Как подобрать вытяжной вентилятор по объему помещения?

Выясняем воздухообмен по числу жильцов

Приложение «К» СП 60.13330.2012 предписывает производить расчёт вентиляции помещения по простейшей формуле:

Расшифруем обозначения представленной формулы:

• L – искомая величина притока (вытяжки), м³/ч;
• m – объем воздушной чистой смеси в расчете на 1 чел., указанный в таблице Приложения «К», м³/ч;
• N – количество людей, постоянно находящихся в рассматриваемой комнате 2 часа в день и более.

Очередной пример. Резонно предположить, что в той же гостиной одноэтажного дома два члена семьи пребывают длительное время. Учитывая, что проветривание организовано и на каждого жильца приходится свыше 20 квадратов площади, параметр m принимается равным 30 м³/ч. Считаем количество притока: L = 30 х 2 = 60 м³/ч.

Результаты подсчетов лучше сразу нанести на планировку этажа здания

Если количество проживающих в квартире настолько велико, что каждому человеку отведено меньше 20 м² (в среднем), то представленную выше формулу использовать нельзя. Правила указывают: в данном случае площадь гостиной и других комнат следует умножить на 3 м³/ч. Поскольку общая квадратура жилища равна 91.5 м², расчетный объем вентиляционного воздуха составит 91.5 х 3 = 274.5 м³/ч.

В просторных залах с высокими потолками (от 3 м) обновление атмосферы считается двумя способами:

1. Если в помещении часто пребывает большое число людей, вычисляйте кубатуру подаваемого воздуха по удельному показателю 30 м³/ч на 1 чел.
2. Когда количество посетителей постоянно меняется, вводится понятие обслуживаемой зоны высотой 2 метра от пола. Определяете объем этого пространства (умножьте площадь на 2) и обеспечиваете требуемую нормами кратность, как описано в предыдущем разделе.

Расчет воздуховодов или проектирование систем вентиляции

В создании оптимального микроклимата помещений наиболее важную роль играет вентиляция. Именно она в значительной степени обеспечивает уют и гарантирует здоровье находящихся в помещении людей. Созданная система вентиляции позволяет избавиться от множества проблем, возникающих в закрытом помещении: от загрязнения воздуха парами, вредными газами, пылью органического и неорганического происхождения, избыточным теплом. Однако предпосылки хорошей работы вентиляции и качественного воздухообмена закладываются задолго до сдачи объекта в эксплуатацию, а точнее, на стадии создания проекта вентиляции. Производительность систем вентиляции зависит от размеров воздуховодов, мощности вентиляторов, скорости движения воздуха и других параметров будущей магистрали. Для проектирования системы вентиляции необходимо осуществить большое количество инженерных расчетов, которые учтут не только площадь помещения, высоту его перекрытий, но и множество других нюансов.

Расчет площади сечения воздуховодов

После того, как вы определили производительность вентиляции, можно переходить к расчету размеров (площади сечения) воздуховодов.

Расчет площади воздуховодов определяется по данным о необходимом потоке, подаваемом в помещение и по максимально допустимой скорости потока воздуха в канале. Если допустимая скорость потока будет выше нормы, то это приведет к потере давления на местные сопротивления, а также по длине, что повлечет за собой увеличение затрат электроэнергии. Также правильный расчет площади сечения воздуховодов необходим для того, чтобы уровень аэродинамического шума и вибрация не превышали норму.

При расчете нужно учитывать, что если вы выберете большую площадь сечения воздуховода, то скорость воздушного потока снизится, что положительно повлияет и на снижение аэродинамического шума, а также на затраты по электроэнергии. Но нужно знать, что в этом случае стоимость самого воздуховода будет выше. Однако использовать «тихие» низкоскоростные воздуховоды большого сечения не всегда возможно, так как их сложно разместить в запотолочном пространстве. Уменьшить высоту запотолочного пространства позволяет применение прямоугольных воздуховодов, которые при одинаковой площади сечения имеют меньшую высоту, чем круглые (например, круглый воздуховод диаметром 160 мм имеет такую же площадь сечения, как и прямоугольный размером 200×100 мм). В то же время монтировать сеть из круглых гибких воздуховодов проще и быстрее.

