Статьи

Как рассчитать систему вентиляции. Расчетная температура для проектирования вентиляции

как рассчитать систему вентиляции онлайн - расчетная температура

Содержание:

Вентиляция предназначена для обеспечения комфортного самочувствия посетителей или жильцов помещения за счет замены «отработанного» воздуха на свежий.

На этапе проектирования очень важен правильный расчет вентиляции.

 

Установка вентиляционных систем в помещении помогает решить вопрос удаления из комнаты или здания «отработанного» воздуха и замены его свежим с улицы. Грамотные системы вентиляции не должны:

  • создавать ситуацию, при которой работа вентиляционной системы не выполняется из-за простоя воздушных масс,
  • допускать слишком мощную работу систем вентиляции, при которой объем приходящего и выходящего воздуха различается, создавая сквозняк.

В основе качественной и оптимальной по мощности бытовой вентиляции (то же относится и к процессу проектирования системы промышленной вентиляции) лежит грамотный расчет таких систем, не допускающий остановки воздухообмена в результате работы вентилятора и не допускающей, чтобы вентилятор создавал сквозняк.

Зачем нужен расчет оптимальной мощности для системы вентиляции?

Расчет системы проводится перед подбором вентиляторов и другого оборудования. Расчеты направлены на определение основных параметров будущей системы вентиляции:

  • расход воздуха вентиляторами;
  • рабочее давление для вентиляционных установок в помещении;
  • мощность нагревающего элемента - калорифера вентиляционных систем;
  • площадь сечения воздуховодов в будущей системе.

Для расчета будущей вентиляции необходимо знать следующие параметры объекта:

  • площадь помещения и высота потолка;
  • назначение объекта – в зависимости от того, проводим ли мы расчет в жилом доме или производственном здании, будет меняться количество и мощность вентиляционного оборудования – от бытового вентилятора до сложных промышленных систем;
  • количество человек, живущих или работающих на той пощади, куда установят систему.

 

Как посчитать вентиляцию с помощью СНиП?

Правила СНиП указывают необходимую кратность воздухообмена для систем - кратность воздухообмена устанавливается в соответствии с типом объекта. Перед тем, как рассчитать вентиляцию, необходимо установить точную цифру для систем объекта – от 1 в случае бытовых систем, до 3, если производится расчет необходимой производственной мощности промышленных совмещенных общеобменных и локальных систем.

Также используется для расчета вентиляции калькулятор. На нашем сайте представлен калькулятор, помогающий посчитать параметры общеобменных систем онлайн.

 

Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции.

Если перед специалистами, выполняющими расчет мощности будущей системы, стоит не просто вопрос «Как рассчитать вентиляцию?», но и задача рассчитать потребный (необходимый) воздухообмен, то следует вооружиться следующими замерами:

  • длина, ширина и высота потолков в помещении – при проектировании вентиляции расчет основывается на объеме вентилируемого объекта;
  • мощность оборудования системы, для которой определяется потребный (необходимый) воздухообмен;
  • категория сложности работы – методика расчета и конечный результат зависимы от условий, в которых система вентиляции эксплуатируется;
  • тип вредного вещества и количество его выделения;
  • предельная допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества, удалением которого занимаются системы воздухообмена;
  • количество человек, работающих на площади, для которой требуется рассчитать будущую вентиляцию.

Допустим, расчет потребного воздухообмена начинается со следующих данных:

Длина

20м

Ширина

10м

Высота

Мощность оборудования систем вентиляции

50 кВт

Категория тяжести работы

Легкая

Тип вредного вещества

Металлическая пыль

Количество вредного вещества

5000мг/ч

ПДК

6мг/м3

Число сотрудников

50

 

Первоначально подсчет потребного (необходимого) воздухообмена требует найти расход приточного воздуха, необходимый для отвода избыточной теплоты. Формула:

L1 = Qизб / ((tуд - tпр) * c * p), где:

  • c – теплоемкость воздуха (мы возьмем с = 1,2 кДж / (кг * оС)),
  • p – плотность воздуха, кг/м3;
  • tуд – температура воздуха, удаляемого из объекта;
  • tпр – расчетная температура воздуха из притока (при этом расчетная температура наружного воздуха, tпр, больше температуры в рабочей зоне, tуд, на 5 оС).

