Хотя для существует множество программ, многие параметры все еще определяются по старинке, с помощью формул. Расчет нагрузки на вентиляцию, площади, мощности и параметров отдельных элементов производят после составления схемы и распределения оборудования.

Это сложная задача, которая под силу лишь профессионалам. Но если необходимо подсчитать площадь некоторых элементов вентиляции или сечение воздуховодов для небольшого коттеджа, реально справиться самостоятельно.

Расчет воздухообмена

Если в помещении нет ядовитых выделений или их объем находится в допустимых пределах, воздухообмен или нагрузка на вентиляцию рассчитывается по формуле:

R = n * R 1,

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

Если объем помещения на одного сотрудника составляет больше 40 кубометров и работает естественная вентиляция, не нужно рассчитывать воздухообмен.

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 \(k 2- k 1),

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 = G изб\ 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.

Расчет тепловой нагрузки

Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию осуществляется по формуле:

Q в= V н * k * p * C р(t вн – t нро),

в формуле расчета тепловой нагрузки на вентиляцию Vн – внешний объем строения в кубометрах, k – кратность воздухообмена, tвн – температура в здании средняя, в градусах Цельсия, tнро – температура воздуха снаружи, используемая при расчетах отопления, в градусах Цельсия, р – плотность воздуха, в кг\кубометр, Ср – теплоемкость воздуха, в кДж\кубометр Цельсия.

Если температура воздуха ниже tнро снижается кратность обмена воздуха, а показатель расхода тепла считается равной Qв , постоянной величиной.

Если при расчете тепловой нагрузки на вентиляцию невозможно уменьшить кратность воздухообмена, расход тепла рассчитывают по температуре отопления.

Расход тепла на вентиляцию

Удельный годовой расход тепла на вентиляцию рассчитывается так:

Q= * b * (1-E),

в формуле для расчета расхода тепла на вентиляцию Qo – общие теплопотери строения за сезон отопления, Qb – поступления тепла бытовые, Qs – поступления тепла снаружи (солнце), n – коэффициент тепловой инерции стен и перекрытий, E – понижающий коэффициент. Для индивидуальных отопительных систем 0,15 , для центральных 0,1 , b – коэффициент теплопотерь:

• 1,11 – для башенных строений;
• 1,13 – для строений многосекционных и многоподъездных;
• 1,07 – для строений с теплыми чердаками и подвалами.

Расчет диаметра воздуховодов

Диаметры и сечения рассчитывают после того, как составлена общая схема системы. При расчетах диаметров воздуховодов вентиляции учитывают следующие показатели:

• Объем воздуха (приточного или вытяжного), который должен пройти через трубу за заданный промежуток времени, куб.м\ч;
• Скорость движения воздуха. Если при расчетах вентиляционных труб скорость движения потока занижена, установят воздуховоды слишком большого сечения, что влечет дополнительные расходы. Завышенная скорость приводит к появлению вибраций, усилению аэродинамического гула и повышению мощности оборудования. Скорость движения на притоке 1,5 – 8 м\сек, она меняется в зависимости от участка;
• Материал вентиляционной трубы. При расчете диаметра этот показатель влияет на сопротивление стенок. Например, наиболее высокое сопротивление оказывает черная сталь с шероховатыми стенками. Поэтому расчетный диаметр воздуховода вентиляции придется немного увеличить по сравнению с нормами для пластика или нержавейки.

Таблица 1 . Оптимальная скорость воздушного потока в трубах вентиляции.

Когда известна пропускная способность будущих воздуховодов, можно рассчитать сечение воздуховода вентиляции:

S = R \3600 v ,

здесь v – скорость движения воздушного потока, в м\с, R – расход воздуха, кубометры\ч.

Число 3600 – временной коэффициент.

здесь: D – диаметр вентиляционной трубы, м.

Расчет площади элементов вентиляции

Расчет площади вентиляции необходим в том случае, когда элементы изготавливаются из листового металла и нужно определить количество и стоимость материала.

Площадь вентиляции рассчитывают электронные калькуляторы или специальные программы, их во множестве можно найти в интернете.

Мы приведем несколько табличных значений наиболее популярных элементов вентиляции.

Таблица 2 . Площадь прямых воздуховодов круглого сечения.

Значение площади в м. кв. на пересечении горизонтальной и вертикальной строчки.

Таблица 3 . Расчет площади отводов и полуотводов круглого сечения.

Расчет диффузоров и решеток

Диффузоры используются для подачи или удаления воздуха из помещения. От правильности расчета количества и расположения диффузоров вентиляции зависит чистота и температура воздуха в каждом уголке помещения. Если установить диффузоров больше, увеличится давление в системе, а скорость падает.

Количество диффузоров вентиляции рассчитывается так:

N = R \(2820 * v * D * D ),

здесь R – пропускная способность, в куб.м\час, v – скорость воздуха, м\с, D – диаметр одного диффузора в метрах.

Количество вентиляционных решеток можно рассчитать по формуле:

N = R \(3600 * v * S ),

здесь R – расход воздуха в куб.м\час, v – скорость воздуха в системе, м\с, S – площадь сечения одной решетки, кв.м.

