Berechnung von Lüftungsanlagen. Berechnung des Lüftungssystems und seiner einzelnen Elemente: Fläche, Rohrdurchmesser, Parameter von Heizgeräten und Diffusoren. Berechnung der Zu- und Abluftleistung

Zur Übertragung der Zu- oder Abluft von Lüftungsgeräten in Zivil- oder Industriegebäuden werden Luftkanäle unterschiedlicher Konfiguration, Form und Größe verwendet. Oft müssen sie an den unerwartetsten Stellen durch bestehende Räumlichkeiten verlegt und mit Geräten vollgestopft werden. In solchen Fällen spielen der korrekt berechnete Querschnitt des Luftkanals und dessen Durchmesser eine entscheidende Rolle.

Faktoren, die die Größe von Luftkanälen beeinflussen

Bei zu planenden oder neu zu bauenden Anlagen stellt die erfolgreiche Verlegung von Rohrleitungen für Lüftungssysteme kein großes Problem dar – es reicht aus, den Standort der Systeme in Bezug auf Arbeitsplätze, Geräte und andere Versorgungsnetze zu koordinieren. In bestehenden Industriegebäuden ist dies aufgrund des begrenzten Platzangebots deutlich schwieriger umzusetzen.

Dieser und mehrere weitere Faktoren beeinflussen die Berechnung des Kanaldurchmessers:

Einer der Hauptfaktoren ist die Durchflussmenge der Zu- oder Abluft pro Zeiteinheit (m 3 / h), die ein bestimmter Kanal durchlaufen muss.
Der Durchsatz hängt auch von der Luftgeschwindigkeit (m/s) ab. Er darf nicht zu klein sein, da sonst laut Berechnung die Größe des Luftkanals sehr groß wird, was wirtschaftlich nicht vertretbar ist. Eine zu hohe Drehzahl kann zu Vibrationen, erhöhtem Geräuschpegel und erhöhter Leistung des Lüftungsgeräts führen. Es wird empfohlen, für verschiedene Abschnitte des Versorgungssystems unterschiedliche Geschwindigkeiten zu verwenden; der Wert liegt zwischen 1,5 und 8 m/s.
Das Material des Kanals ist wichtig. Dabei handelt es sich in der Regel um verzinkten Stahl, es kommen aber auch andere Materialien zum Einsatz: verschiedene Kunststoffarten, rostfreier oder schwarzer Stahl. Letzteres weist die höchste Oberflächenrauheit auf, der Strömungswiderstand wird höher sein und die Kanalgröße muss größer sein. Der Durchmesserwert sollte gemäß der behördlichen Dokumentation ausgewählt werden.

Tabelle 1 zeigt die normalen Abmessungen von Luftkanälen und die Dicke des Metalls für ihre Herstellung.

Tabelle 1

Hinweis: Tabelle 1 gibt nicht vollständig die normalen, sondern nur die gängigsten Kanalgrößen wieder.

Luftkanäle werden nicht nur in runder, sondern auch in rechteckiger und ovaler Form hergestellt. Ihre Abmessungen ergeben sich aus dem Wert des Äquivalentdurchmessers. Außerdem ermöglichen neue Methoden zur Herstellung von Kanälen die Verwendung von dünnerem Metall bei gleichzeitiger Erhöhung der Geschwindigkeit in ihnen, ohne dass die Gefahr von Vibrationen und Lärm besteht. Dies gilt für spiralförmig gewickelte Luftkanäle; sie weisen eine hohe Dichte und Steifigkeit auf.

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Berechnung der Luftkanalabmessungen

Zunächst müssen Sie entscheiden, wie viel Zu- oder Abluft durch den Kanal in den Raum geleitet werden soll. Wenn dieser Wert bekannt ist, wird die Querschnittsfläche (m2) nach folgender Formel berechnet:

In dieser Formel:

ϑ – Luftgeschwindigkeit im Kanal, m/s;
L – Luftstrom, m 3 /h;
S ist die Querschnittsfläche des Kanals, m2;

Um die Zeiteinheiten (Sekunden und Stunden) zu verbinden, wird die Zahl 3600 in die Berechnung einbezogen.

Der Durchmesser eines kreisförmigen Kanals in Metern kann anhand seiner Querschnittsfläche mit der Formel berechnet werden:

S = π D 2 / 4, D 2 = 4S / π, wobei D der Kanaldurchmesser m ist.

