Jak vypočítat průřez potrubí pro ventilaci?

Výpočet vzduchotechnického potrubí je jednou z fází výpočtu větrání a spočívá v určení velikosti vzduchového potrubí v závislosti na průtoku vzduchu, který musí daným potrubím procházet. Kromě toho vznikají problémy při určování povrchové plochy vzduchového potrubí. Pojďme se na ně podívat podrobněji.

Koupit náhradní díly pro zavlažovací systémy agritech.ru. . Profesionální instalace ventilačního vzduchového potrubí v Moskvě na klíč – vysoká kvalita.

Chcete se naučit navrhovat? Školicí centrum AboutDC vás zve ke studiu:

Výpočet vzduchovodů online

Pro výpočet vzduchovodů doporučujeme použít online kalkulačku umístěnou výše. Výchozími údaji pro výpočet jsou průtok vzduchu a maximální přípustná rychlost vzduchu ve vzduchovém potrubí.

Výhodou našeho kalkulátoru je, že výsledkem výpočtu zjistíte nejen doporučený průřez kulatých a/nebo obdélníkových vzduchovodů, ale také skutečnou rychlost vzduchu v nich, ekvivalentní průměr a tlakovou ztrátu na 1 metr délky.

Přečtěte si o výpočtu plochy vzduchovodů v samostatném článku.

Výpočet průřezu vzduchového potrubí

Úkol výpočtu průřezu ventilačních kanálů může znít jinak:

• výpočet potrubí ventilačního vzduchu
• výpočet vzduchu v potrubí
• výpočet průřezu vzduchovodu
• vzorec pro výpočet vzduchového potrubí
• výpočet průměru potrubí

Mělo by být zřejmé, že všechny výše uvedené výpočty jsou v podstatě stejným úkolem, který se scvrkává na určení plochy průřezu vzduchového kanálu, kterým proudí průtok vzduchu G [m 3 /hod].

Algoritmus pro výpočet průřezu vzduchovodů

Výpočet průřezu vzduchovodů zahrnuje určení velikosti vzduchovodů v závislosti na průtoku procházejícího vzduchu. Provádí se ve 4 fázích:

1. Přepočet průtoku vzduchu na m 3 /s
2. Volba rychlosti vzduchu v potrubí
3. Určení plochy průřezu potrubí
4. Určení průměru kruhového nebo šířky a výšky obdélníkového potrubí.

V první fázi Při výpočtu vzduchovodu se průtok vzduchu G, obvykle vyjádřený v m 3 /hod, přepočte na m 3 /s. Chcete-li to provést, musíte jej vydělit 3600:

• G [m3/s] = G [m3/hodina] / 3600

Ve druhé fázi měli byste nastavit rychlost pohybu vzduchu v potrubí. Rychlost by měla být specifikována, nikoli kalkulována. To znamená, zvolit rychlost vzduchu, která se zdá optimální.

Vysoká rychlost vzduchu v potrubí umožňuje použití potrubí s malým průřezem. Proud vzduchu však bude hlučný a aerodynamický odpor vzduchového potrubí se výrazně zvýší.

Nízká rychlost vzduchu ve vzduchovém potrubí zajišťuje tichý chod ventilačního systému a nízký aerodynamický odpor, ale činí vzduchové potrubí velmi objemným.

Pro všeobecné ventilační systémy se za optimální rychlost vzduchu ve vzduchovém potrubí považuje 4 m/s. U velkých vzduchových kanálů (600×600 mm nebo více) lze rychlost vzduchu zvýšit na 6 m/s. V systémech pro odvod kouře může rychlost vzduchu dosáhnout nebo překročit 10 m/s.

Takže ve druhé fázi výpočtu vzduchovodů je nastavena rychlost vzduchu v [m/s].

Ve třetí fázi Požadovaná plocha průřezu vzduchového potrubí je určena dělením proudu vzduchu jeho rychlostí:

• S [m 2 ] = G [m 3 /s] / v [m/s]

Na čtvrtémV konečné fázi se průměr nebo délka stran obdélníkového úseku volí na základě získané plochy průřezu vzduchového potrubí.

