Расчет вентиляции производственного помещения

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции сводится к расчёту приточной и вытяжной систем вентиляции по отдельности. Далее, функцию двух систем может выполнять один агрегат — приточно-вытяжная установка.

Приточно-вытяжные установки обычно применяют для общеобменных систем вентиляции. Учитывая преобладание притока над вытяжкой, о котором говорилось выше, в таких установках расход приточного воздуха больше, чем вытяжного. Кроме того, аэродинамическое сопротивление приточной системы всегда выше, чем вытяжной ввиду наличия секций фильтрации, нагрева, а иногда и охлаждения. Поэтому вытяжные вентиляторы, как правило, предусматриваются меньшей мощности, нежели приточные.

Наконец, выполняя расчёт приточно-вытяжной вентиляции, можно сэкономить, предусмотрев рекуператор тепла. Это устройство, которое передаёт тепло от вытяжного воздуха приточному. В зимнее время рекуператор способен достаточно сильно прогреть приточный воздух за счёт вытяжного и, как следствие, существенно снизить мощность нагревателя.

Например, в приточной системе вентиляции требуется нагреть 1000 м3/ч воздуха с ‑26°С до +20°С. Мощность нагревателя составит 0,335·1000·(20-(-26)) = 15,3 кВт.

Предположим, в рекуператоре удалось нагреть приточный воздух до температуры +7°С. Тогда нагревателю останется лишь догреть его до искомых +20°С. Мощность такого нагревателя составит 0,335·1000·(20-7)=4,3 кВт. Таким образом, применение рекуператора позволило понизить энергозатраты системы на 11 кВт или на 72%.

Расчёт естественной вентиляции

Суть естественной вентиляции — обеспечение естественного воздухообмена в помещении. Приточная естественная вентиляция обычно представляет собой открытые окна. Естественная вытяжная вентиляция — это шахта, которая поднимается на определенную высоту. Чем выше — тем сильнее тяга, и тем интенсивнее будет работать естественная вентиляция в целом.

Естественная вентиляция. 1 — вытяжная решетка, 2 — открытое окно, 3 — вытяжная шахта.

Расчёт естественной вентиляции позволяет определить сечение вытяжной шахты и, при необходимости, высоту подъёма этой шахты. В ходе расчёта определяется располагаемое гравитационное давление (тяга), подбирается сечение, рассчитываются аэродинамические потери и проверяется условие, чтобы потери не превышали тягу.

Располагаемое гравитационное давление определяется по формуле:

ΔРГ=g·h·(ρН-ρВ),

где g — ускорение свободного падения (g=9,81 м/с2); h — высота шахты (м); ρН — плотность наружного воздуха (принимается для +5°С равной 1,27 кг/м3); ρВ — плотность внутреннего воздуха (принимается для +18°С равной 1,21 кг/м3).

Площадь сечения шахты рассчитывается исходя требуемого расхода и скорости воздуха. Скорость воздуха задаётся самостоятельно, рекомендуется принимать не более 1,5 м/с, желательно — 1 м/с.

S = L / (3600·v),

где L — расход воздуха (м3/ч), v — скорость воздуха (м/с).

По полученной площади сечения шахты определяется длина А и ширина В сечения (так, чтобы A·B ≈S) для прямоугольных шахт или диаметр круглых шахт (D=корень(4·S/p)).

Далее определяется аэродинамическое сопротивление шахты ΔРШ, включая сопротивление вытяжной решетки в помещении и дефлектора на улице. Оно должно быть как минимум на 10% меньше располагаемого гравитационного давления ΔРГ:

ΔРГ ≥ 1,1·ΔРШ.

Если это условие не выполняется, следует принять меньшую скорость движения воздуха в шахте (это позволит снизить ΔРШ) или увеличить высоту шахты (это позволит увеличить ΔРГ).