Das Verfahren zur Berechnung der Größe des Luftkanals ist wie folgt:

Wenn man den Luftstrom in einem bestimmten Bereich kennt, wird die Geschwindigkeit seiner Bewegung abhängig vom Zweck des Kanals bestimmt. Als Beispiel können wir L = 10.000 m 3 /h und eine Geschwindigkeit von 8 m/s annehmen, da der Systemzweig der Hauptzweig ist.
Berechnen Sie die Querschnittsfläche: 10.000 / 3600 x 8 = 0,347 m2, der Durchmesser beträgt 0,665 m.
Normalerweise wird die nächstliegende von zwei Größen genommen, normalerweise wird die größere genommen. Neben 665 mm gibt es noch die Durchmesser 630 mm und 710 mm, man sollte 710 mm nehmen.
In umgekehrter Reihenfolge wird die tatsächliche Geschwindigkeit des Luftgemisches im Luftkanal berechnet, um die Lüfterleistung weiter zu bestimmen. In diesem Fall beträgt der Querschnitt: (3,14 x 0,71 2 / 4) = 0,4 m2 und die tatsächliche Geschwindigkeit beträgt 10.000 / 3600 x 0,4 = 6,95 m/s.
Wenn es notwendig ist, einen rechteckigen Kanal zu verlegen, werden seine Abmessungen entsprechend der berechneten Querschnittsfläche ausgewählt, die einem runden Kanal entspricht. Das heißt, Breite und Höhe der Rohrleitung werden so berechnet, dass die Fläche in diesem Fall 0,347 m2 beträgt. Dies kann eine Option von 700 mm x 500 mm oder 650 mm x 550 mm sein. Solche Luftkanäle werden unter beengten Platzverhältnissen installiert, wenn der Installationsraum durch technische Geräte oder andere Versorgungsnetze begrenzt ist.

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Auswahl der Abmessungen für reale Bedingungen

In der Praxis endet die Bestimmung der Kanalgröße hier jedoch nicht. Tatsache ist, dass das gesamte Kanalsystem zur Zufuhr von Luftmassen in die Räumlichkeiten einen gewissen Widerstand aufweist, nach dessen Berechnung die Leistung des Lüftungsgeräts entnommen wird. Dieser Wert muss wirtschaftlich gerechtfertigt sein, damit kein übermäßiger Energieverbrauch für den Betrieb der Lüftungsanlage entsteht. Gleichzeitig können die großen Abmessungen der Kanäle bei ihrer Installation zu einem ernsthaften Problem werden; sie sollten nicht die nutzbare Fläche des Geländes einnehmen und hinsichtlich ihrer Abmessungen innerhalb der Grenzen der für sie vorgesehenen Trasse liegen. Daher wird häufig die Durchflussrate in allen Teilen des Systems erhöht, sodass die Abmessungen der Kanäle kleiner werden. Dann müssen Sie möglicherweise mehrmals neu berechnen.

Der minimale Auslegungsdruck, den der Ventilator entwickelt, wird durch die Formel bestimmt.

Systemleistung für bis zu 4 Räume.
Abmessungen der Luftkanäle und Luftverteilungsgitter.
Widerstand des Luftnetzes.
Heizleistung und geschätzte Energiekosten (bei Verwendung einer Elektroheizung).

Wenn Sie ein Modell mit Befeuchtung, Kühlung oder Rückgewinnung wählen müssen, nutzen Sie den Rechner auf der Breezart-Website.

Ein Beispiel für die Berechnung der Belüftung mit einem Taschenrechner

Anhand dieses Beispiels zeigen wir, wie man die Zuluft für eine 3-Zimmer-Wohnung berechnet, in der eine dreiköpfige Familie (zwei Erwachsene und ein Kind) lebt. Tagsüber kommen manchmal Verwandte zu Besuch, sodass bis zu 5 Personen längere Zeit im Wohnzimmer bleiben können. Die Deckenhöhe der Wohnung beträgt 2,8 Meter. Raumparameter:

Wir legen die Verbrauchsraten für das Schlafzimmer und das Kinderzimmer gemäß den Empfehlungen von SNiP fest – 60 m³/h pro Person. Für das Wohnzimmer beschränken wir uns auf 30 m³/h, da sich in diesem Raum selten viele Menschen aufhalten. Laut SNiP ist ein solcher Luftstrom für Räume mit natürlicher Belüftung zulässig (Sie können ein Fenster zur Belüftung öffnen). Wenn wir für den Wohnraum einen Luftdurchsatz von 60 m³/h pro Person festlegen, beträgt die erforderliche Produktivität für diesen Raum 300 m³/h. Die Stromkosten zum Erhitzen dieser Luftmenge wären sehr hoch, daher haben wir einen Kompromiss zwischen Komfort und Effizienz geschlossen. Um den Luftaustausch durch Multiplizität für alle Räume zu berechnen, wählen wir einen komfortablen Doppelluftaustausch.

Der Hauptluftkanal wird rechteckig und starr sein und die Zweige werden flexibel und schallisoliert sein (diese Kombination von Kanaltypen ist nicht die häufigste, wir haben sie jedoch zu Demonstrationszwecken ausgewählt). Zur zusätzlichen Reinigung der Zuluft wird ein Feinstaubfilter der Klasse EU5 eingebaut (wir berechnen den Netzwiderstand bei verschmutzten Filtern). Wir belassen die Luftgeschwindigkeiten in den Luftkanälen und den zulässigen Geräuschpegel an den Gittern auf den empfohlenen Werten, die standardmäßig eingestellt sind.