Tabulka sekcí vzduchového potrubí

Pro pomoc projektantům bylo vyvinuto několik tabulek sekcí vzduchového potrubí, které umožňují rychle vybrat sekci v závislosti na výsledné ploše.

Příklad výpočtu vzduchovodu

Jako příklad vypočítejme průřez vzduchovodu s průtokem vzduchu 1000 m 3 /hod:

1. G = 1000/3600 = 0,28 m3/s
2. v = 4 m/s
3. S = 0,28 / 4 = 0,07 m2
4. V případě kruhového potrubí by jeho průměr byl D = kořen (4·S/ π) ≈ 0,3 m = 300 mm. Nejbližší standardní průměr potrubí je 315 mm.

V případě pravoúhlého potrubí je nutné zvolit A a B tak, aby jejich součin byl přibližně 0,07. Doporučuje se, aby se A a B od sebe nelišily více než třikrát, to znamená, že vzduchové potrubí 700×100 není nejlepší volbou. Lepší možnosti: 300×250, 350×200.

Ekvivalentní průměr potrubí

Při porovnání kulatých a obdélníkových potrubí různých průřezů z aerodynamického hlediska se uchýlí ke konceptu ekvivalentního průměru potrubí. S jeho pomocí můžete určit, která ze dvou možností průřezu je výhodnější.

Jaký je ekvivalentní průměr potrubí

Ekvivalentní průměr pravoúhlého potrubí je průměr pomyslného kruhového potrubí, ve kterém by se ztráta tlaku v důsledku tření rovnala ztrátě tlaku v důsledku tření v původním obdélníkovém potrubí, pokud by obě potrubí byla stejně dlouhá.

V knihách a učebnicích V. N. Bogoslovského se takový průměr nazývá „Průměrový ekvivalent v rychlosti“, v literatuře P. N. Kameneva – „Průměr stejné velikosti, pokud jde o ztráty třením“.

Výpočet ekvivalentního průměru vzduchovodů

Ekvivalentní průměr pravoúhlého potrubí vypočítá se podle vzorce:

• D_ekv = 2·A·B / (A+B), kde A a B jsou šířka a výška pravoúhlého potrubí.

Například ekvivalentní průměr potrubí 500×300 je 2·500·300 / (500+300) = 375 mm. To znamená, že kulatý kanál 375 mm bude mít stejný aerodynamický odpor jako obdélníkový kanál 500 x 300 mm.

Ekvivalentní průměr čtvercového potrubí rovná straně čtverce:

• D_ekv = 2 A A / (A + A) = A.

A tato skutečnost je velmi zajímavá, protože obvykle čím větší je plocha průřezu vzduchového potrubí, tím nižší je jeho odpor. Nicméně kulatý tvar sekce vzduchovodu má nejlepší aerodynamický výkon. To je důvod, proč je odpor čtvercového a kruhového potrubí stejný, ačkoli plocha průřezu čtvercového potrubí je o 27 % větší než plocha průřezu kruhového potrubí.

Obecně vzorec pro ekvivalentní průměr potrubí je následující:

• D_ekv = 4·S / P, kde S a P jsou plocha a obvod vzduchovodu.

Pomocí tohoto vzorce můžete potvrdit správnost výše uvedených vzorců pro obdélníkové a čtvercové potrubí a také se ujistit, že ekvivalentní průměr kruhového potrubí rovný průměru tohoto potrubí:

• D_kolo = 4·π·R2/2·π·R = 2R = D.

Navíc může pomoci při výpočtu tabulka ekvivalentních průměrů vzduchovodů

Příklad výpočtu ekvivalentního průměru vzduchovodů a některé závěry

Jako příklad určíme ekvivalentní průměr potrubí 600×300:

D_{eq_600_300} = 2 600 300 / (600 + 300) = 400 mm.

Zajímavostí je, že plocha průřezu kulatého vzduchovodu o průměru 400 mm je 0,126 m2 a plocha průřezu vzduchovodu 600×300 je 0,18 m2, což je 42 % více. Spotřeba oceli na 1 metr kruhového vzduchovodu o průřezu 400 mm je 1,25 m2 a na 1 metr vzduchovodu o průřezu 600×300 – 1,8 m2, což je o 44 % více.