Онлайн-калькулятор расчета производительности вентиляции

Расчет вентиляции, как правило, начинается с подбора оборудования, подходящего по таким параметрам, как производительность по прокачиваемому объему воздуха и измеряемому в кубометрах в час. Важным показателем в системе является кратность воздухообмена. Кратность воздухообмена показывает, сколько раз происходит полная замена воздуха в помещении в течение часа. Кратность воздухообмена определяется СНиП и зависит от:

• назначения помещения
• количества оборудования
• выделяющего тепло,
• количества людей в помещении.

В сумме все значения по кратности воздухообмена для всех помещений составляют производительность по воздуху.

Проектируя системы вентиляции, необходимо находить оптимальное соотношение между мощностью вентилятора, уровнем шума и диаметром воздуховодов. Расчет мощности калорифера производится с учетом необходимой температуры в помещении и нижним уровнем температуры воздуха снаружи.

Расчет мощности калорифера

Также при выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать следующие параметры:

Общие сведения

Вентиляция — организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха, загрязненного вредными примесями (газами, парами, пылью), и подачу в него свежего воздуха.

По способу подачи в помещение свежего воздуха и удалению загрязненного системы вентиляции подразделяют на естествен­ную, механическую и смешанную. По назначению вентиляция может быть общеобменной и местной.

Общеобменная вентиляция – это система вентиляции, которая предназначена для подачи чистого воздуха в помещение, удаления избыточной теплоты, влаги и вредных веществ из помещения. В последнем случае она применяется, если вредные выделения поступаю непосредственно в воздух помещения, а рабочие места не фиксированы и располагаются по всему помещению.

Обычно объем воздуха Lпрподаваемого в помещение при общеобменной вентиляции, равен объему воздухаLв,удаляемого из помещения. Однако в чистых цехах электровакуумного производства для которых большое значение имеет отсутствие пыли, объем притока воздуха делается больше объема вытяжки, за счет чего создается некоторые избыток давления в производственном помещении, что исключает попадание пыли из соседних помещений. В общем случае разница между объемами приточного и вытяжного воздуха не должна превышать 10…15%.

В системах с механическим побуждением перемещения воздуха по воздуховодам осуществляется вентиляторами, которые создают значительно большее давление по сравнению с естественным побуждением. Это дает возможность увеличить скорость движения воздуха, подавать воздух на большее расстояние и предусматривать воздуховоды меньшего сечения.

Подбор вентилятора осуществляется по аэродинамическим характеристикам, которые составлены для каждого номера и типа вентилятора и выражают зависимость между его производительностью по воздуху, давлением и числом оборотов рабочего колеса. При этом из различных типов и номеров вентиляторов выбирается тот, чей КПД больший при одинаковых производительности и давлении. Следует помнить, что КПД выбранного вентилятора должен быть не менее 0,85 ήмакс(ήмакс— максимальный КПД вентилятора по его аэродинамической характеристики). Окружная скорость рабочего колеса центробежного вентилятора по условию бесшумности должна быть не более 25 м/с для жилых зданий и 17 м/с для клубов и кинотеатров; окружная скорость рабочего колеса осевых вентиляторов – не более 35 м/с для жилых зданий и 25 м/с для клубов и кинотеатров.

Вычисление и расчет вентиляционных каналов

Вычисление естественной системы проветривания канального вида сближается к установлению активного разреза воздуховодов, какие с целью доступа необходимого числа воздуха выражают противодействие, надлежащее вычисленному напряжению.

Для самого длительного тракта сети устанавливают издержки напряжения в каналах воздуховода как сумму издержкой напряжения в абсолютно всех его местах. В каждом из них издержки давления формируются с потерь на трение (RI) и издержек в местах противодействия (Z):

• где R — удельная потеря напряжения по длине участка от трения, Па/м;
• l — длина участка, м.

Площадь живого сечения воздуховодов, м2:

• где L — расход воздуха, м3/ч;
• v — скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с (равна 0,5… 1,0 м/с).