Wir beginnen die Berechnung mit der Erstellung eines Diagramms des Luftverteilungsnetzes. Anhand dieses Diagramms können wir die Länge der Luftkanäle und die Anzahl der Windungen bestimmen, die sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Ebene erfolgen können (wir müssen alle Windungen im rechten Winkel zählen). Also unser Schema:

Der Widerstand des Luftverteilungsnetzes entspricht dem Widerstand des längsten Abschnitts. Dieser Abschnitt kann in zwei Teile unterteilt werden: den Hauptluftkanal und den längsten Zweig. Wenn Sie zwei etwa gleich lange Zweige haben, müssen Sie ermitteln, welcher Zweig mehr Widerstand bietet. Dazu können wir davon ausgehen, dass der Widerstand einer Windung gleich dem Widerstand von 2,5 Metern des Luftkanals ist. Dann ist der größte Widerstand der Abzweig, dessen Wert (2,5 * Anzahl der Windungen + Länge des Luftkanals) beträgt maximal. Es ist notwendig, zwei Teile der Trasse zu trennen, damit Sie für den Hauptabschnitt und die Abzweigungen unterschiedliche Arten von Luftkanälen und unterschiedliche Luftgeschwindigkeiten festlegen können.

In unserem System sind an allen Zweigen Ausgleichsdrosseln installiert, sodass Sie den Luftstrom in jedem Raum projektbezogen anpassen können. Ihr Widerstand (im geöffneten Zustand) wurde bereits berücksichtigt, da es sich um ein Standardelement des Lüftungssystems handelt.

Die Länge des Hauptluftkanals (vom Lufteinlassgitter bis zum Abzweig zum Raum Nr. 1) beträgt 15 Meter; in diesem Abschnitt gibt es 4 Windungen im rechten Winkel. Die Länge der Luftversorgungseinheit und des Luftfilters kann vernachlässigt werden (ihr Widerstand wird separat berücksichtigt), und der Widerstand des Schalldämpfers kann gleich dem Widerstand des Luftkanals gleicher Länge genommen werden, d. Betrachten Sie es einfach als Teil des Hauptluftkanals. Der längste Abzweig ist 7 Meter lang und hat drei rechtwinklige Windungen (eine am Abzweig, eine am Kanal und eine am Adapter). Somit haben wir alle notwendigen Ausgangsdaten angegeben und können nun mit den Berechnungen beginnen (Screenshot). Die Berechnungsergebnisse sind in Tabellen zusammengefasst:

Berechnungsergebnisse für Räumlichkeiten

Ergebnisse der Berechnung allgemeiner Parameter

Art des Lüftungssystems	Regulär	VAV
Leistung	365 m³/h	243 m³/h
Querschnittsfläche des Hauptluftkanals	253 cm²	169 cm²
Empfohlene Abmessungen des Hauptluftkanals	160x160 mm 90x315 mm 125x250 mm	125x140 mm 90x200 mm 140x140 mm
Widerstand des Luftnetzes	219 Pa	228 Pa
Heizleistung	5,40 kW	3,59 kW
Empfohlene Installation der Luftversorgung	Breezart 550 Lux (in 550 m³/h-Konfiguration)	Breezart 550 Lux (VAV)
Maximale Performance empfohlene PU	438 m³/h	433 m³/h
Elektrische Energie Heizung PU	4,8 kW	4,8 kW
Durchschnittliche monatliche Stromkosten	2698 Rubel	1619 Rubel

Berechnung des Luftkanalnetzes

Für jeden Raum (Absatz 1.2) wird die Leistung berechnet, der Querschnitt des Luftkanals ermittelt und ein geeigneter Luftkanal mit Standarddurchmesser ausgewählt. Mithilfe des Arktos-Katalogs werden die Abmessungen von Verteilergittern mit einem bestimmten Geräuschpegel ermittelt (es werden Daten für die Serien AMN, ADN, AMP, ADR verwendet). Sie können andere Gitter mit den gleichen Abmessungen verwenden – in diesem Fall kann es zu einer geringfügigen Änderung des Geräuschpegels und des Netzwiderstands kommen. In unserem Fall erwiesen sich die Gitter für alle Räume als gleich, da bei einem Geräuschpegel von 25 dB(A) der zulässige Luftdurchsatz durch sie 180 m³/h beträgt (kleinere Gitter gibt es in dieser Serie nicht).
Die Summe der Luftvolumenströme aller drei Räume ergibt die Gesamtsystemleistung (Abschnitt 1.3). Bei Verwendung eines VAV-Systems verringert sich die Systemleistung um ein Drittel, da der Luftstrom in jedem Raum separat geregelt wird. Als nächstes wird der Querschnitt des Hauptluftkanals berechnet (in der rechten Spalte – für ein VAV-System) und entsprechend große rechteckige Luftkanäle ausgewählt (normalerweise werden mehrere Optionen mit unterschiedlichen Seitenverhältnissen angegeben). Am Ende des Abschnitts wird der Widerstand des Luftnetzes berechnet, der recht groß ausfällt – dies ist auf den Einsatz eines Feinfilters im Lüftungssystem zurückzuführen, der einen hohen Widerstand aufweist.
Wir haben alle notwendigen Daten zur Vervollständigung des Luftverteilungsnetzes erhalten, mit Ausnahme der Größe des Hauptluftkanals zwischen den Zweigen 1 und 3 (dieser Parameter wird im Rechner nicht berechnet, da die Netzwerkkonfiguration im Voraus unbekannt ist). Die Querschnittsfläche dieses Abschnitts lässt sich jedoch leicht manuell berechnen: Von der Querschnittsfläche des Hauptluftkanals müssen Sie die Querschnittsfläche von Abzweig Nr. 3 abziehen. Nachdem Sie die Querschnittsfläche des Luftkanals ermittelt haben, können Sie dessen Größe bestimmen.