Jakékoli obdélníkové vzduchové potrubí podobné kulatému je tedy výrazně horší než v kompaktnosti a ve spotřebě kovu.

Uvažujme další příklad – určeme ekvivalentní průměr vzduchovodu 500×100 mm:

D_{eq_500_100} = 2 500 100 / (500 + 100) = 167 mm.

Rozdíl v ploše průřezu a spotřebě kovu zde dosahuje 2,5násobku. Vzorec ekvivalentního průměru pro obdélníkové potrubí tedy vysvětluje skutečnost, že čím „zploštělejší“ je potrubí (čím větší je rozdíl mezi hodnotami A a B), tím méně účinný je tento kanál z aerodynamického hlediska. .

I proto se ve vzduchotechnické technice nedoporučuje používat vzduchovody, v jejichž průřezu je jedna strana více než třikrát větší než druhá.

Pro zajištění normálních podmínek v místnostech pro různé účely je nezbytný nepřetržitý přívod čerstvého vzduchu. Zároveň je nutné odstranit odpadní vzduch s různými škodlivými nečistotami a nečistotami.

Tyto procesy musí probíhat paralelně a automaticky. Podobný problém lze vyřešit pomocí ventilace.

Aby takový inženýrský systém mohl efektivně fungovat, je nutné pečlivě přistupovat k problematice jeho výpočtu a návrhu.

Při navrhování ventilačního systému je třeba věnovat zvláštní pozornost následujícím bodům:

• typ potrubí;
• rozměry průřezu ventilačních potrubí;
• délka systémového kanálu;
• instalační funkce.

Typy potrubí pro ventilaci

Hlavním úkolem ventilačního systému je odvádět znečištěný vzduch z místnosti.

Existuje řada obecných pravidel, která je třeba vzít v úvahu při výběru a výpočtu systému:

• minimální průměr potrubí pro ventilaci v soukromém domě by měl být 15 cm;
• povrchy vzduchového potrubí musí být odolné proti korozi;
• hmotnost konstrukce ovlivňuje složitost instalačních prací a údržby;
• Velikost průřezu potrubí ovlivňuje průchodnost;
• všechny prvky systému musí splňovat požadavky na požární bezpečnost.

Důležitým kritériem pro výběr ventilační trubky je materiál, ze kterého je vyrobena. Níže jsou uvedeny ty nejoblíbenější.

Plastové trubky

Plastové vzduchovody jsou vyrobeny z polypropylenu, polyuretanu a polyvinylchloridu. Přicházejí v široké škále tvarů a velikostí, nejoblíbenější jsou kulaté a obdélníkové.

Tyto typy trubek jsou široce používány díky řadě výhod.

Výhody kruhových a obdélníkových plastových vzduchovodů:

• relativně nízká hmotnost, díky které může instalaci systému provádět jedna osoba, navíc nedochází k nadměrnému zatížení zavěšených kuchyňských konstrukcí;
• nízká náchylnost k vlhkosti a chemikáliím;
• dobrá těsnost;
• snadná údržba;
• široký rozsah provozních teplot;
• nízká hladina hluku během provozu;
• dlouhá životnost;
• estetický vzhled;
• udržitelnost;
• odolnost proti korozi.

Nevýhody plastových trubek zahrnují nutnost použití dalších spojovacích prvků během instalace a také skutečnost, že samotný proces instalace je poměrně složitý a vyžaduje speciální školení.

Vlnité trubky

Nejlevnější možností ventilačního systému je vlnitá trubka. Skládá se z kovových kroužků obalených laminovanou fólií.

V počátečním stavu kroužky těsně přiléhají k sobě, ale během instalace se může vzdálenost mezi nimi zvětšit v důsledku natažení pláště a samotná trubka se může natáhnout a ohnout v požadovaném úhlu.

Tyto vlastnosti vysvětlují všestrannost trubek během instalace: snadno se instalují na nejvíce nepřístupných místech a celý proces není nijak zvlášť obtížný.