Задавая скорость движения воздуха по вентиляции, и прочитывают площадь его активного сечения и масштабы. При помощи специализированных номограмм либо табличных расчётов для округлой формы воздуховодов устанавливают издержки напряжения на трение.

Проектирование и расчет вентиляционной системы

Проектирование приточно вытяжной вентиляции обычно начинается с составления общего плана здания с указанием площади и назначения каждого отдельного помещения. После этого разрабатывается схема вентиляции помещений, предусматривающая все необходимые элементы и места их установки.

Перед тем как рассчитать приточно вытяжную вентиляцию необходимо определить ее основные параметры, к которым относится:

• производительность системы, обеспечивающая требуемый воздухообмен в помещениях;
• необходимое давление в системе, создаваемое вентиляторами;
• скорость потока воздуха в воздуховодах и площадь их сечения;
• допустимые уровни шумов при работе системы;
• мощность воздухонагревателя для поступающего наружного воздуха.

Существующие нормы приточно вытяжной вентиляции предписывают минимально необходимый воздухообмен в помещениях, который зависит от их площади и числа пребывающих в них людей. Для жилых помещений нормы составляют 2-3 кубометра в час на один квадратный метр или 20-30 кбм/ч на одного взрослого человека. Для бытовых помещений (кухня, ванная комната, туалет и пр.) с высоким содержанием в воздухе вредных примесей, неприятных запахов или повышенной влажности, эти нормы увеличиваются в два или три раза.

Рабочее давление в воздуховодах зависит от технических характеристик вентиляторов: производительности (кбм/ч) и создаваемом полном давлении в рабочей зоне (Па), а также от типа и размера сечения трубопроводов, их длины, наличия поворотов, переходов и других добавочных элементов вентсистемы. При расчете должны учитываться удельные потери давления в воздуховодах, измеряемые в Паскалях на один погонный метр трубопроводов, которые определяются с помощью специальной диаграммы.

Полное давление, создаваемое вентилятором, должно превышать общие потери в вентиляционной системе. Поэтому, чем длиннее и сложнее по устройству и конфигурации воздухопроводная сеть, тем мощнее должен быть вентилятор.

Приточно вытяжная механическая вентиляция должна обеспечивать скорость воздушного потока в пределах 3-5 м/с. Превышение этого предела приводит к снижению рабочего давления в системе и возникновению сильных аэродинамических шумов, недопустимых в жилых и рабочих помещениях.

Площадь сечения воздуховодов рассчитывается с учетом требуемого расхода воздуха и скорости воздушного потока по специальной диаграмме.

Например, для жилого помещения с воздухообменом 500 кбм/ч и скоростью воздуха 5 м/с размер сечения должен быть не менее 160х200 мм для прямоугольного или 200 мм в диаметре для круглого типа воздуховодов.

Мощность используемого воздухонагревателя зависит от температуры наружного воздуха и производительности системы и рассчитывается по формуле:

Мощность нагревателя (Вт) = Разность температуры на входе и выходе системы (°С)*Производительность системы (кбм/ч)/Постоянный коэффициент (2,98).

Например, для квартиры с воздухообменом в 400 кбм/ч и разностью температур 28°С (на улице -10°С, внутри +18°С) мощность нагревателя составит: 400*28/2,98=3758 Вт или 3,8 кВт.

Для жилых помещений типичная мощность калорифера обычно составляет 1-5 кВт, для офисных – 5-20 кВт.

Особенности монтажа и обслуживания системы

Для эффективного вентилирования воздуха в помещениях необходим правильный и качественный монтаж приточно вытяжной вентиляции, который, в зависимости от сложности системы, может быть выполнен самостоятельно или специалистами в данной сфере.

Установленная приточно вытяжная вентиляция своими руками позволяет значительно сократить затраты, но при этом увеличивается риск совершения ошибок в расчетах и/или монтаже и получение неработоспособной системы, что может привести к еще большим расходам на их устранение.