Berechnung der Heizleistung und Auswahl des Lüftungsgeräts

Das empfohlene Modell Breezart 550 Lux verfügt über per Software konfigurierbare Parameter (Leistung und Heizleistung), daher ist in Klammern angegeben, welche Leistung beim Einrichten der Steuereinheit ausgewählt werden sollte. Es ist zu beachten, dass die maximal mögliche Heizleistung dieses Gerätes um 11 % unter dem berechneten Wert liegt. Der Mangel an Strom macht sich erst bemerkbar, wenn die Außentemperatur unter -22 °C liegt, und das kommt nicht oft vor. In solchen Fällen schaltet das Lüftungsgerät automatisch auf eine niedrigere Geschwindigkeit um, um die eingestellte Austrittstemperatur aufrechtzuerhalten (Funktion „Komfort“).

Die Berechnungsergebnisse geben neben der erforderlichen Leistung der Lüftungsanlage auch die maximale Leistung des Steuergerätes bei gegebenem Netzwiderstand an. Sollte sich herausstellen, dass diese Leistung deutlich über dem geforderten Wert liegt, können Sie die Möglichkeit nutzen, die maximale Leistung programmgesteuert zu begrenzen, die für alle Breezart-Lüftungsgeräte zur Verfügung steht. Für ein VAV-System wird die maximale Kapazität nur als Referenz angegeben, da die Leistung automatisch angepasst wird, während das System läuft.

Betriebskostenberechnung

In diesem Abschnitt werden die Stromkosten für die Lufterwärmung in der kalten Jahreszeit berechnet. Die Kosten für ein VAV-System hängen von seiner Konfiguration und Betriebsart ab, daher wird davon ausgegangen, dass sie dem Durchschnittswert entsprechen: 60 % der Kosten eines herkömmlichen Lüftungssystems. In unserem Fall können Sie Geld sparen, indem Sie den Luftverbrauch im Wohnzimmer nachts und im Schlafzimmer tagsüber reduzieren.

Bei der Installation eines Lüftungssystems ist es wichtig, die Parameter aller Elemente des Systems richtig auszuwählen und zu bestimmen. Es ist notwendig, die erforderliche Luftmenge zu ermitteln, Geräte auszuwählen, Luftkanäle, Armaturen und andere Komponenten des Lüftungsnetzes zu berechnen. Wie werden Lüftungskanäle berechnet? Was beeinflusst ihre Größe und ihren Querschnitt? Schauen wir uns diese Frage genauer an.

Luftkanäle müssen unter zwei Gesichtspunkten berechnet werden. Zunächst werden der gewünschte Querschnitt und die gewünschte Form ausgewählt. In diesem Fall müssen die Luftmenge und andere Netzwerkparameter berücksichtigt werden. Außerdem wird bereits bei der Herstellung die Materialmenge, beispielsweise Zinn, für die Herstellung von Rohren und Formelementen berechnet. Diese Berechnung der Fläche der Luftkanäle ermöglicht es Ihnen, die Menge und die Kosten des Materials im Voraus zu bestimmen.

Kanaltypen

Lassen Sie uns zunächst ein paar Worte zu den Materialien und Arten von Luftkanälen sagen. Dies ist wichtig, da es je nach Form der Luftkanäle Besonderheiten bei der Berechnung und Wahl der Querschnittsfläche gibt. Es ist auch wichtig, sich auf das Material zu konzentrieren, da davon die Eigenschaften der Luftbewegung und die Wechselwirkung der Strömung mit den Wänden abhängen.

Kurz gesagt sind die Luftkanäle:

Metall aus verzinktem oder schwarzem Stahl, Edelstahl.
Flexibel aus Aluminium- oder Kunststofffolie.
Hartplastik.
Stoff.