Поэтому при выборе воздуховодов обычно подбирают вариант, наиболее подходящий и по удобству монтажа, и по экономической целесообразности.

Площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

Sс = L * 2,778 / V, где

Sс — расчетная площадь сечения воздуховода, см²;

L — расход воздуха через воздуховод, м³/ч;

V — скорость воздуха в воздуховоде, м/с;

2,778 — коэффициент для согласования различных размерностей (часы и секунды, метры и сантиметры).

Итоговый результат мы получаем в квадратных сантиметрах, поскольку в таких единицах измерения он более удобен для восприятия.

Фактическая площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

S = π * D² / 400 — для круглых воздуховодов,

S = A * B / 100 — для прямоугольных воздуховодов, где

S — фактическая площадь сечения воздуховода, см²;

D — диаметр круглого воздуховода, мм;

A и B — ширина и высота прямоугольного воздуховода, мм.

Расчет сопротивления сети воздуховодов

После того как вы рассчитали площадь сечения воздуховодов, необходимо определить потери давления в вентиляционной сети (сопротивление водоотводной сети). При проектировании сети необходимо учесть потери давления в вентиляционном оборудовании. Когда воздух движется по воздуховодной магистрали, он испытывает сопротивление. Для того чтобы преодолеть это сопротивление, вентилятор должен создавать определенное давление, которое измеряется в Паскалях (Па). Для выбора приточной установки нам необходимо рассчитать это сопротивление сети.

Для расчета сопротивления участка сети используется формула:

Где R – удельные потери давления на трение на участках сети

L – длина участка воздуховода (8 м)

Еi – сумма коэффициентов местных потерь на участке воздуховода

V – скорость воздуха на участке воздуховода, (2,8 м/с)

Y – плотность воздуха (принимаем 1,2 кг/м3).

Значения R определяются по справочнику (R – по значению диаметра воздуховода на участке d=560 мм и V=3 м/с). Еi – в зависимости от типа местного сопротивления.

В качестве примера, результаты расчета воздуховода и сопротивления сети приведены в таблице:

Пример расчёта вентиляции

В качестве примера рассмотрим небольшой офис компании, включающий ресепшен (2 рабочих места) и три кабинета (4, 6 и 8 рабочих мест и по 2 места для посетителей в каждом из них). Напомним, что на каждое постоянное рабочее место требуется 60 м3ч, на каждого посетителя — 20 м3/ч. Расход приточного воздуха для такого объекта составит:

• Для ресепшена — 2·60 = 120 м3/ч
• Для кабинета 1 — 4·60+2·20 = 280 м3/ч
• Для кабинета 2 — 6·60+2·20 = 400 м3/ч
• Для кабинета 3 — 8·60+2·20 = 520 м3/ч

Общий расход приточного воздуха составит 120+280+400+520 = 1320 м3/ч.

Примем скорость воздуха v = 4 м/с. Получим площадь сечения S = 1320/(3600·4) = 0,092 м2. Примерно такую площадь сечения имеет круглый воздуховод диаметром 400 мм. Но такой диаметр считается слишком большим, рекомендуется применять прямоугольные воздуховоды.

Среди прямоугольных воздуховодов можно предложить, например, 400×250 мм — именно такого типоразмера далее следует подбирать вентилятор, шумоглушители, воздухонагреватель, фильтр и другие элементы приточной системы вентиляции.

Кстати, рассчитаем мощность воздухонагревателя для данной системы (нагрев с −26°С до +18°С):

QН = 0,335·1320·(18-(-26)) = 19,4 кВт.

Заключение

Расчёт вентиляции следует выполнять в соответствии с требованиями Сводов Правил и иных нормативных документов РФ. В ходе расчёта определяется производительность систем, сечение воздуховодов, подбираются все элементы, входящие в состав той или иной системы.