Чтобы обеспечить работоспособность системы, необходимо проводить периодическое техническое обслуживание приточно вытяжной вентиляции, которое заключается в проверке состояния и герметичности соединений воздухопроводной сети, чистке или замене фильтрующих элементов, контрольных замерах основных параметров системы, работы автоматики и т.д.

Учитывая специфику выполняемых профилактических работ, обслуживание приточно вытяжной вентиляции лучше всего доверить профессионалам, имеющим необходимое оборудование и соответствующие навыки.

Нормы воздухообмена

Нормы воздухообмена представляют собой таблицы с указанием различных типов помещений и кратности воздухообмена по притоку и вытяжке, которые должны быть обеспечены в данном помещении. Ранее они приводились в СНиП, и от проектировщика требовалось определение кратности воздухообмена по СНиП. Сегодня нормы воздухообмена в помещениях приводятся в Сводах Правил (СП) и прочих нормативных документах, действующих на территории РФ.

Ниже приведена выдержка из таблицы 12 СП 44.13330.2011 «Административные и бытовые здания», где указаны нормы кратностей воздухообмена для различных помещений в административных зданиях. Фактически, это таблица кратности воздухообмена.

Как следует из таблицы, например, в вестибюли следует подавать 2 объёма помещения в час. При площади вестибюля 40 м2 и высоте потолков 3 метра получим, что приток должен составлять 2·40·3 = 240 м3/ч.

А в помещениях для ремонта спецодежды нормы воздухообмена предписывают 2-кратный приток и 3-кратную вытяжку. Допустим, площадь помещения составляет 15 м2, высота потолков 3 метра. Тогда расход приточного воздуха должен составлять 2·15·3 = 90 м3/ч, а расход вытяжного воздуха — 3·15·3 = 135 м3/ч. Именно эти числа далее попадают в таблицу воздухообмена.

Расход теплоты на вентиляцию

По своему назначению вентиляция подразделяется на общую, местную приточную и местную вытяжную.

Общая вентиляция производственных помещений осуществляется при подаче приточного воздуха, который поглощает вредные выделения в рабочей зоне, приобретая ее температуру и влажность, и удаляется с помощью вытяжной системы.

Местную приточную вентиляцию используют непосредственно на рабочих местах или в небольших помещениях.

Местная вытяжная вентиляция (местный отсос) должна быть предусмотрена при проектировании технологического оборудования для предотвращения загрязнения воздуха рабочей зоны.

Кроме вентиляции в производственных помещениях применяют кондиционирование воздуха, цель которого — поддержание постоянной температуры и влажности воздуха (в соответствии с санитарно-гигиеническими и технологическими требованиями) вне зависимости от изменения внешних атмосферных условий.

Системы вентиляции и кондиционирования воздуха характеризуются рядом общих показателей (табл. 22).

Расход теплоты на вентиляцию в значительно большей степени, чем расход теплоты на отопление, зависит от вида технологического процесса и интенсивности производства и определяется в соответствии с действующими строительными нормами и правилами и санитарными нормами.

Часовой расход теплоты на вентиляцию QI (МДж/ч) определяют либо по удельным вентиляционным тепловым характеристикам зданий (для вспомогательных помещений), либо по произво-

На предприятиях легкой промышленности применяются различные типы вентиляционных устройств, в том числе общеобменные, для местных отсосов, системы кондиционирования и др.

Удельная вентиляционная тепловая характеристика зависит от назначения помещений и составляет 0,42 — 0,84 • 10~3 МДж/(м3 • ч • К).

По производительности приточной вентиляции часовой расход теплоты на вентиляцию определяют по формуле

дительности действующих приточных вентиляционных установок (для производственных помещений).

По удельным характеристикам часовой расход теплоты определяют следующим образом:

В том случае, если вентиляционная установка предназначена для компенсации потерь воздуха при местных отсосах, при определении QI учитывают не температуру наружного воздуха для расчета вентиляции t_Hв, а температуру наружного воздуха для расчета отопления /_н.