Die Form der Luftkanäle besteht aus rund, rechteckig und oval. Am häufigsten werden runde und rechteckige Rohre verwendet.

Die meisten der beschriebenen Luftkanäle werden in einer Fabrik hergestellt, beispielsweise aus flexiblem Kunststoff oder Stoff, und es ist schwierig, sie vor Ort oder in einer kleinen Werkstatt herzustellen. Die meisten zu berechnenden Produkte bestehen aus verzinktem Stahl oder Edelstahl.

Sowohl rechteckige als auch runde Luftkanäle bestehen aus verzinktem Stahl und erfordern für die Herstellung keine besonders teure Ausrüstung. In den meisten Fällen reichen eine Biegemaschine und eine Vorrichtung zur Herstellung von Rundrohren aus. Kleine Handwerkzeuge nicht mitgerechnet.

Berechnung des Kanalquerschnitts

Die Hauptaufgabe bei der Berechnung von Luftkanälen ist die Wahl des Querschnitts und der Form des Produkts. Dieser Prozess findet beim Entwurf eines Systems sowohl in spezialisierten Unternehmen als auch in der Eigenfertigung statt. Es ist notwendig, den Durchmesser des Luftkanals oder der Seiten des Rechtecks zu berechnen und den optimalen Wert der Querschnittsfläche auszuwählen.

Der Querschnitt wird auf zwei Arten berechnet:

zulässige Geschwindigkeiten;
konstanter Druckverlust.

Die Methode der zulässigen Geschwindigkeit ist für Laien einfacher, daher betrachten wir sie allgemein.

Berechnung des Querschnitts von Luftkanälen nach der Methode der zulässigen Geschwindigkeiten

Die Berechnung des Querschnitts des Lüftungskanals nach der Methode der zulässigen Geschwindigkeit basiert auf der normierten Höchstgeschwindigkeit. Die Geschwindigkeit wird für jeden Raumtyp und Kanalabschnitt entsprechend den empfohlenen Werten ausgewählt. Für jeden Gebäudetyp gibt es maximal zulässige Geschwindigkeiten in den Hauptluftkanälen und -abzweigen, oberhalb derer der Einsatz der Anlage aufgrund von Lärm und starken Druckverlusten erschwert wird.

Reis. 1 (Netzwerkdiagramm zur Berechnung)

In jedem Fall ist vor Beginn der Berechnung die Erstellung eines Anlagenplans erforderlich. Zunächst müssen Sie die erforderliche Luftmenge berechnen, die dem Raum zugeführt und entfernt werden muss. Die weiteren Arbeiten werden auf dieser Berechnung basieren.

Die Berechnung eines Querschnitts nach der Methode der zulässigen Geschwindigkeit besteht lediglich aus den folgenden Schritten:

Es wird ein Luftkanaldiagramm erstellt, das die Abschnitte und die geschätzte Luftmenge markiert, die durch sie transportiert wird. Es ist besser, alle Gitter, Diffusoren, Querschnittsänderungen, Windungen und Ventile darauf anzugeben.
Basierend auf der gewählten maximalen Geschwindigkeit und Luftmenge werden der Querschnitt des Luftkanals, sein Durchmesser oder die Größe der Rechteckseiten berechnet.
Sobald alle Systemparameter bekannt sind, können Sie einen Ventilator mit der erforderlichen Leistung und dem erforderlichen Druck auswählen. Die Auswahl eines Ventilators basiert auf der Berechnung des Druckabfalls im Netzwerk. Dies ist viel schwieriger, als einfach den Querschnitt des Luftkanals für jeden Abschnitt auszuwählen. Wir werden dieses Problem allgemein betrachten. Denn manchmal wählen sie einfach einen Ventilator mit einem kleinen Spielraum aus.

Zur Berechnung müssen Sie die Parameter der maximalen Luftgeschwindigkeit kennen. Sie sind Nachschlagewerken und normativer Literatur entnommen. Die Tabelle zeigt Werte für einige Gebäude und Bereiche des Systems.

Standardgeschwindigkeit

Die Werte sind Näherungswerte, ermöglichen Ihnen jedoch den Aufbau eines Systems mit minimalem Rauschen.

Abb. 2 (Nomogramm eines runden Blechluftkanals)

Wie nutzt man diese Werte? Sie müssen in die Formel oder Nomogramme (Diagramme) eingesetzt werden, die für verschiedene Formen und Arten von Luftkanälen verwendet werden.

Nomogramme finden sich üblicherweise in der Fachliteratur oder in den Anleitungen und Beschreibungen von Luftkanälen eines bestimmten Herstellers. Beispielsweise sind alle flexiblen Luftkanäle mit solchen Schaltungen ausgestattet. Für Zinnpfeifen finden Sie Daten in den Dokumenten und auf der Website des Herstellers.