Плотность воздуха зависит от расчетной температуры наружного воздуха и определяется по формуле:

p = 353 / (273 + tпр).

Допустим, для нашей системы значение расчетной температуры наружного воздуха tпр = 22,3 оС, тогда tуд = 27,3 оС. Тогда плотность воздуха p = 353 / (273 + 22,3) = 1,2 кг/м3.

Второй этап подсчета необходимого воздуха для общеобменной вентиляции – это определение избыточного количества теплоты Qизб.

Расчет воздухообмена в это части происходит по формуле:

Qизб = ∑ Qпр = Qэо + Qр, где:

  • Qр – теплота, поступающая от различных источников, кДж/ч;
  • Qэо – теплота, выделяемая при работе электродвигателей.

Количество теплоты от электрооборудования, необходимое для определения мощности вентиляции, определяется по формуле:

Qэо = 352 * B * N, где:

  • B – коэффициент загрузки оборудования (расчет будущей системы отталкивается от коэффициента загрузки 0,25-0,35, в нашем случае примем его равным 0,35);
  • N – общая мощность электрооборудования (в нашем случае мощность оборудования равна 50).

То есть, Qэо = 352 * 0,35 * 50 = 6160кДж/ч.

Определение для общеобменной вентиляции теплоты от других источников, Qр, происходит по следующей формуле:

Qр = N * Kр, где:

  • N – число работников на объекте, для которого производится расчет мощности вентиляции (в нашем случае определение мощности вентиляции происходит для 50 сотрудников);
  • Кр – теплота, выделяемая одним человеком, кДж. Так как тип работы определен как легкий, то для расчета будущей системы возьмем Кр = 300кДж.

Тогда количество тепла из других источников, необходимое для расчета оптимальной по мощностям и энергопотреблению системы, равно Qр = 50 * 300 = 15000кДж/ч.

Соответственно, избыточное количество теплоты, требуемое для расчета мощностей проектируемой вентиляционной системы равно Qизб = Qэо + Qр = 6160 + 15000 = 21160кДж/ч.

Расход приточного воздуха для проектируемой вентиляции, необходимый для отвода избыточной теплоты, можно посчитать по формуле:

L1 = Qизб / ((tуд - tпр) * c * p),

то есть, для нашего случая расход приточного наружного воздуха составляет:

L = 21160 / (1,2 * 1,2 * 5) = 2939 м3/ч.

 

Расчет системы вентиляции и потребного (необходимого) воздухообмена для удаления вредных веществ.

Теперь необходимо рассчитать мощность системы, необходимую для удаления вредных веществ.

Расчет вентиляционной системы для вредных веществ производится по формуле:

L2 = G / (qуд - qпр), где:

  • G – количество выделяемых вредных веществ, удаляемых системой вентиляции (в нашем случае, это – металлическая пыль с мощностью выброса 5000мг/ч);
  • qуд – концентрация вредных веществ в удаляемом системой вентиляции воздухе;
  • qпр – концентрация вредных веществ в приточном воздухе системы.

Концентрация вредных веществ в удаляемом системой воздухе, qуд, не должно превышать ПДК. То есть при расчете для нашей системы, qуд = 6мг/м3. Концентрация вредных веществ в приточном воздухе не должна превышать 0,3 от ПДК. То есть, при расчете проектируемой общеобменной системы вентиляции qпр = 0,3 * 6 = 1,8 мг/м3.

Такая расчетная методика для проектирования вентиляции дает нам необходимую мощность будущих систем, равную:

L2 = 5000 / (6 – 1,8) = 1190 м3/ч.

Потребный (необходимый) воздухообмен рассчитывается по формуле:

k = L / V,где:

  • L – расход приточного воздуха для удаления вредных веществ системой общеоменной вентиляции;
  • V – объем объекта.

k = 1190 / (20 * 10 * 5) = 1,19.

Расчет воздухообмена в заданных нами условиях показал, что:

  • расход приточного воздуха (наружного) в час составляет около 1200 м3, что должно учитываться оборудованием общеобменных систем
  • необходимая кратность воздухообмена равна 1,19.

 

Показатели расчетной температуры наружного воздуха.

