Расчет систем вентиляции, последовательность этапов по расчету приточно-вытяжной вентиляции

19.Апр.2016

В данной статье речь пойдет о проектировании общеобменной механической вентиляции преимущественно в общественных/административных и промышленных зданиях. Мы не будем касаться здесь вопросов аварийной и противодымной вентиляции, а также местных отсосов, душирования и тепловых завес.

Рассмотрим принципиальные этапы расчета.

Параметры микрокл имата
Расход приточного воздуха
Расчет воздухораспределения
Расчет диффузоров и решеток
Аэродинамический расчет сети
Подбор обору дования

Заранее скажем, что ничего нового в этой статье написано не будет.

Расчет основывается на существующей нормативной документации, а конкретно СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», и особо полюбившихся автору справочниках советского и постсоветского периода, рекомендациях зарубежных изготовителей оборудования.

Сразу оговоримся, что для произведения расчета необходимо иметь хотя бы минимальную базу – план помещений с их назначением.

Расчет приточных, приточно-вытяжных систем вентиляции и их проектирование должны производиться квалифицированными специалистами. Технический и проектный департаменты Группы компаний "Аиркат" обладают необходимыми компетенциями и ресурсами для грамотного подбора вентиляционного оборудования и разработке проектов вентиляции и кондиционирования помещений.

Основные этапы расчета системы вентиляции

1. Требуемые параметры микроклимата в помещениях

В первую очередь определяются параметры микроклимата обслуживаемых помещений. Здесь необходимо отметить следующее важное замечание – какие параметры мы обеспечиваем: допустимые или оптимальные. На этом этапе определяется, что за систему мы рассчитываем: вентиляции или кондиционирования?

Вопрос этот важен, и вполне конкретно изложен в п.5.1-5.16 СП 60.13330.2012.

2. Расход приточного воздуха

Согласно п.7.4.1 СП 60.13330.2012: «Требуемый расход приточного воздуха (наружного или смеси наружного и рециркуляционного) следует определять по расчету в соответствии с приложением И, и принимать большую из величин, необходимую для обеспечения санитарно-гигиенических норм или норм взрывопожароопасности», – и п.7.4.2 – «Расход наружного воздуха в помещении следует принимать не менее:

а) минимального расхода наружного воздуха, рассчитанного по приложениям И и К;

б) расхода воздуха, удаляемого системами местных отсосов, вытяжной общеобменной вентиляции, технологическим оборудованием, с учетом нормируемого дисбаланса».

Если упростить приведенные в приложении И формулы, то на выходе мы получим следующее:

1. Для ассимиляции преимущественно явного тепла (когда значение углового коэффициента луча процесса больше или равно 40000 кДж/кг):

2. Для ассимиляции избытков влаги:

3. По нормируемой кратности:

4. Количество наружного воздуха, приходящееся на людей в помещении:

где:
– избыточный явный и полный тепловой потоки в помещении, Вт;

– теплоемкость воздуха, равна 1,005 кДж/(кг·°С);

1,2
– плотность воздуха, кг/м3;

– температура и влагосодержание удаляемого воздуха соответственно, °С, г/кг;

– температура и влагосодержание приточного воздуха соответственно, °С, г/кг;

W – влагопоступления в помещении, кг/ч;

k – кратность воздухообмена, 1/ч;

S – площадь помещения, м2;

H – высота помещения (для помещений высотой более 6 метров следует остановиться на этой отметке), м;

N – количество людей в помещении, шт;

– нормируемый расход наружного воздуха, приходящийся на одного человека, м3/(ч·шт.).

Нормативные кратности приведены в соответствующих нормативных документах.

Даже если мы считаем расход приточного воздуха по кратностям, мы, тем не менее, должны задаваться некими температурами притока и вытяжки (удаляемого воздуха).

Если помещение является офисным, то параметры удаляемого воздуха можно принять равными параметрам внутреннего.

Температуру притока следует рассчитывать, при этом есть определённые сложности. Как мы видим из формулы для ассимиляции явного тепла, то расход воздуха будет изменяться в зависимости от разницы температур, т.е. при разнице в 1°С будет один расход, а если 3°С – то требуемый расход окажется меньше. Но здесь главное не «перегнуть палку» в погоне за малым расходом, ведь заданную температуру нужно как то обеспечить. Да и плюс может получиться ситуация, с которой вероятно многие знакомы – когда сидишь под струёй от кондиционера сплит-системы.

3. Расчет воздухораспределения

Из предисловия: «Рекомендации по расчету воздухораспределения в общественных зданиях / ЦНИИЭП инженерного оборудования»:

Воздухораспределение в большинстве помещений общественного назначения (школы; торговые магазины и предприятия общественного питания; учреждения отдыха, туризма и лечения; клубы и др.) практически не изучено.

Расчетом в основном определяется количество и температура воздуха, подаваемого в помещение, а размеры, число и расположение приточных и вытяжных устройств принимаются интуитивно. Это часто приводит к возникновению дискомфортных зон в помещениях, и, как следствие, к ухудшению самочувствия находящихся в них людей, а иногда к выключению вентиляции».

На данный момент на рынке вентиляционного оборудования представлено много производителей воздухораспределителей и у каждого из них есть рекомендации по расчету того или иного типа воздухораспределителя. Они также выпускаю программный пакет для упрощения расчетов.

Выделяя суть:

1. Существуют различные типы струй (плоские, конические, веерные например), каждая из которых лучше решает те или иные задачи.

2. При выборе воздухораспределителя нужно помнить о его длине струи.

3. Если температура струи отличается от температуры воздуха в помещении, то она будет отклоняться от первоначального направления (так например у систем воздушного отопления струи «всплывают»).

4. В СП 60.13330.2012, в приложениях Б и В есть регламент на допустимые скорость и температуру в струе приточного воздуха на входе в рабочую/обслуживаемую зону.

3.1 Расчет количества диффузоров и решеток

Количество воздухораспределителей определяется одной из следующих зависимостей:

где ω – скорость воздуха (рекомендуется принимать в диапазоне 2-4), м/с;

– площадь расчетного сечения (при этом нужно быть внимательным, какое конкретно сечение для выбранного воздухораспределителя является расчетным, куда полезнее знать площадь живого сечения), м2;

– расход воздуха, приходящийся на один воздухораспределитель, приводимый по рекомендациям производителей для определенных условий, м3/ч.

Непосредственно окончанием расчета воздухораспределения является теоретическая оценка соответствия получаемых параметров скорости и температуры воздуха на входе в рабочую зону допустимым пределам, см. приложения Б и В СП 60.13330.2012.

4. Аэродинамический расчет сети

На этом поприще существует очень много САПР, так что считаю достаточным привести формулу нахождения диаметров воздуховода:

При этом рекомендуемый диапазон принимаемых скоростей следующий:

2-4 м/с – на ответвлениях к воздухораспределителям;

4-6 м/с – на магистральных участках;

6-8 м/с – на участке после вентилятора.

5. Подбор оборудования

Подбор оборудования осуществляется согласно требуемой схеме обработки воздуха, аэродинамическим параметрам сети, требованиям к энергоэффективности системы, чистоте подаваемого воздуха, акустическим характеристикам и т.п.

Специалисты компании AirСut осуществляют профессиональный расчет систем вентиляции и кондиционирования любой сложности. Получить консультацию по вентиляционным установкам, заказать проект системы вентиляции, подобрать необходимое оборудование можно в любом из филиалов Группы компаний "Аиркат".