Im Prinzip kann man kein Nomogramm verwenden, sondern anhand der Luftgeschwindigkeit die erforderliche Querschnittsfläche ermitteln. Und wählen Sie den Bereich entsprechend dem Durchmesser bzw. der Breite und Länge des rechteckigen Abschnitts aus.

Beispiel

Schauen wir uns ein Beispiel an. Die Abbildung zeigt ein Nomogramm für einen runden Luftkanal aus Blech. Das Nomogramm ist auch insofern nützlich, als es zur Verdeutlichung des Druckverlusts in einem Abschnitt des Luftkanals bei einer bestimmten Geschwindigkeit verwendet werden kann. Diese Daten werden später für die Auswahl eines Ventilators benötigt.

Welchen Luftkanal soll man also im Netzabschnitt (Abzweig) vom Gitter zur Hauptleitung wählen, durch den 100 m³/h gepumpt werden? Auf dem Nomogramm finden wir den Schnittpunkt einer gegebenen Luftmenge mit der Höchstgeschwindigkeitslinie für einen Zweig von 4 m/s. Unweit von diesem Punkt finden wir auch den nächsten (größeren) Durchmesser. Dabei handelt es sich um ein Rohr mit einem Durchmesser von 100 mm.

Auf die gleiche Weise finden wir den Abschnitt für jeden Abschnitt. Alles ist ausgewählt. Jetzt müssen nur noch der Ventilator ausgewählt und die Luftkanäle und Armaturen (falls für die Produktion notwendig) berechnet werden.

Fan-Auswahl

Ein wesentlicher Bestandteil der Methode der zulässigen Drehzahl ist die Berechnung der Druckverluste im Luftkanalnetz zur Auswahl eines Ventilators mit der erforderlichen Leistung und dem erforderlichen Druck.

Druckverlust auf geraden Abschnitten

Grundsätzlich lässt sich die benötigte Ventilatorleistung ermitteln, indem man die benötigte Luftmenge für alle Räume des Gebäudes addiert und aus dem Katalog des Herstellers ein passendes Modell auswählt. Das Problem besteht jedoch darin, dass die in der Dokumentation des Ventilators angegebene maximale Luftmenge nur ohne ein Luftkanalnetz geliefert werden kann. Und wenn ein Rohr angeschlossen wird, sinkt seine Leistung je nach Druckverlust im Netzwerk.

Zu diesem Zweck gibt die Dokumentation jedem Ventilator ein Leistungsdiagramm in Abhängigkeit vom Druckabfall im Netzwerk an. Wie berechnet man diesen Herbst? Dazu müssen Sie Folgendes definieren:

Druckabfall auf ebenen Abschnitten von Luftkanälen;
Verluste an Gitterrosten, Kurven, Abschlägen und anderen Formelementen und Hindernissen im Netz (örtliche Widerstände).

Druckverluste in Luftkanalabschnitten werden mit demselben Nomogramm berechnet. Aus dem Schnittpunkt der Luftgeschwindigkeitslinie im ausgewählten Luftkanal und seinem Durchmesser ermitteln wir den Druckverlust in Pascal pro Meter. Als nächstes berechnen wir den gesamten Druckverlust über einen Abschnitt mit einem bestimmten Durchmesser, indem wir den spezifischen Verlust mit der Länge multiplizieren.

Für unser Beispiel mit einem 100 mm Luftkanal und einer Geschwindigkeit von etwa 4 m/s beträgt der Druckverlust etwa 2 Pa/m.

Druckverlust bei lokalen Widerständen

Die Berechnung von Druckverlusten an Kurven, Biegungen, T-Stücken, Querschnittsänderungen und Übergängen ist wesentlich schwieriger als an geraden Abschnitten. Zu diesem Zweck zeigt das obige Diagramm alle Elemente an, die die Bewegung behindern können.

Abb. 3 (Einige km)

Als nächstes muss für jeden dieser lokalen Widerstandswerte in der Regulierungsliteratur der lokale Widerstandskoeffizient (kms) ermittelt werden, der mit dem Buchstaben ζ (zetta) bezeichnet wird. Der Druckverlust an jedem dieser Elemente wird durch die Formel bestimmt:

Uhr. s.=ζ×Pd

wobei Pd=V2×ρ/2 – dynamischer Druck (V – Geschwindigkeit, ρ – Luftdichte).

Wenn zum Beispiel in dem Bereich, den wir bereits in Betracht ziehen, mit einem Durchmesser von 100 mm und einer Luftgeschwindigkeit von 4 m/s ein runder Auslass (um 90 Grad gedreht) zur m.s. vorhanden sein wird. Das sind 0,21 (laut Tabelle), der Druckverlust darauf beträgt

Uhr. s. = 0,21 · 42 · (1,2/2) = 2,0 Pa.

Die durchschnittliche Luftdichte beträgt bei einer Temperatur von 20 Grad 1,2 kg/m3.

Abb. 4 (Beispieltabelle)

Basierend auf den gefundenen Parametern wird ein Ventilator ausgewählt.