Пример создания воздуховодов

Автор	Поделитесь	Оцените
Виктор Самолин

Интересное по теме: Принцип работы и изготовление вентиляционных дефлекторов

Дефлекторы цаги своими руками

Какую вытяжную технологию выбрать для своего дома

Комментарии к данной статье

1. Seregainiv

   Помогите определить мощность нагревателя воздуха, если температура снаружи помещения порой достигает значения -10 -15 градусов. Каким при этом должен быть диаметр воздуховода? 07.02.2016 в 17:52

2. svoitabachok

   Долго сомневался, какое сечение выбрать — прямоугольное или круглое. Внимательно изучив ваши рекомендации, понял, что под мои требования подходит только круглое. Спасибо за материал! 24.02.2016 в 23:33

3. Vlad	Чтобы снизить расход электроэнергии, необходимо устанавливать воздуховоды с максимальным сечением. Единственное, что такие системы не всегда удобно монтировать и смотрится громоздко. 13.04.2016 в 02:17

Расчет каналов естественной вентиляции

Проектируют вытяжную, естественную вентиляцию из кухонь, санитарных узлов и ванных комнат. Схема решения естественной вытяжной вентиляции кухонь и санитарных узлов отдельными изолированными вентиляционными каналами. Вытяжные отверстия закрывают жалюзийными решетками, которые располагают на высоте

0,5 0,7 м от потолка. Рекомендуемые размеры жалюзийных решеток:

– для кухни 200 250 мм;

– для уборных и ванных комнат 150 150 мм;

– для совмещенных санитарных узлов 150 200 мм.

В кирпичных зданиях вытяжные каналы прокладываются в

толще стен. Размер каналов кратен размеру кирпича min размер

140 140 мм. Расположив каналы в плане типового этажа, переносим их в план чердака. По каждому помещению определен размер количества удаляемого воздуха (таблица 11).

Нормы воздухообмена и рекомендуемые размеры вентканалов

Гравитационное естественное давление определяется при температуре наружного воздуха равной +5 ºС. При более высоких температурах помещение возможно проветривать с помощью фрамуг или форточек.

1. Определяем естественное гравитационное давление для канала естественной вентиляции, кухни с трехконфорочной плитой второго этажа. Аэродинамический расчет начинаем с наиболее неблагоприятно расположенного канала- канала второго этажа, выводим каналы в виде самостоятельных коренников

, =1,27 кг/м 3 ,

3,4 м – расстояние от центра вытяжного отверстия до устья

вытяжной шахты (рис. 14);

кг/м 3

Па.

2. Рекомендуемая скорость движения воздуха в каналах верхних этажей = 0,5 1,0 м/с.

Рекомендуемый размер канала составляет 140 270 мм.

Площадь канала 0,038 м 2 .

Диаметр эквивалентный d_экв=180 мм.

3. Определяем скорость воздуха в канале

м/с.

4. Определяем эквивалентный диаметр канала

мм.

5. Определяем потери давления на трение на один погонный метр воздуховода по прил. Ж

R= 0,035 Па/м, м/с при мм.

6. Определяем потери давления на трение по всей длине кирпичного канала с учетом коэффициента шероховатости канала ,

определяемого по скорости воздуха м/с (прил.З)

0,035·3,4·1,30=0,155 Па,

где – коэффициент учитывающий шероховатость канала.

7. Определим потери давления на местные сопротивления (30)

,

где сумма местных сопротивлений на участке (ж/р =1,2; колено 90º = 1,2; зонд над шахтой =1,3) 3,7 (прил. И).

По прил. Ж определяем по скорости движения воздуха в канале м/с

Па.

8. Определяем суммарные потери давления на трение и местные сопротивления

6 Монтаж и обслуживание приточно вытяжной вентиляции

Несмотря на кажущуюся сложность и трудоемкость установки, монтаж приточно вытяжной вентиляции можно выполнить собственноручно (при наличии базовых навыков монтажа).

Для выполнения работ не требуется профессиональных навыков или особых знаний. Особого внимания заслуживает расчёт желаемых параметров, дабы система могла полноценно обслуживать дома или квартиру. В противном случае эффективная деятельность прибора может быть сведена к минимуму.

Итак, как сделать все перечисленное своими руками? Профессионалы советуют начинать монтажные работы с прокладки центрального воздуховода, но только после того, как вы полностью сделали отделку помещения. Разводка от него в остальные помещения проводится на следующем этапе. Основным материалом для этого служат: трубы из металла, пластика, гофры. Монтаж рукавов производится под потолком, придерживаясь схеме установки. Желательно, чтобы в каждом помещении был свой отдельный воздушный канал.

Монтаж вентиляционных каналов

Когда монтаж труб закончен, следующим шагом служит реализация отверстий, через которые будет осуществляться приток-отток воздуха. Далее ставится навес, защищающий от осадков и защитные сетки.