Důležité si pamatovat! Při neúplném natažení vlnité trubky a silném ohybu se objeví další odpor proti proudění vzduchu, což způsobuje charakteristický hluk.

Hlavní výhody vlnitého potrubí:

• životnost – až 50 let;
• přípustné zahřívání povrchů – až 250 ° C;
• odolnost proti vlhkosti a korozi;
• relativně snadná instalace.

Kovové potrubí

Materiál pro výrobu kovových ventilačních trubek je pozinkovaný nebo nerezový. Jsou odolné proti korozi a lehké.

Tento typ potrubí by měl být zvolen pro instalaci v místnostech s vysokým obsahem vlhkosti a velkými teplotními výkyvy.

K instalaci kovových ventilačních potrubí stačí minimální znalosti a dovednosti.

látkové vzduchové kanály

Tento typ vzduchového potrubí je ventilační potrubí vyrobené z tkaniny, upevněné speciálními kroužky na stropě. Díky tlaku vzduchu procházejícího uvnitř má konstrukce tvar trubky.

Materiál použitý pro výrobu je polyamid, polyester nebo polyester. Látkové vzduchovody jsou poměrně vzácné a jsou vyráběny na zakázku. Pro návrh bude vyžadován zkušený specialista.

• rychlá instalace;
• lehká váha;
• žádná kondenzace;
• nízká hladina hluku;
• odolnost proti korozi;
• snadnost údržby.

Kromě materiálu je při výběru a výpočtu vzduchového potrubí nutné vzít v úvahu tvar průřezu. Oblíbenější jsou kulaté trubky, které mají menší odpor proti proudění procházejícího vzduchu.

Obdélníkové trubky nenarušují estetický vzhled místnosti, lze je namontovat blízko stěny.

Vlnité a látkové vzduchovody jsou v průřezu pouze kulaté, plastové a kovové mohou být kulaté i obdélníkové.

Rozměry sekce se vypočítávají podle speciálního vzorce pro každou konkrétní místnost. V praxi se často vyskytují průměry 100-120 mm pro kulaté trubky a velikosti 55 × 110, 60 × 122 pro obdélníkové.

Regulační požadavky na ventilační potrubí

Průtok vzduchu za jednotku času se bere jako základ pro výpočet požadované velikosti průřezu ventilačního potrubí. Klíčové požadavky na výkon a geometrické tvary ventilačního systému jsou zaznamenány v SNiP 41-01-2003.

Tento dokument reguluje požadovaný objem přiváděného vzduchu na osobu v závislosti na kvadratuře místnosti:

• pro místnosti do 20 metrů čtverečních. m průtok vzduchu by měl být 3 metry krychlové. m na 1 čtvereční m plocha;
• pro velké místnosti o rozloze více než 20 m30. m, rychlost nasávání čerstvého vzduchu by měla být 0,35 metrů krychlových. m za hodinu, neboli XNUMX z celkového objemu vzduchu v místnosti.

Pro výpočet hlavních rozměrů ventilačních kanálů se používají rychlosti výměny vzduchu. SNiP obsahuje tabulky s multiplicitními hodnotami pro různé typy prostor, bytů a domů.

Pomocí výše uvedených tabulek se vypočítá plocha průřezu vzduchového potrubí, průměr kruhové ventilační trubky pro digestoř a boční rozměry pro obdélníkové trubky.

Pro pravoúhlé kovové ventilační kanály jsou stanoveny následující požadavky:

Požadavky na kulaté kovové potrubí:

Výpočet ventilačního systému

Při instalaci ventilačního systému musíte určit, kolik vzduchu je třeba z místnosti odstranit a dodat. V odborné oblasti se tomu říká výměna vzduchu.

V závislosti na tomto indikátoru jsou instalovány potrubí ventilačního systému různých velikostí.

Existuje několik způsobů výpočtu výměny vzduchu s přihlédnutím k přenosu tepla, znečištění a dalším parametrům. K použití těchto metod jsou zapotřebí speciální znalosti.

Nejjednodušší způsob je počítat pomocí násobků. Všechny parametry požadované pro výpočty jsou uvedeny v SNiP a GOST.