Materialberechnung für Luftkanäle und Formstücke

Bei deren Herstellung ist eine Berechnung der Fläche von Luftkanälen und Formprodukten erforderlich. Dies geschieht, um die Materialmenge (Zinn) für die Herstellung eines Rohrabschnitts oder eines beliebigen Formelements zu bestimmen.

Für Berechnungen müssen Sie lediglich Formeln aus der Geometrie verwenden. Für einen runden Luftkanal ermitteln wir beispielsweise den Durchmesser des Kreises, indem wir ihn mit der Länge des Abschnitts multiplizieren, um die Fläche der Außenfläche des Rohrs zu erhalten.

Um 1 Meter Rohrleitung mit einem Durchmesser von 100 mm herzustellen, benötigen Sie: π·D·1=3,14·0,1·1=0,314 m² Blech. Es ist außerdem notwendig, einen Rand von 10–15 mm für die Verbindung zu berücksichtigen. Es wird auch ein rechteckiger Luftkanal berechnet.

Die Berechnung von Formteilen von Luftkanälen wird dadurch erschwert, dass es dafür keine spezifischen Formeln gibt, wie für einen runden oder rechteckigen Querschnitt. Für jedes Element ist es notwendig, die benötigte Materialmenge zuzuschneiden und zu berechnen. Dies geschieht in der Produktion oder in Klempnerbetrieben.

Die natürliche Belüftung eines Raumes ist die spontane Bewegung von Luftmassen aufgrund unterschiedlicher Temperaturbedingungen in nicht zu Hause und drinnen. Diese Art der Lüftung wird in kanallose und kanalisierte Lüftung unterteilt; sie ist relativ gut für den kontinuierlichen und periodischen Betrieb geeignet.

Die systematische Bewegung von Spiegeln, Lüftungsöffnungen, Türen und Fenstern bedeutet am meisten Beatmungsverfahren. In Industrieräumen mit spürbarer Wärmeabgabe entsteht auf stabiler Basis eine kanallose Belüftung, die die erforderliche Häufigkeit des Luftmassenaustauschs in deren Mitte organisiert. Dieser Vorgang wird als Belüftung bezeichnet.

In privaten und mehrstöckigen Gebäuden wird häufiger ein natürliches Kanallüftungssystem verwendet, bei dem sich die Kanäle darin befinden vertikale Position in speziellen Blöcken, Schächten oder in den Wänden selbst.

Belüftungsberechnung

Die Belüftung von Industrieräumen im Sommer gewährleistet die Luftzirkulation durch die Lücken unten Tore und Eingangstüren. In kühlen Monaten erfolgt die Versorgung in den erforderlichen Größen über obere Lücken ab 4 m über dem Boden. Die Belüftung erfolgte das ganze Jahr über über Schächte, Deflektoren und Entlüftungsöffnungen.

Im Winter werden die Spiegel nur in den Bereichen oberhalb der Generatoren geöffnet erhöhte Wärmeemissionen. Bei der Erzeugung überschüssiger Scheinwärme in den Räumen eines Gebäudes ist die Temperatur der Luft darin ständig höher als die Temperatur außerhalb des Gebäudes und dementsprechend ist die Dichte geringer.

Dieses Phänomen führt zum Vorhandensein eines atmosphärischen Druckunterschieds außerhalb und innerhalb der Räume. In einer Ebene in einer bestimmten Raumhöhe, die als Ebene gleichen Drucks bezeichnet wird, fehlt dieser Unterschied, ist also gleich Null.

Oberhalb dieser Ebene gibt es eine gewisse Überspannung, die dazu führt Entfernen der heißen Atmosphäre draußen, und unterhalb dieser Ebene herrscht ein Vakuum, das einen Zustrom frischer Luft verursacht. Anhand ihrer Berechnungen lässt sich ermitteln, welcher Druck die Luftmassen bei der natürlichen Belüftung in Bewegung setzt:

Natürliche Belüftungsformel

Re = (in - n)hg

wobei n die Luftdichte außerhalb des Raums ist, kg/m3;
vn – Dichte der Luftmassen im Raum, kg/m3;
h ist der Abstand zwischen der Zufuhröffnung und der Mitte der Abluftöffnung, m;
g – Erdbeschleunigung, 9,81 m/s2.

Die Methode der Belüftung (Belüftung) von Gebäuden mithilfe von herunterklappbaren Riegeln gilt als durchaus korrekt und effektiv.

Bei der Berechnung der natürlichen Belüftung von Räumlichkeiten wird die Festlegung der Fläche der unteren und oberen Durchfahrtshöhen berücksichtigt. Zunächst wird der Wert der Fläche der unteren Lumen ermittelt. Das Belüftungsmodell des Gebäudes wird vorgegeben.

