Как выполняется расчет системы вентиляции в помещении

Микроклимат помещений здания любого назначения должен соответствовать санитарно-гигиеническим нормам для обеспечения оптимального или допустимого режима работы или жизнедеятельности людей. Параметры микроклимата преимущественно обеспечивают системы приточной вентиляции, а ее расчет сводится к определению количества приточного воздуха.

Исходные данные для расчета воздухообмена

Цель расчета – определить, сколько чистого воздуха требуется подавать в каждое помещение и какое количество отработанного удалять из него. После этого выбирают способ организации воздухообмена и для холодного времени года рассчитывают тепловую мощность, которую нужно затратить для подогрева притока с улицы. Для начала нужно определить кратность обмена для каждой комнаты жилого дома.

Кратность обмена – число, показывающее сколько раз во всем объеме помещения полностью обновится воздух в течение 1 часа.

Значения величины кратности для кабинетов и комнат различного назначения прописаны в СНиП 31–01-2003, для удобства они приведены в Таблице 1.

В СНиПе указаны расчетные значения расхода и кратности, но для топочных количество воздуха на горение необходимо уточнять по техническим характеристикам водогрейного котла.

Выбираем систему приточной вентиляции

Мы определили показатели производительности воздухообмена, которые необходимы для поддержания комфортного микроклимата в нашей комнате. Нужно выбрать систему, которая легко монтируется и вписывается в общий дизайн комнаты. При этом производительность должна быть не меньше, чем 120 м³/ч.

Компактная приточная вентиляция iFresh от Швейцарской компании Luftberg — идеальное решение для нашего случая. Система подходит для установки в помещениях с площадью 35-40 квадратных метров.

Характеристики устройства

У системы следующие характеристики:

  • рабочее напряжение — 220 В;
  • расход воздуха — от 40 до 120 м³/ч;
  • мощность нагревателя — от 370 до 800 Вт;
  • вес — 7,5 кг.

Вентилятор iFresh имеет 3 скорости вращения. В зависимости от выбранной скорости проветриватель подает в помещение 40, 80 и 120 м³/ч свежего воздуха.

Приточная вентиляция эффективно фильтрует воздух, для этого применяются сразу два фильтра: тонкой очистки и активный угольный.

Прибор снабжен керамическим нагревателем, который мягко подогревает воздух, не влияя на концентрацию кислорода в нем.

Основное «узкое место» приточных систем вентиляции — сильный шум от вентиляторов, что ограничивает их использование в ночное время суток или во время дневного сна. Но конструкторы фирмы Lufberg нашли уникальное техническое решение. Корпус приточной установки выполнен из экструдированного полипропилена. Этот материал обладает высокими показателями шумо-, вибро и тепло- изоляции. Благодаря чему iFresh стал одним из самых тихих приборов, представленных на рынке.

Есть и другие особенности, отличающие прибор от аналогов. Надежная автоматика постоянно следит за состоянием системы. Микропроцессор предотвращает риск перегрева, анализирует расход воздуха. Если фильтр засорен, электроника подаст сигнал о необходимости замены. Управлять прибором можно с помощью ИК-пульта, который входит в комплект поставки.

Система приточной вентиляции iFresh — идеальная система для помещений с площадью 35-40 квадратных метров.

Описание методов вычисления

Таблица расчета вентиляции.

Читайте также:  Выбор теплообменника для печи в гараж: виды, способы установки

При наличии в промышленном здании множества источников, которые во время технологического процесса испускают пары вредных веществ, требуется провести расчет вентиляции по каждому из этих веществ. Для этого выясняют, какие именно вещества выделяются и в каком количестве, после чего можно посчитать в пределах одной комнаты их концентрацию на 1 м3 и сравнить ее со значением предельно допустимой концентрации (ПДК) для каждого вида веществ. Эти значения установлены нормативной документацией. В случае превышения ПДК высчитывают количество притока, которое должны обеспечить вентиляционные системы. Для этого используют формулу:

L = MB / yдоп – y0, где:

  • L – необходимая величина притока, м3/ч;
  • MB – интенсивность выделения вредного вещества за единицу времени, мг/ч;
  • yдоп – концентрация этого вещества в воздухе помещения, мг/м3;
  • y0 – его концентрация в приточном воздухе, мг/м3.

Считают величину притока для каждого вредного выделения, после чего принимают для вентиляции наибольший из результатов.

Для нейтрализации излишков теплоты используют следующую формулу для определения величины притока:

L = Lмо + [ – СLмо (tмо – tп) / c (tпом – tп)]

В этой формуле параметры:

Таблица производительности канала вентиляции.

  • Lмо – объем вытяжки из рабочей или обслуживаемой зоны (рабочая зона занимает пространство на высоту 2 м от нулевой отметки чистых полов) местными отсосами или на технологические нужды, м3/ч;
  • Q – количество тепла от технологического оборудования или разогретой продукции, Вт;
  • tмо – температура воздушной смеси, которую удаляют системы местных отсосов из рабочей зоны, ⁰С;
  • tпом – температура воздушной смеси, удаляемой из оставшейся части комнаты над рабочей зоной вытяжной вентиляцией, ⁰С;
  • tп – температура обработанного приточного воздуха, ⁰С;
  • С – теплоемкость воздушной смеси, принимается 1,2 кДж (м3⁰С).