Показатели расчетной температуры наружного воздуха содержатся в действующей редакции СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

Значение расчетной температуры наружного воздуха устанавливается для разных городов России и используется для проектирования отопления, вентиляции. Расчетная температура наружного воздуха для системы отопления – это средняя температура холодной пятидневки, использующаяся для расчета отопления. Это средняя температура наиболее холодных пятидневок за 8 самых холодных зим за последние 50 лет.

Такой расчет отопительных систем позволяет спроектировать вентиляционные установки (если систему затачивают под задачи отопления) так, чтобы они были готовы к сильным морозам, которые случаются раз в несколько лет. Еще такой расчет систем позволяет посчитать вентиляцию, спроектировать и установить ее без лишних затрат.

Температура наружного воздуха – один из климатических факторов среды, знание которых необходимо для оптимального подбора материалов для строительных конструкций. Расчетная наружная температура необходима для правильного подбора материалов и построения вентиляции помещения, которые смогут защищать здание от низкой температуры, дождя, ветра, снега. Чтобы рассчитать будущую вентиляцию и сделать дом теплым, необходимо учитывать расчетную температуру внешнего воздуха.

Расчет вентиляционной системы и выбор материалов для наружных ограждений требуют знания расчетной температуры наружного воздуха:

  • для легких наружных ограждений нужна абсолютно минимальная температура наружного воздуха;
  • для ограждений малой массивности – среднюю наружную температуру наиболее холодных суток;
  • для ограждений средней массивности – среднюю из средних расчетных температур для проектирования (такая температура для наружных заграждений берется из наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки);
  • для массивных ограждений берется средняя температура для проектирования вентиляции из наиболее холодной пятидневки;
  • для перекрытий над подвалами и подпольями принимают среднюю температуру, зафиксированную для наружного воздуха в наиболее холодную пятидневку. Для подвальных перекрытий наружное состояние воздуха берется независимо от массивности ограждения.

Различия между температурами и другими показателями воздуха наружного нахождения необходимо учитывать для того, чтобы рассчитать и правильно выбрать теплозащиту ограждений. Потери тепла через заграждения здания в течение для происходят неравномерно, ночью, когда расчетный наружный воздух имеет меньшую температуру, стены и другие ограждения быстрее охлаждаются по толщине.

Для охлаждающих ограждений большой инерционности (например, из бревенчатого сруба) показателя расчетной температуры наружного воздуха берутся за период в 5 дней – такой срок достаточен для того, чтобы воздух внутри охладился максимально. Так проектировщики будут знать, как рассчитать вентиляцию и отопление с учетом наименьшей возможной температуры.

Для того, чтобы рассчитать вентиляцию, нужно взять показатели расчетной температуры наружного воздуха из СНиП 2.01.01-82 «строительная климатология и геофизика». Здесь приведены расчетные температуры наружного воздуха для некоторых городов России.

Город, для которого установлено значение расчетной температуры наружного воздуха

Среднее значение расчетной температуры наружного воздуха, оС

Среднее значение зимней расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления

Среднее значение зимней расчетной температуры наружного воздуха для расчета вентиляции

Среднее значение расчетной температуры наружного воздуха для отопительного периода

Владивосток

-25

-16

-4,8

Волгоград

-22

-13

-3.4

Екатеринбург

-31

-20

-6,4

Красноярск

- 40

-22

-7,2

Москва

-25

-14

-3,2

Новосибирск

-39

-24

-9,1

Омск

-37

-23

-7,7

Ростов

-22

-8

-0,6

Санкт-Петербург

-25

-11

-2,2

Хабаровск

-32

-23

-10,1

 

Как видно из данных СНиП, для Санкт-Петербурга показатель расчетной температуры наружного воздуха, используемый для отопительной системы, расчет который проводится, равен -25оС. Показатель расчетной температуры наружного воздуха, используемый для того, чтобы рассчитать вентиляцию, равен -11оС.

Для Москвы показатель расчетной температуры наружного воздуха для систем отопления также равен -25оС, а показатель расчетной температуры наружного воздуха для воздухообмена равен -11оС. С показателями расчетной температуры наружного воздуха в других городах можно ознакомиться в приложении к действующей редакции СНиП.

Напишите нам