Защитный навес

Обслуживание приточно вытяжной вентиляции сводится к регулярной замене/очистке фильтров. Чтобы системе не потребовался ремонт, раз в 6 месяцев следует прочищать воздуховоды, каналы, контролировать производительность и функциональность вентиляторов.

Рекомендуем к просмотру видео об реализации вентиляции в загородном доме и квартире

Примеры расчета кратности воздухообмена

Возьмем для примера помещение высотой 3,5 м и площадью 60 м², где работает 15 человек. Считаем, что воздух загрязняется только от роста концентрации углекислого газа из-за дыхания.

Сначала находим объем помещения: V = 3,5 м × 60 м² = 210 м³.

Учитываем, что 1 среднестатистический человек выделяет 22,6 л углекислого газа в час.

Получаем, что вредные выделения можно рассчитать формулой B = 22,6 × n, где n соответствует количеству людей в помещении.

B = 22,6 л/ч × 15 = 339 л/ч

Для помещений максимально допустимая концентрация углекислого газа равняется 1/1000, или же 0,1 %. Переведем это в 1 л/м³. В чистом воздухе углекислого газа есть около 0,035 %. Переводим в 0,35 л/м³.

Рассчитаем, сколько свежего воздуха понадобится для всех 15 человек:

Q = 339 л/ч : 1 л/м³ – 0,35 л/м³ = 339 л/ч : 0,65 л/м³ = 521,5 м³/ч. Кубические метры в данном случае перешли в числитель, а часы — напротив, в знаменатель.

Помимо расчета по вредным веществам, кратность воздухообмена имеет значение при регулировании количества влаги и тепла в помещении: соответствующие формулы показаны на этом изображении

Определяем кратность воздухообмена:

N = 521,5 м³/ч : 210 м³ = 2,48 раз в час. Выходит, при сменяемости воздуха на уровне 2,48 раз в час концентрация углекислого газа останется в пределах нормы.

Найдем теперь удельную кратность воздухозамещения на 1 человека и на 1 м². Объем помещения при этом должен быть не меньше 210 м³, а высота потолка — от 3,5 м.

521,5 м³/ч : 15 чел. = 34,7 м³/ч на 1 человека

521,5 м³/ч : 60 м² = 8,7 м³/ч на 1 м² площади

Вредные выделения (B) также рассчитывают через формулу:

B = a × b × V × n, где:

a — коэффициент инфильтрации;
b — концентрация углекислого газа, л/м³ за 1 час;
V — объем помещения, м³;
n — количество людей.

Содержание веществ можно измерять в граммах, а не в литрах — так будет лучше для безопасности.

Назначение вентиляционной системы

Подача чистого и удаление отработанного воздуха – основная задача вентиляционной системы, как на производстве, так и в любом другом помещении. Это общее понятие, содержащее несколько подзадач:

1. Удаление отработанного и подача свежего воздуха. Заключается в установке приточных и вытяжных вентиляторов.
2. Фильтрация вытяжки и приточки. Заключатся в установке фильтров первичной и глубокой очистки воздуха.
3. Рекуперация. Энергоэффективный процесс нагревания или охлаждения приточки за счёт вытяжки.
4. Отопление и кондиционирование. Заключается в установке калориферов и систем кондиционирования.
5. Осушение или увлажнение воздушных масс. Поддержание относительной влажности приточки на расчётном уровне.

Расчет вентиляции

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 зоной и для Москвы 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 можно устанавливать калориферы, имеющие мощность меньше расчетной. 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. Ток, потребляемый калорифером, можно найти по формуле:

I = P / U, где I — максимальный потребляемый ток, А; Р — мощность калорифера, Вт; U — напряжение питание:

220 В — для однофазного питания; 660 В (3 × 220В) — для трехфазного питания

. 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: ΔT = 2,98 * P / L, где ΔT — разность температур воздуха на входе и выходе системы приточной вентиляции,°С;Р — мощность калорифера, Вт; L — производительность вентиляции, м3/ч.

Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт

для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов.

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 калорифер).