В системах кондиционирования расход теплоты рассчитывают в зависимости от схемы подачи воздуха.

Так, годовой расход теплоты в прямоточных кондиционерах, работающих с использованием наружного воздуха, определяют по формуле

Если кондиционер работает с рециркуляцией воздуха, то в формулу по определению Q£_кон вместо температуры приточного

Годовой расход теплоты на вентиляцию QI (МДж/год) рассчитывают по уравнению

Оборудование для систем вентиляции

Тот или иной вид промышленной системы вентиляции воздуха выбирают, исходя из задач, которые следует решить, а также предназначения самого помещения. Чаще всего применяется установка с искусственной вентиляцией, которая обходится дороже в эксплуатации за счет потребления большого количества электроэнергии, но при этом справляется со своей работой более действенно.

Принудительную систему можно использовать с дополнительным оборудованием, что предоставляет более широкие возможности. Также можно объединить систему промышленной вентиляции и кондиционирование, чтобы создать максимально комфортный микроклимат в производственном цехе.

На фото: Рекуперация в системе вентиляции

Использование различных типов рекуператоров как одного из элементов вентиляционной системы позволит снизить расходы на электроэнергию. Свежий и отработанный воздух, проходя через рекуператор, обмениваются теплом, и при этом они не смешиваются в случае применения пластинчатой перекрестноточной конструкции. Рекуперация эффективна для больших помещений, где их работа наиболее ощутима.

Также для решения задач вентиляции промышленных зданий можно использовать наборные системы, которые занимают довольно много места и требуют выделения отдельной комнаты. Такие устройства могут быть оборудованы и системой фильтрации.

Примеры расчетов объема воздухообмена

расчет объема воздухообмена

Далее приводится пример расчёта вентиляции исходя из кратности обмена. Для этого будет рассмотрен частный дом, имеющий такие помещения:

• кухня — 19 кв. м;
• гостиная — 41 кв. м;
• санузел — 3 кв. м;
• детская — 14 кв. м;
• кабинет — 17 кв. м;
• спальня — 22 кв. м;
• ванная — 4 кв. м;
• коридор — 6 кв. м.

В доме высота потолков составляет 3 м. Для расчёта нужно определить объём каждого помещения. При этом получим следующие значения:

• кухня — 57 куб. м;
• гостиная — 123 куб. м;
• санузел — 9 куб. м;
• детская — 42 куб. м;
• кабинет — 51 куб. м;
• спальня — 66 куб. м;
• ванная — 12 куб. м;
• коридор — 18 куб. м.

схема воздухообмена

Используя таблицу значений кратности из нормативного документа проводится расчёт в соответствии с приведённой выше формулой:

• кухня — 57 = 57 (19 кв. м х 3) — округляем до 60;
• гостиная — 3 х 123 — округляем до 370;
• санузел — 9 = 9 (3 кв. м х 3) — округляем до 10;
• детская — 1 х 42 — округляем до 45;
• кабинет — 1 х 51 — округляем до 55;
• спальня — 1 х 66 — округляем до 70;
• ванная — 12 = 12 (4 кв. м х 3) — округляем до 15;
• коридор — 18 = 18 (6 кв. м х 3) — округляем до 20;

Здесь при расчётах было учтено, что в нормативном документе отсутствует кратность для ванной, коридора, санузла и кухни. В этом случае площадь соответствующих помещений умножили на 3. После этого итоговую величину округлили в большую сторону до значения, кратного 5.

Теперь делают суммирование по помещениям, в которые первоначально поступает чистый воздух — это гостиная, кабинет, спальня, детская. После суммирования будет получено 370 + 55 + 70 + 45 = 540 куб. м. Столько воздуха должно поступать в дом благодаря использованию вентиляционной системы.

