Изчисляване на въздуховоди по скорост и дебит + начини за измерване на дебита на въздуха в помещения

Балансираният въздухообмен е основа за доброто самочувствие и работоспособност на хората. Не е ли така? Но за да се създадат комфортни условия в жилищни и производствени помещения, е важно правилно да се изчислят въздуховодите по скорост и дебит и да се осигури ефективен режим на движение на въздушните потоци.

По-нататък ще разкажем какво е необходимо за изчисляване на въздуховодите, какви методи и уреди се използват за измерване на скоростта на въздушния поток.

Какво е въздуховод?

Въздуховод е основен елемент на системата разпределение на въздуха. Представлява съвкупност от метални или пластмасови тръби, разположени за осигуряване на въздушен баланс. Принципът на работа на въздуховода се състои в подаване и изсмукване на въздух с помощта на специални вентилатори.

Основни характеристики на въздуховода:

• форма (кръгла или правоъгълна);
• площ на напречното сечение;
• твърдост (гъвкави, полугъвкави и твърди).

От тези характеристики зависи производителността на вентилационната система и нейната функционалност като цяло.

Изберете въздуховод с правоъгълно сечение, ако за вас е важно да го направите незабележим. Такъв въздуховод лесно се скрива на горната повърхност на шкафовете

Правилният подбор на параметрите на въздуховода, като се вземат предвид всички особености на помещението, ще осигури неговата дълготрайна и ефективна работа.

Алгоритъм за извършване на изчисления

При проектиране, настройка или модификация на вече действаща вентилационна система задължително се извършват изчисления на въздуховода. Това е необходимо, за да се определят правилно неговите параметри, като се вземат предвид оптималните характеристики на производителност и шум в актуалните условия.

При извършване на изчисления голямо значение имат резултатите от измерванията на дебита и скоростта на движение на въздуха във въздушния канал.

Дебит на въздуха е обемът на въздушната маса, постъпваща във вентилационната система за единица време. Обикновено този показател се измерва в м³/ч.

Скорост на движение е величина, която показва колко бързо се движи въздухът във вентилационната система. Този показател се измерва в м/с.

Ако тези два показателя са известни, може да се изчисли площта на кръгли и правоъгълни сечения, както и налягането, необходимо за преодоляване на местно съпротивление или триене.

При съставяне на схемата трябва да се избере ъгъл на гледане от фасадата на сградата, която се намира в долната част на плана. Въздуховодите се изобразяват с плътни дебели линии.

Най-често се използва следният алгоритъм за извършване на изчисленията:

1. Съставяне на аксонометрична схема, в която се изброяват всички елементи.
2. На базата на тази схема се изчислява дължината на всеки канал.
3. Измерва се дебитът на въздуха.
4. Определя се скоростта на потока и налягането във всеки участък от системата.
5. Извършва се изчисление на загубите от триене.
6. С използването на необходимия коефициент се извършва изчисление на загубите на налягане при преодоляване на местно съпротивление.

При извършване на изчисленията във всеки участък на мрежата за разпределение на въздуха се получават различни резултати. Всички данни трябва да се изравнят посредством диафрагми с клона с най-голямо съпротивление.

Изчисляване на площта на напречното сечение и диаметъра

Правилното изчисляване на площта на кръгли и правоъгълни сечения е много важно. Неподходящият размер на сечението няма да позволи да се осигури необходимият въздушен баланс.

Твърде големият въздуховод ще заеме много място и ще намали ефективната площ на помещението. Ако се избере твърде малък размер на каналите, ще се появят течения, тъй като ще се увеличи налягането на потока.

За да се изчисли необходимата площ на сечението (S), трябва да се знаят стойностите на дебита и скоростта на движение на въздуха.

За изчисленията се използва следната формула:

S = L/3600*V,

при което L е дебитът на въздуха (м³/ч), а V е неговата скорост (м/с);

Използвайки следната формула, може да се изчисли диаметърът на въздуховода (D):

D = 1000*√(4*S/π), където

S – площ на сечението (м²);

π – 3,14.

Ако се планира инсталиране на правоъгълни, а не кръгли въздуховоди, вместо диаметъра се определя необходимата дължина/ширина на въздушния канал.

Всички получени стойности се съпоставят със стандартите ГОСТ и се избират изделия, които са най-близки по диаметър или площ на сечението.

При избора на такъв въздуховод в изчислението се взема приблизителното сечение. Използва се принципът a*b ≈ S, където a е дължината, b е ширината, а S е площта на сечението.

Съгласно нормативните изисквания, съотношението на ширината и дължината не трябва да бъде по-високо от 1:3. Също така трябва да се използва таблицата с типични размери, предоставена от завода-производител.

Най-често срещаните размери на правоъгълните канали: минимални размери – 0,1 m x 0,15 m, максимални – 2 m x 2 m. Предимството на кръглите въздуховоди е, че те имат по-малко съпротивление и съответно създават по-малко шум при работа.