Рабочеее давление, скорость движения воздуха в воздуховодах, 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. Поэтому при проектировании вентиляции часто приходится искать компромисс между уровнем шума, требуемой производительностью вентилятора и диаметром воздуховодов. Для бытовых систем приточной вентиляции обычно используются гибкие воздуховоды сечением 160—250 мм и распределительные решетки размером 200×200 мм — 200×300 мм.

Для точного расчета схемы вентиляции и воздухораспределительной сети, а также для разработки проекта вентиляции Вы можете обратиться в наш Проектный отдел

Важность воздухообмена

В зависимости от размеров помещения скорость воздухообмена должна быть разной Задача любой вентиляции – обеспечить оптимальный микроклимат, уровень влажности и температуру воздуха в помещении. Эти показатели влияют на комфортное самочувствие человека во время рабочего процесса и отдыха.

Некачественная вентиляция приводит к размножению бактерий, вызывающих инфекции дыхательных путей. Продукты питания начинают быстро портиться. Повышенный уровень влажности провоцирует появление грибка и плесени на стенах и предметах мебели.

Свежий воздух может поступать в помещение естественным способом, но добиться соблюдения всех санитарно-гигиенических показателей можно только при работе качественной системы вентиляции. Она должна быть рассчитана для каждого помещения отдельно, учитывая состав и объем воздуха, конструктивные особенности.

Для небольших частных домов и квартир достаточно оборудовать шахты с естественной циркуляцией воздушных потоков. Но для промышленных помещений, больших домов требуется дополнительное оборудование в виде вентиляторов, которые обеспечивают принудительную циркуляцию.

При планировке здания предприятия или общественного учреждения необходимо принимать во внимание следующие факторы:

• качественная вентиляция должна быть в каждом помещении;
• необходимо, чтобы состав воздуха соответствовал всем утвержденным нормам;
• на предприятия требуется установка дополнительного оборудования, которое будет регулировать скорость воздуха в воздуховоде;
• для кухни и спальни необходимо монтировать разные типы вентиляции.

Расчет воздухообмена

движение потоков воздуха при разных схемах вентиляции Если в помещении нет ядовитых выделений или их объем находится в допустимых пределах, воздухообмен или нагрузка на вентиляцию рассчитывается по формуле:

R=n * R1,

здесь R1 — потребность в воздухе одного сотрудника, в куб.м\час, n — количество постоянных сотрудников в помещении.

Для помещений бытового, санитарного и подсобного назначения расчет вентиляции по вредностям производится на основании утвержденных норм кратности воздухообмена:

• для административных зданий (вытяжка) — 1,5;
• холлы (подача) — 2;
• конференц-залы до 100 человек вместимостью (по подаче и вытяжке) — 3;
• комнаты отдыха: приток 5, вытяжка 4.

Для производственных помещений, в которых постоянно или периодически в воздух выделяются опасные вещества, расчет вентиляции производится по вредностям.

Воздухообмен по вредностям (парам и газам) определяют по формуле:

Q=K\(k2-k1),

здесь К — количество пара или газа, появляющееся в здании, в мг\ч, k2 — содержание пара или газа в оттоке, обычно величина равна ПДК, k1 — содержание газа или пара в приточке.

Разрешается концентрация вредностей в приточке до 1\3 от ПДК.

Для помещений с выделением избыточного тепла воздухообмен рассчитывается по формуле:

Q=Gизб\c(tyx — tn),

здесь Gизб — избыточное тепло, вытягиваемое наружу, измеряется в Вт, с — удельная теплоемкость по массе, с=1 кДж, tyx — температура удаляемого из помещения воздуха, tn — температура приточки.

Вытяжная вентиляция на кухне

Но внешняя красота – это не самое главное. Основная задача этого прибора – избавить помещение кухни от запахов, гари, копоти и жира, которые появляются во время приготовления пищи. Вытяжная вентиляция удаляет испарения, исходящие от разного рода нагревательных приборов. Она предотвращает появление грязного налета на потолке и на поверхности стен. Это позволяет выполнять косметический ремонт гораздо реже, что сэкономит значительную сумму денег. Меньше времени понадобится и на проведение генеральной уборки.

Справиться с задачей очистки атмосферы в помещении может устройство, способное пропустить через свои фильтры определенное количество воздуха. А для этого надо подобрать прибор с вентилятором нужной мощности. Как рассчитать мощность устройства?