Излишнее тепло от технологических процессов удаляют с помощью вытяжной системы и, как правило, используют повторно (утилизация).

Читайте также:  Лучшие увлажнители воздуха для дома — Рейтинг 2018 года

Удаление из пространства производственного помещения излишков влаги – это задача вытяжной системы вентиляции. Но удаляемые воздушные массы нужно замещать во избежание большого дисбаланса между вытяжкой и притоком. Поэтому расчет системы все равно выполняется по приточному воздуху с помощью формулы:

L = Lмо + [W – 1.2(dмо – dп) / (dпом – dп)]

В данной формуле:

  • W – массовый расход влаги от источников, мг/ч;
  • dмо – удельная масса влаги на 1 кг воздуха, удаляемой местными отсосами из рабочей зоны, г/кг;
  • dпом – удельная масса влаги, удаляемой из оставшейся части комнаты, г/кг;
  • dп – влажность воздушной смеси на притоке, г/кг.

По большому счету, роль приточной вентиляции в том, чтобы сохранить здоровье людей и сделать условия для проживания или работы безопасными и комфортными.

По этой причине расчету систем следует уделить особое внимание.

Мощность калорифера

Калорифер используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности системы вентиляции, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха. Два последних параметра определяются СНиП.

Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоны, например, для Москвы она равна -26°С (рассчитывается как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов). Таким образом, при включении калорифера на полную мощность он должен нагревать поток воздуха на 44°С. Поскольку сильные морозы в Москве непродолжительны, в приточных системах допускается устанавливать калориферы, имеющие мощность меньше расчетной. Но при этом приточная система должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года.

При расчете мощности калорифера необходимо учитывать следующие ограничения:

  • Возможность использования однофазного (220 В) или трехфазного (380 В) напряжения питания. При мощности калорифера свыше 5 кВт необходимо 3-х фазное подключение, но в любом случае 3-х фазное питание предпочтительней, так как рабочий ток в этом случае меньше.
  • Максимально допустимый ток потребления. Величину тока (А), потребляемого калорифером, можно вычислить по формуле:
  • I — максимальный потребляемый ток, А;
  • Р — мощность калорифера, Вт;
  • U — напряжение питания: (220 В — для однофазного питания; для трехфазной сети расчёт несколько иной).

В случае, если допустимая нагрузка электрической сети меньше чем требуемая, можно установить калорифер меньшей мощности. Температуру, на которую калорифер сможет нагреть приточный воздух, можно рассчитать по формуле:

T = 2,98 * P / L, где

  • T — разность температур воздуха на входе и выходе системы приточной вентиляции,°С;
  • Р — мощность калорифера, Вт;
  • L — производительность вентиляции, м3/ч.
Читайте также:  Воздуховоды для вентиляции в частный дом

Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов и загородных домов. Если использовать электрический калорифер с расчетной мощностью не представляется возможным, следует установить калорифер, использующий в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления (водяной или паровой калорифер). В любом случае, если есть возможность, лучше использовать водяные или паровые калориферы. Экономия на обогреве в этом случае получается колоссальная.

Рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума

После расчета производительности по воздуху и мощности калорифера приступают к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов) и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Далее по этой схеме рассчитывают три взаимосвязанных параметра — рабочее давление, создаваемое вентилятором, скорость потока воздуха и уровень шума.

Требуемое рабочее давление определяется техническими характеристиками вентилятора и рассчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, типа распределителей воздуха.

Чем длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно быть давление, создаваемое вентилятором. От диаметра воздуховодов зависит скорость потока воздуха. Обычно эту скорость ограничивают значением от 2,5 до 4 м/с. При больших скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума. В тоже время, использовать «тихие» воздуховоды большого диаметра не всегда возможно, поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве и стоят они дороже. Поэтому, при проектировании вентиляции часто приходится искать компромисс между уровнем шума, требуемой производительностью вентилятора и диаметром воздуховодов.

Для бытовых систем приточно-вытяжной вентиляции обычно используются воздуховоды диаметром 160. 250 мм или сечением 400х200мм. 600х350мм и распределительные решетки размером 100200 мм — 1000500 мм.

Рекомендации по проектированию системы

Для того, чтобы избежать нарушений, следует придерживать норм и правил, а также выполнять требования при проектировании вентиляционных систем.

  • Для естественной вентиляции, когда воздухообмен производится с помощью разности температур и силы ветра, важную роль играет материал, из которого сделаны стены помещения. Наиболее «дышащими» материалами являются дерево, газо-, пенобетон, кирпич.
  • При установке искусственных вентиляционных систем следует соблюдать все нормы, прописанные на законодательном уровне.