Изчисляване на загубата на налягане от съпротивление

Докато въздухът се движи по главния тръбопровод, се създава съпротивление. За да го преодолее, вентилаторът на приточната инсталация създава налягане, което се измерва в паскали (Pa).

Загубата на налягане може да се намали, като се увеличи сечението на въздуховода. При това може да се осигури приблизително еднаква скорост на потока в мрежата.

За да изберете подходяща приточна инсталация с вентилатор с необходимата производителност, е необходимо да изчислите загубата на налягане за преодоляване на локалното съпротивление.

Прилага се тази формула:

P=R*L+Ei*V2*Y/2, където

R – специфична загуба на налягане от триене на определен участък от въздуховода;

L – дължина на участъка (m);

Еi – общ коефициент на локална загуба;

V – скорост на въздуха (m/s);

Y – плътност на въздуха (kg/m³).

Стойностите на R се определят по нормативи. Също така този показател може да се изчисли.

Ако сечението на въздуховода е кръгло, загубите на налягане от триене (R) се изчисляват по следния начин:

R = (X*D/В) * (V*V*Y)/2g, където

X – коеф. на съпротивление при триене;

L – дължина (m);

D – диаметър (m);

V – скорост на въздуха (m/s), а Y – неговата плътност (kg/m³);

g – 9,8 m/s².

Ако сечението не е кръгло, а правоъгълно, във формулата трябва да се замести алтернативен диаметър, равен на D = 2AB/(A + B), където A и B са страните.

Софтуер за извършване на изчисления

Всички изчисления могат да се извършват ръчно, но е по-удобно и по-бързо да се използват специализирани програми.

С помощта на такива програми можете не само да извършите точно необходимите изчисления, но и да подготвите чертежи.

При необходимост за извършване на изчисления може да се използва специално програмно осигуряване. Това ще изключи възможните грешки, които могат да играят фатална роля в процеса на експлоатация. В програмата се въвеждат началните стойности и само след няколко секунди могат да се получат точни резултати от изчисленията.

Vent–Calc – функционално приложение за изчисляване на въздуховоди. За изчисленията се използват стойности на дебита и скоростта на въздуха, както и температурата.

MagiCAD – извършва всички видове изчисления за инженерни мрежи, изображенията са представени в 2D и 3D формати.

GIDRV – програма за изчисляване на всички параметри на въздуховоди. Предвидена е възможност за избор на всякакви комбинации от параметри за постигане на най-добри работни показатели.

Ducter 2.5 – помощна програма, която точно изчислява диаметрите на сеченията на въздуховодите. Идеално подходяща за избор на техните типове.

Чертежите, които се съставят в тези програми, позволяват по-точно да се види схемата на разположение на всички компоненти на системата и да се осигури тяхната най-ефективна работа.

Измерване на скоростта и дебита на въздуха

При извършване на измервания е важно правилно да се подберат уредите и методиките, както и да се спазват процедурите за извършване на замерванията.

Уреди, използвани за измервания

Най-често се прилагат следните видове контролно-измерителни уреди:

• ултразвуков 3D анемометър – извършва измервания на базата на промяна на честотата на звука между зададени точки;
• тръба на Пито – фиксира разликата между статичното и общото налягане;
• термоанемометър – определя скоростта на потока на базата на скоростта на спадане на температурата на сензора.
• крилчат анемометър – извършва измервания на базата на промяна на скоростта на въртене на крилцата.
• болометър – определя дебита на въздуха чрез концентрация на потока в точката на измерване, като сечението при това се установява предварително.

Много от уредите в този списък са доста скъпи и редки. Те могат да се наемат и да се извършат замерванията самостоятелно, но е по-добре да се извика опитен инженер-настройчик, който знае всички нюанси на извършване на измерителните работи.

Тръбата на Пито се прилага в комплект с датчици. Това е лесен за използване уред. Тръбата се насочва с отворения край срещу потока на въздуха, а другият ѝ край се присъединява към манометър

Измерването на скоростта е необходимо не само за извършване на изчисления, но и за контрол на хигиенните параметри на въздуха в помещението. В течение на определен период от време неизбежно настъпва замърсяване на вентилационните канали и въздуховодите.

В такива случаи съединенията могат да се разхерметизират, производителността на оборудването намалява. Освен това замерванията са необходими при планова поддръжка, почистване и ремонт на вентилационната система.

При извършване на измервания трябва да се спазват редица правила. Първо, скоростта на въздуха се регламентира от строителните норми и стандарти. Необходимо е да се ориентирате по тези стойности.

Допускат се малки отклонения от тези параметри при наличието на особени технически обстоятелства. Например, при инсталиране на оборудване, извършване на ремонтни работи и т.н.

На второ място, при извършване на измервания е необходимо да се вземат предвид и нормите на съпътстващите фактори – нивата на шум и вибрация, които са посочени в регламентиращите документи.

Превишаването на тези норми показва недостатъци на вентилационната система. Скоростта на въздуха не трябва да оказва никакво влияние върху тези показатели.