Násobnost je parametr, který ukazuje, kolikrát se vzduch v místnosti změnil za 1 hodinu. Například násobek 2 znamená, že všechen odpadní vzduch odešel a na jeho místo nastoupil čerstvý vzduch a k takové výměně došlo 2krát za 1 hodinu.

Každý typ místnosti má svůj vlastní index multiplicity, který je uveden v tabulkách SNiP a GOST.

Výměna vzduchu se vypočítá podle vzorce:

V je objem místnosti (m3).

Pokud není možné získat rychlost expanze pro danou místnost, můžete použít požadavky SNiP na minimální průtok venkovního vzduchu na osobu (m1/hod) (odkaz).

Po výpočtu výměny vzduchu je nutné určit hodnotu rychlosti proudění vzduchu ve vzduchotechnickém potrubí. Ve větracích systémech přirozeného typu je průměrná rychlost 1 m/sa v hlavním potrubí může dosáhnout 2 m/s.

V systému nuceného větrání je rychlost mnohem vyšší a závisí na výkonu ventilátoru.

Existují normy rychlosti vzduchu pro různé části systému nuceného větrání:

Na základě výměny vzduchu a rychlosti proudění vzduchu se určí důležitá charakteristika vzduchotechnického potrubí – velikost sekce.

Algoritmus pro určení průměru ventilačního potrubí

Se znalostí výměny vzduchu a průtoku je možné vypočítat plochu průřezu potrubí:

S je plocha průřezu vzduchového potrubí (m2);

L – výměna vzduchu (m3/h);

3600 – počet sekund za hodinu;

v – průtok vzduchu (m3 / s)

U kruhových vzduchových potrubí se výpočet průměru provádí podle vzorce:

Výsledná hodnota se zaokrouhlí nahoru a vybereme požadovanou velikost. K tomu použijte tabulku průměrů ventilačních trubek:

Pro určení rozměrů stran sekce pro obdélníkové trubky je nutná následující tabulka:

Pomocí šířky (a) a výšky (b) uvedených v tabulce v levém sloupci lze plochu průřezu získat pomocí vzorce:

Porovnáním průřezových ploch potrubí různých velikostí a požadované plochy, vypočtené na základě výměny vzduchu a průtoku, můžete zvolit správnou velikost.

Poznámka! Výše uvedené tabulky ukazují průtoky vzduchu pro jednotlivé velikosti sekcí při různých rychlostech. Porovnáním tohoto indikátoru s požadovanou výměnou vzduchu (L) si můžete vybrat správnou velikost, aniž byste se museli uchýlit k výpočtu průřezu pomocí vzorce.

V kuchyni 3x4x3 v obytném domě je nutné instalovat systém přirozeného větrání. Jak vypočítat požadovaný průměr potrubí pro ventilaci?

1. Objem místnosti se vypočítá: V = 3 × 4 × 3 = 36 m3.
2. Pomocí tabulky se zjistí násobnost pro daný typ místnosti (kuchyně): n = 6.
3. Výměna vzduchu je určena: L = n * V = 6 * 36 = 216 m3/h.
4. Je zvolena požadovaná rychlost proudění vzduchu. V tomto případě je větrání přirozeného typu, takže hodnota rychlosti je v = 1 m/s.
5. Úsek je určen: S u3600d L / (216 × v) u3600d 1 / (0,06 × XNUMX) uXNUMXd XNUMX m.
6. Průměr se vypočítá: D u2d 2 * u0,06d 3,14 * (0,28 / 280) uXNUMXd XNUMX m uXNUMXd XNUMX mm.
7. Pomocí tabulky vybereme požadovaný rozměr: 280 mm.

Výpočet délky potrubí

Pro efektivní provoz systému odvodu vzduchu je nutné správně vypočítat délku vnější části vzduchovodu. Tento kanál spojuje všechny proudění ventilačního systému a slouží k odvodu vzduchu z místnosti do venkovního prostředí.