Berechnung der natürlichen Absaugung

Dann stellt sich in Verbindung mit der Öffnung der oberen bzw. unteren Zu- und Abluftriegel im Raum etwa in der Mitte der Bauwerkshöhe ein gewisser Gleichdruck ein, an dieser Stelle ist der Einfluss ebenfalls Null. Dementsprechend ist der Einfluss auf den Konzentrationsgrad der unteren Lumen gleich:

wobei av gleich der durchschnittlichen Temperatur der Dichte der Luftmassen im Raum ist, kg/m3;
h1 – Höhe von der Ebene des gleichen Drucks bis zu den unteren Lücken, m.

Auf der Ebene der Zentren der oberen Lumen, oberhalb der Ebene gleicher Drücke, entsteht eine Überspannung Pa, gleich:

Es ist dieser Druck, der den Luftaustritt beeinflusst. Die für den Austausch der Luftströme im Raum zur Verfügung stehende Gesamtspannung beträgt:

Natürliche Belüftungsrate

Luftgeschwindigkeit in der Mitte der unteren Lücken, m/s:

wobei L der erforderliche Austausch von Luftmassen ist, m3/Stunde;
1 – Flusskoeffizient, abhängig von der Konstruktion der Ventile der unteren Lumen und dem Winkel ihrer Öffnung (bei 90-Grad-Öffnung =0,6; 30 – =0,32);
F1 – Fläche der unteren Öffnungen, m2

Dann werden die Verluste Pa in den unteren Lücken berechnet:

Unter der Annahme, dass Pe = P1+P2 =h(n - sr) und die Temperatur der entnommenen Luft tsp = tpz + (10 - 15oC), bestimmen wir die Dichten n und sr, die den Temperaturen tn und tsr entsprechen.

Übermäßiger Druck in der Ebene der oberen Lumen:

Ihre benötigte Fläche (m2):

F2 = L /(2V22) = L /(2(2Р2g/ср)1⁄2)

Berechnung und Berechnung von Lüftungskanälen

Die Berechnung eines natürlichen Kanallüftungssystems kommt der Ermittlung des aktiven Abschnitts der Luftkanäle nahe, der, um an die erforderliche Luftmenge zu gelangen, eine Reaktion ausdrückt, die der berechneten Spannung entspricht.

Für den längsten Netzweg werden die Spannungskosten in den Luftkanalkanälen als Summe der Spannungskosten an absolut allen Stellen festgelegt. In jedem von ihnen werden Druckkosten aus Reibungsverlusten (RI) und Kosten an Widerstandspunkten (Z) gebildet:

wobei R der spezifische Spannungsverlust über die Länge des Abschnitts aufgrund von Reibung ist, Pa/m;
l ist die Länge des Abschnitts, m.

Lichte Querschnittsfläche der Luftkanäle, m2:

wobei L der Luftdurchsatz ist, m3/h;
v ist die Geschwindigkeit der Luftbewegung im Luftkanal, m/s (entspricht 0,5... 1,0 m/s).

Durch Einstellen der Geschwindigkeit der Luftbewegung durch die Belüftung werden die Fläche ihres aktiven Querschnitts und die Skala abgelesen. Mithilfe spezieller Nomogramme oder tabellarischer Berechnungen für abgerundete Luftkanäle werden die Reibungsspannungskosten ermittelt.

Berechnung der natürlichen Belüftung von Luftkanälen

Planen Sie für rechteckige Kanäle dieses Lüftungskonzepts den Durchmesser dE ein, der dem Gleichgewichtsdurchmesser für einen abgerundeten Kanal entspricht:

dE = 2 a b / (a + b)

wobei a und b die Länge der Seiten des rechteckigen Kanals sind, m.

Bei der Verwendung von Luftkanälen, die nicht aus Metall bestehen, werden deren spezifische Reibungsdruckkosten R, die dem Nomogramm für Luftkanäle aus Stahl entnommen werden, durch Multiplikation mit dem entsprechenden Koeffizienten k geändert:

für Schlackengips - 1,1;
für Schlackenbeton - 1,15;
für Ziegel - 1.3.

Der Überdruck Pa zur Überwindung bestimmter Widerstände für verschiedene Abschnitte wird anhand der Gleichung berechnet:

wo ist die Summe der Widerstandskoeffizienten auf der Baustelle;
v2/2 – dynamische Spannung, Pa, entnommen aus den Normen.

Um ein Konzept für eine mühelose Belüftung zu schaffen, ist es besser, sich vor gewundenen Windungen, mehreren Toren und Ventilen zu hüten, da Verluste aufgrund lokaler Gegenwirkungen in Luftkanälen normalerweise bis zu 91 % aller Kosten ausmachen.

Natürliche Belüftung hat einen kleinen Einflussradius und eine durchschnittliche Effizienz für Räume, in denen die überschüssige Wärme sehr gering ist, was auf Nachteile zurückzuführen ist, aber der Vorteil ist die Leichtigkeit des Systems, der niedrige Preis und die einfache Wartung.