Методи за извършване на измервания на въздушния поток

На етапа на пусконаладка е задължително да се извършат измервания на обемния дебит на въздуха във вентилационната и климатичната система. Това ще осигури възможност за качествено настройване на системата и нейната безпроблемна работа.

Такива измервания се извършват директно във въздуховода или на входната решетка. Съществуват няколко прости методи.

Измервания на таванни дифузори

Най-често за измервания по този метод се използва болометър. Необходимо е да се затвори дифузорът, а горният конфузор да се приложи към тавана. Трябва да се измери както общият обем на изсмуквания въздух от помещението, така и приточният поток.

Болометърът се отличава с висока точност благодарение на това, че вграденият в него изправител на потока намалява вероятността от грешка. Въпреки че уредът изглежда обемист, той е доста лек – теглото му не надвишава 3 кг

В някои източници за измервания се препоръчва използването на сонда, като се вкарва в промеждутъка между ламелите на дифузора за получаване на осреднен резултат.

Този подход е неефективен по две причини:

1. Турбулентността на потоците е много висока, поради което реалният дебит не може да се види.
2. Невъзможно е да се постави сондата точно в съответствие с потока. Резултатите от измерванията във всеки случай ще бъдат изкривени.

По този начин не си струва да губите време за излишни манипулации със сондата. Има много по-прости и точни начини за измервания.

Има още един начин за извършване на измервания по този метод. Той предвижда наличието на прав участък и равномерен поток. Измерванията се извършват през предварително направени отвори.

Този начин се отличава с висока точност, но за неговото реализиране не винаги има условия. Не навсякъде има прави участъци, понякога е невъзможно да се подготвят два отвора за измервания. Освен това, за реализиране на този начин са необходими няколко души: единият трябва да извършва измерванията, вторият – да държи стълбата и така нататък.

Като се вземе предвид всичко гореизложено, ако трябва да се получи бърз и точен резултат, без полагане на излишни усилия – използвайте болометър.

Измервания на вентилационна решетка

За извършване на контролно-измервателни операции по този метод се използва термоанемометър с работно колело с диаметър от 60 до 100 мм. Работното колело трябва да бъде сравнимо с размерите на решетката.

Термоанемометър – многофункционален уред, който може да се използва не само за измерване на скоростта на въздуха, но и за измерване на други параметри. Такова устройство ще бъде много полезно в дома. Когато закупувате термоанемометър, е по-добре да изберете уред, който има функция за анализ и документиране на данни.

Този метод осигурява висока точност на резултатите, като броят на извършваните измервания е минимален. За да се осигури достъп до труднодостъпни места, може да се използва специален удължител или телескопична сонда.

Измервания във въздуховода

За извършване на измерванията се използва специално направен работен отвор в стената на канала на въздуховода.

Важно е да се спазват следните условия:

• размерът на сечението на този отвор трябва да съвпада точно с диаметъра на сондата;
• мястото за измервания трябва да се избира внимателно. Отворът се пробива само на прав участък, чиято дължина трябва да бъде най-малко 5 диаметъра на въздуховода. Отворът трябва да се разположи така, че разстоянието до него да е равно на 3 диаметъра, а след него – на 2 диаметъра на тръбата.

В случай на извършване на измервания вътре във въздуховода, трябва да се използва уред с работно колело с диаметър от 16 до 25 mm. Ако въздуховодът е разположен високо, на помощ ще дойде телескопична сонда или удължител.

Правила за използване на измервателните устройства

При измерване на скоростта на въздушния поток и неговия дебит в системата за вентилация и климатизация е необходим правилен подбор на уредите и спазване на следните правила за тяхната експлоатация.

Това ще позволи да се получат точни резултати от изчислението на въздуховода, както и да се състави обективна картина на вентилационната система.

За да се фиксират средните показатели на дебита, трябва да се извършат няколко измервания. Техният брой зависи от диаметъра на тръбата или от размера на страните, ако каналът е с правоъгълна форма.

Спазвайте температурния режим, посочен в паспорта на уреда. Също така следете за положението на сензора на сондата. Той винаги трябва да бъде ориентиран точно срещу въздушния поток.

Ако това правило не се спазва, резултатите от измерванията ще бъдат изкривени. Колкото по-голямо е отклонението на сензора от идеалното положение, толкова по-висока е грешката.

Изводи и полезно видео по темата

Устройване на вентилацията в дома:

По този начин е много важно да се спазват правилата за извършване на измервания, тъй като и най-малката грешка може да повлияе на резултатите от изчисленията.

Правилните изчисления на въздуховода ще позволят да се избере неговата оптимална конфигурация и необходимите компоненти, а следователно ще бъде осигурено безпроблемно и продуктивно функциониране на вентилацията.

Ако имате въпроси или можете да допълните материала с ценна информация, моля, оставете вашите коментари, споделете опит. Блокът за връзка се намира под статията.