Výška vnějšího ventilačního potrubí je určena na základě požadavků stanovených SNiP:

• na ploché střeše by výška trubky měla být 300 mm nebo více;
• na šikmé střeše musí být minimální výška vzduchovodu minimálně 500 mm;
• pokud je výfukové potrubí instalováno v linii komína ve vzdálenosti do 3 m, musí se jejich výšky shodovat;
• vzduchovod musí být minimálně 0,5 m nad hřebenem střechy, pokud je odstraněn ve vzdálenosti do 0,5 m (od hřebene);
• pokud je vzdálenost mezi hřebenem a vzduchovodem od 1,5 m do 3 m, nesmí být výška digestoře menší než výška hřebene.

Přesnou výšku ventilačního potrubí nad střechou určíte pomocí tabulky. K tomu stačí znát průměr. Horní řádek obsahuje výšky potrubí, levý sloupec ukazuje šířku a buňky ukazují ekvivalentní průměry v mm.

Použití softwaru

Výpočty pomocí vzorců a tabulek se lidem, kteří nemají zkušenosti s projektováním ventilačních systémů, mohou zdát příliš složité. Dobrým řešením v takové situaci by bylo použití speciálních programů, které nejen zjednodušují proces, ale také berou v úvahu další parametry, které je obtížné vzít v úvahu při ručním výpočtu.

Existuje mnoho takových programů dostupných ve veřejné doméně. Například program Vent-Calc. Nejen, že vybere požadovaný průměr ventilačního potrubí, ale také generuje kompletní obraz sítě blízký realitě spolu se všemi hlavními aerodynamickými charakteristikami.

Při výpočtech se používá několik parametrů: teplota, proudění vzduchu, rychlost.

Pomocí programu můžete provádět následující výpočty:

• hydraulický výpočet potrubí;
• výpočet a výběr prvků ventilačního systému: větve, nástavce, ohyby;
• výběr části potrubí pro přirozené větrání s ohledem na odpor proudění vzduchu;
• výpočet tepelného výkonu ohřívače vzduchu;
• další.

Mezi podobné programy patří:

Doporučení pro instalaci

Instalace ventilačního systému hraje neméně důležitou roli než návrh a výběr materiálu. Chyby během instalace vzduchovodů mohou anulovat veškeré úsilí vynaložené ve fázi návrhu.

Aby ventilace fungovala správně a bez poruch, je třeba při instalaci vzít v úvahu řadu pravidel:

1. Je třeba se vyvarovat průhybu ventilačních kanálů. Pokud se použije vlnitá trubka, vyplatí se dosáhnout jejího maximálního roztažení.
2. Je nutné se postarat o odstranění statické elektřiny, k tomu musíte použít uzemnění.
3. Pro položení potrubí stěnami se vyplatí použít objímky.
4. Všechny spoje musí být ošetřeny tmelem.
5. Při instalaci vlnitých trubek se snažte vyhnout silným ohybům.
6. Správně instalovaná síť ventilačních kanálů obsahuje minimum závitů, ostrých rohů, ohybů a její celková délka by neměla přesáhnout 3 m (o to je třeba usilovat);
7. U dlouhých vlnitých potrubí by měly být upevňovací prvky instalovány každých 1,5 m. Tím se zabrání kolísání potrubí při běžícím odsavači.
8. Pokud se nelze vyhnout ostrému úhlu ohybu, měl by být průřez potrubí zvětšen.

Po instalaci vzduchového potrubí by měly být všechny ventilační prvky zamaskovány, aby se poškodil interiér místnosti.

K tomu můžete použít:

• napínané a zavěšené stropy;
• sádrokartonové nebo plastové krabice;
• sklopné kuchyňské konstrukce;
• falešné panely.

Konečně,

Proces navrhování a výpočtu ventilačního systému je poměrně složitý a zabere spoustu času.

Musíte projít všemi kroky:

• seznamte se s regulačními požadavky;
• vyberte typ potrubí;
• určit požadovaný průměr výfukového potrubí nebo rozměry průřezu;
• vypočítat délku;
• plánovat instalaci.

Dodržením všech těchto bodů se v budoucnu vyhnete problémům s cirkulací vzduchu a ušetříte na údržbě.

Organizace ventilačního systému je jedním z nejdůležitějších prvků konstrukce, protože mikroklima v místnosti přímo ovlivňuje výkon a zdraví člověka.