Теперь необходимо просуммировать значения по тем помещениям, где есть вытяжная вентиляция. Речь идёт о коридоре, кухне, ванной и санузле. Будет получено значение 20 + 60 + 15 + 10 = 105 куб. м. Это количество воздуха согласно расчётам должно выводится наружу.

Видно, что 105 < 540. Для нормальной работы вентиляционной системе необходимо усилить вытяжную вентиляцию. Для этого можно сделать дополнительные отверстия, увеличить диаметр вытяжных каналов или воспользоваться соответствующими электроприборами. Без дополнительных мер воздух будет застаиваться и нормы поступления свежего воздуха будут нарушены.

расчет воздухообмена

Пример расчёта по санитарным нормам выглядит следующим образом. Для примера речь пойдёт о квартире, в которой живёт семья из 4 человек. Здесь периодически бывают ещё 3 человека. Чтобы получить объём воздуха, который должен обновляться в течение каждого часа, необходимо учесть приведённые в этой статье нормы.

Для получения результата надо выполнить вычисления для каждого помещения. Далее приведена одна из возможных ситуаций:

1. В спальне постоянно находятся 2 человека. Для них норма равна 2 х 60 = 120 куб. м.
2. В кабинете работает 1. Для него потребуется 1 х 60 = 60 куб. м воздуха.
3. В гостиной постоянно находится двое и ещё двое приходят туда время от времени. Для того, чтобы им хватала свежего воздуха, 2 х 20 + 2 х 60 = 160 куб. м.
4. В детской находится 1 человек. Для него понадобится 1 х 60 = 60 куб. м воздуха.

Если просуммировать эти значения, то получится, что в течение каждого часа необходимо поступление 120 + 60 + 160 + 60 = 400 куб. м свежего воздуха.

Чтобы определить, как должна работать вытяжка, используют способ, изложенный для расчётов по кратности. Полученную цифру сравнивают в этом примере с 400 куб. м. Если она недостаточно велика, то необходимо сделать вытяжку более мощной.

Оформить заявку на выбранное

Нажимая кнопку заказать, вы соглашаетесь на обработку персональных данных.

Зачем заказывать проект вентиляции и кондиционирования

Система вентиляции и кондиционирования должна соответствовать ряду законодательных норм по СанПиН, Жилищному и Градостроительному Кодексу, ГОСТу, СНиПу и прочим.

Допуски к монтажу

Чтобы произвести монтаж оборудования нередко нужно получить допуски к работам от разных инстанций, а также собственника помещения. Мы сделаем это за вас.

Продуманная планировка

Важно тщательно продумать места установки различных конструкционных элементов системы, чтобы в последствие избежать переделок. Лучше доверить планирование профессионалам Energy-Systems

Владение ситуацией

У вас есть четкий план – проект вентиляции и кондиционирования. Следуя ему, все легко воплотить в реальность без переделок и недочетов, а также проверить качество работы подрядчиков и при необходимости предъявить официальную претензию.

Финансовая рентабельность

Грамотный подбор комплектующих, с учетом индивидуального расчета мощности системы и ее энергопотребления, позволит существенно сэкономить и оптимизировать расходы.

2 Естественный воздушный поток

Большое влияние на направление потока оказывает давление. Если его показатели выше снаружи здания, то чистый воздух поступает извне, в обратном случае он выходит из помещения. Иногда такие процессы протекают совместно.

Активный воздухообмен зачастую происходит случайно, когда температура в помещении и на улице имеет большую разницу в показателях. Другое условие — это отдельные участки с разными коэффициентами давления со стороны корпуса, усиленно обдуваемые ветром. Это явление называется инфильтрацией — поток попадает внутрь с наветренной стороны и выводится наружу с подветренной.

При естественной вентиляции коэффициент обмена воздуха не превышает отметку 0,5. Но нельзя обеспечить комфортные условия труда при неорганизованном вентилировании помещения. Обязательно нужно провести расчеты и разработать систему циркуляции воздуха.