ciśnienie to stosunek działających sił do powierzchni, na którą są skierowane. W przypadku kanału wentylacyjnego mówimy o przekroju powietrznym i poprzecznym.
Przepływ w kanale jest rozłożony nierównomiernie i nie przechodzi pod kątem prostym do przekroju. Nie będzie możliwe ustalenie dokładnego ciśnienia z jednego pomiaru, będziesz musiał szukać średniej wartości w kilku punktach. Należy to zrobić zarówno w przypadku wchodzenia, jak i wychodzenia z urządzenia wentylacyjnego.
Wentylatory osiowe stosowane są pojedynczo oraz w kanałach powietrznych, sprawdzają się skutecznie tam, gdzie konieczny jest transport dużych mas powietrza przy stosunkowo niskim ciśnieniu.
Całkowite ciśnienie wentylatora jest określone wzorem Pp=Pp (wyjście) - Pp (wejście), gdzie:
- Pp (out) - całkowite ciśnienie na wylocie z urządzenia;
- Pp (in) - ciśnienie całkowite na wlocie do urządzenia.
W przypadku ciśnienia statycznego wentylatora wzór nieco się różni.
Zapisuje się jako Рst=Рst (wyjście) - Pp (wejście), gdzie:
- Pst (out) - ciśnienie statyczne na wylocie z urządzenia;
- Pp (in) - ciśnienie całkowite na wlocie do urządzenia.
Wysokość statyczna nie wyświetla wymaganej ilości energii do przekazania jej do systemu, ale służy jako dodatkowy parametr, dzięki któremu można poznać całkowite ciśnienie.Ostatni wskaźnik jest głównym kryterium przy wyborze wentylatora: zarówno domowego, jak i przemysłowego. Spadek całkowitej wysokości podnoszenia oznacza utratę energii w systemie.
Ciśnienie statyczne w samym przewodzie wentylacyjnym uzyskuje się z różnicy ciśnień statycznych na wlocie i wylocie wentylacji: Pst=Pst 0 - Pst 1. Jest to parametr drugorzędny.
Projektanci podają parametry przy niewielkim lub zerowym zatykaniu: obraz pokazuje rozbieżność między ciśnieniem statycznym tego samego wentylatora w różnych sieciach wentylacyjnych
Właściwy wybór urządzenia wentylacyjnego uwzględnia następujące niuanse:
- obliczenie przepływu powietrza w instalacji (m³/s);
- wybór urządzenia na podstawie tego obliczenia;
- określenie prędkości wyjściowej dla wybranego wentylatora (m/s);
- obliczanie urządzenia Pp;
- pomiar głowy statycznej i dynamicznej dla porównania z głową pełną.
Aby obliczyć miejsce pomiaru ciśnienia kierują się średnicą hydrauliczną kanału. Określa to wzór: D \u003d 4F / P. F to pole przekroju poprzecznego rury, a P to jej obwód. Odległość do ustalenia miejsca pomiaru przy wejściu i wyjściu mierzona jest liczbą D.
Jak obliczyć ciśnienie wentylacji?
Całkowita wysokość podnoszenia na wlocie mierzona jest w przekroju kanału wentylacyjnego, znajdującym się w odległości dwóch średnic kanału hydraulicznego (2D). Idealnie powinien być prosty odcinek kanału o długości 4D lub więcej i niezakłócony przepływ przed punktem pomiarowym.
W praktyce powyższe warunki są rzadkie, a wtedy przed właściwym miejscem instaluje się plaster miodu, który prostuje przepływ powietrza.
Następnie wprowadza się do instalacji wentylacyjnej pełny odbiornik ciśnienia: kolejno w kilku punktach odcinka - co najmniej 3.Na podstawie uzyskanych wartości obliczany jest średni wynik. W przypadku wentylatorów z wolnym wlotem Pp, wlot odpowiada ciśnieniu otoczenia, a nadciśnienie w tym przypadku wynosi zero.
Schemat odbiornika ciśnienia całkowitego: 1 - rurka odbiorcza, 2 - przetwornik ciśnienia, 3 - komora hamowania, 4 - uchwyt, 5 - kanał pierścieniowy, 6 - krawędź natarcia, 7 - siatka wejściowa, 8 - normalizator, 9 - rejestrator sygnału wyjściowego , α - kąt przy wierzchołkach, h - głębokość dolin
Jeśli mierzysz silny przepływ powietrza, powinieneś określić prędkość na podstawie ciśnienia, a następnie porównać ją z rozmiarem przekroju. Im wyższa prędkość na jednostkę powierzchni i im większy obszar, tym wydajniejszy wentylator.
Pełne ciśnienie wylotowe to złożona koncepcja. Strumień wychodzący ma niejednorodną strukturę, która zależy również od trybu pracy i typu urządzenia. Powietrze wylotowe ma strefy ruchu wstecznego, co komplikuje obliczenia ciśnienia i prędkości.
Regularność czasu pojawienia się takiego ruchu nie może być ustalona. Niejednorodność przepływu dochodzi do 7-10 D, ale można ją zmniejszyć prostując kratki.
Rurka Prandtla to ulepszona wersja rurki Pitota: odbiorniki produkowane są w 2 wersjach - dla prędkości mniejszych i większych niż 5 m/s
Czasami na wylocie z urządzenia wentylacyjnego znajduje się kolano obrotowe lub zdejmowany dyfuzor. W takim przypadku przepływ będzie jeszcze bardziej niejednorodny.
Głowa jest następnie mierzona następującą metodą:
- Pierwsza sekcja jest wybierana za wentylatorem i skanowana sondą. Kilka punktów mierzy średnią całkowitą wysokość głowy i wydajność. Ta ostatnia jest następnie porównywana z wydajnością wejściową.
- Następnie wybierany jest dodatkowy odcinek - w najbliższym prostym odcinku po wyjściu z urządzenia wentylacyjnego.Od początku takiego fragmentu mierzy się 4-6 D, a jeśli długość odcinka jest mniejsza, to wybiera się odcinek w najbardziej oddalonym punkcie. Następnie weź sondę i określ wydajność oraz średni skok całkowity.
Wyliczone straty w sekcji za wentylatorem odejmuje się od średniego ciśnienia całkowitego w sekcji dodatkowej. Uzyskaj pełne ciśnienie wylotowe.
Następnie porównywane jest wykonanie na wejściu, a także na pierwszej i dodatkowej sekcji na wyjściu. Wskaźnik wejściowy należy uznać za poprawny, a jeden ze wskaźników wyjściowych ma bliższą wartość.
Odcinek linii prostej o wymaganej długości może być lub nie. Następnie wybiera się sekcję, która dzieli obszar do pomiaru na części w stosunku 3 do 1. Bliżej wentylatora powinna znajdować się największa z tych części. Nie można wykonywać pomiarów w przeponach, przepustach, łukach i innych połączeniach z zakłóceniami powietrza.
Spadki ciśnienia można rejestrować za pomocą manometrów, manometrów zgodnie z GOST 2405-88 i manometrów różnicowych zgodnie z GOST 18140-84 z klasą dokładności 0,5-1,0
W przypadku wentylatorów dachowych Pp mierzy się tylko na wlocie, a wartość statyczną na wylocie. Szybki przepływ za urządzeniem wentylacyjnym zostaje prawie całkowicie utracony.
Zalecamy również zapoznanie się z naszym materiałem dotyczącym doboru rur do wentylacji.
Cechy obliczania głowy
Pomiar ciśnienia w powietrzu jest skomplikowany ze względu na jego szybko zmieniające się parametry. Ciśnieniomierze należy kupować w wersji elektronicznej z funkcją uśredniania wyników uzyskanych w jednostce czasu. Jeśli ciśnienie gwałtownie skacze (pulsuje), z pomocą przyjdą amortyzatory, które wygładzą spadki.
Zapamiętaj następujące wzory:
- ciśnienie całkowite jest sumą ciśnienia statycznego i dynamicznego;
- Całkowita wysokość wentylatora powinna być równa spadkowi ciśnienia w sieci wentylacyjnej.
Pomiar ciśnienia statycznego na wylocie jest łatwy. Aby to zrobić, użyj rurki do pomiaru ciśnienia statycznego: jeden koniec jest włożony do manometru różnicowego, a drugi jest skierowany do sekcji na wylocie wentylatora. Głowica statyczna służy do obliczania natężenia przepływu na wylocie z centrali wentylacyjnej.
Ciśnienie dynamiczne mierzy się również za pomocą manometru różnicowego. Do jego przyłączy podłączone są rurki Pitota-Prandtla. Do jednego styku - rurka do pełnego ciśnienia, a do drugiego - do ciśnienia statycznego. Wynik będzie równy ciśnieniu dynamicznemu.
Aby poznać spadek ciśnienia w przewodzie, można kontrolować dynamikę przepływu: wraz ze wzrostem prędkości powietrza rośnie opór sieci wentylacyjnej. Ciśnienie jest tracone z powodu tego oporu.
Anemometry i anemometry z gorącym drutem mierzą prędkość przepływu w kanale przy wartościach do 5 m/s lub więcej, anemometr należy dobrać zgodnie z GOST 6376-74
Wraz ze wzrostem prędkości wentylatora ciśnienie statyczne spada, podczas gdy ciśnienie dynamiczne rośnie proporcjonalnie do kwadratu wzrostu przepływu powietrza. Całkowite ciśnienie się nie zmieni.
Przy odpowiednio dobranym urządzeniu wysokość podnoszenia dynamiczna zmienia się wprost proporcjonalnie do kwadratu przepływu, a wysokość statyczna odwrotnie. W tym przypadku ilość zużytego powietrza i obciążenie silnika elektrycznego, jeśli rosną, nie ma znaczenia.
Niektóre wymagania dotyczące silnika elektrycznego:
- niski moment rozruchowy - dzięki temu, że pobór mocy zmienia się zgodnie ze zmianą liczby obrotów doprowadzonych do kostki;
- duży zapas;
- pracuj z maksymalną mocą, aby uzyskać więcej oszczędności.
Moc wentylatora zależy od całkowitej wysokości podnoszenia, a także od wydajności i przepływu powietrza. Dwa ostatnie wskaźniki korelują z wydajnością systemu wentylacji.
Na etapie projektowania będziesz musiał ustalić priorytety. Uwzględnij koszty, utratę powierzchni użytkowej, poziom hałasu.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Przegląd wskaźników fizycznych potrzebnych do pomiarów:
Rola ciśnienia w sieci wentylacyjnej:
Wentylator to prosta konstrukcja w formie koła z łopatkami. Jednocześnie jest to główna część systemu wentylacji. Urządzenie mechaniczne wpływa na ciśnienie w kanale i decyduje o wydajności wentylacji.
Jeśli chcesz obliczyć ciśnienie wentylatora, oblicz prędkość, przepływ powietrza, moc. Lepiej zrozumiesz istotę pomiarów. Główny wskaźnik, zmierz całkowitą głowę zgodnie ze schematami, które opisaliśmy.
Jeśli masz jakieś pytania - zadaj je w formularzu pod artykułem. Pisz komentarze i dziel się cenną wiedzą z innymi czytelnikami. Być może masz doświadczenie w projektowaniu systemów wentylacyjnych - przyda się to w czyjejś konkretnej sytuacji.