Расчет канального нагревателя

Расчет калорифера вентиляции электрического типа производится так:

P = v * 0,36 * ∆ T

здесь v – объем пропускаемого через калорифер воздуха в куб.м.\час, ∆T – разница между температурой воздуха снаружи и внутри, которую необходимо обеспечить калориферу.

Этот показатель варьирует в пределах 10 – 20, точная цифра устанавливается клиентом.

Расчет нагревателя для вентиляции начинается с вычисления фронтальной площади сечения:

Аф= R * p \3600 * Vp ,

здесь R – объем расхода приточки, куб.м.\ч, p – плотность атмосферного воздуха, кг\куб.м, Vp – массовая скорость воздуха на участке.

Размер сечения необходим для определения габаритов нагревателя вентиляции. Если по расчету площадь сечения получается чересчур большой, необходимо рассмотреть вариант из каскада теплобменников с суммарной расчетной площадью.

Показатель массовой скорости определяется через фронтальную площадь теплообменников:

Vp = R * p \3600 * A ф.факт

Для дальнейшего расчета калорифера вентиляции определяем нужное для согрева потока воздуха количества теплоты:

Q =0,278 * W * c (T п- T у),

здесь W – расход теплого воздуха, кг\час, Тп – температура приточного воздуха, градусы Цельсия, Ту – температура уличного воздуха, градусы Цельсия, c – удельная теплоемкость воздуха, постоянная величина 1,005.

Так как в приточных системах вентиляторы размещаются перед теплообменником, расход теплого воздуха вычисляем так:

W = R * p

Рассчитывая калорифер вентиляции, следует определить поверхность нагрева:

Апн=1,2 Q \ k (T с.т- T с.в),

здесь k – коэффициент отдачи калорифером тепла, Tс.т – средняя температура теплоносителя, в градусах Цельсия, Tс.в – средняя температура приточки, 1,2 – коэффициент остывания.

Расчет вытесняющей вентиляции

При вытесняющей вентиляции в помещении оборудуются рассчитанные восходящие потоки воздуха в местах повышенного выделения тепла. Снизу подается прохладный чистый воздух, который постепенно поднимается и в верхней части помещения удаляется наружу вместе с избытком тепла или влаги.

При грамотном расчете вытесняющая вентиляция намного эффективнее перемешивающей в помещениях следующих типов:

• залы для посетителей в заведениях общепита;
• конференц-залы;
• любые залы с высокими потолками;
• ученические аудитории.

Рассчитанная вентиляция вытесняет менее эффективно если:

• потолки ниже 2м 30 см;
• главная проблема помещения – повышенное выделение тепла;
• необходимо понизить температуру в помещениях с низкими потолками;
• в зале мощные завихрения воздуха;
• температура вредностей ниже, температуры воздуха в помещении.

Вытесняющая вентиляция рассчитывается исходя из того, что тепловая нагрузка на помещение составляет 65 – 70 Вт\кв.м, при расходе до 50 л на кубометр воздуха в час. Когда тепловые нагрузки выше, а расход ниже, необходимо организовывать перемешивающую систему, комбинированную с охлаждением сверху.

Расчет диффузора

Исходные данные:

· Рабочий диапазон частот 5000…10000 Гц;

· Номинальное давление Рн = 0.33 Па;

· Максимальная амплитуда смещения xm = 0.3410-3 м.;

· Частота механического резонанса fp = 3000Гц;

· Масса звуковой катушки mзк 0.0003 кг.

Выбираем материал для изготовления диффузора.

В качестве материала для изготовления диффузора используется композиция бумажной массы с плотностью д 0.9103 и значение модуля упругости такой композиции равно Е = 9109 .

Вычисляем радиус диффузора таким образом, чтобы обеспечить заданное номинальное давление Рн при заданном уровне нелинейных искажений (который определяется максимальной амплитудой xm).

rд = = 0.017 м.

Определим массу диффузора:

А= 0.000138 м.

Расчет гибкой подвески

Исходные данные:

· Частота резонанса подвижной системы fр = 3000 Гц;

· Масса звуковой катушки mзк 0.0003 кг;

· Масса диффузора 0.00015 кг;

· Радиус диффузора rд = 0.017 м.

Определим массу подвижной системы:

m = mд + mзк + mc = 0.00047 кг.,

mc = 50 = 0.00002 кг.

Определим общую гибкость подвески при помощи известного значения частоты механического резонанса:

Распределяем гибкость между элементами подвески - воротом и центрирующей шайбой сш. для широкополосного громкоговорителя выполняется следующее условие:

Считая, что гибкость и сш соединены последовательно, получаем:

свом = c(1+) = 1,810-5 ,

сш = = 910-6 .

Для изготовления гофра будем использовать Целюлоза сулфатная беленая 30-70%

Профиль гофра - плоский

Находим ширину гибкого ворота по формуле:

bвом = ?вор= 0.0016м.,

Вом = 0.7= 9.6310-5 м.,

k3 - коэффициент, который выбирается в зависимости от профиля гофра k3 = 1,

k4 - коэффициент, который определяется отношением k4 = 1.

Задаем число гофров равным 2 и вычисляем шаг гофра:

lвом = = 0.00052 м.

Тогда можно выбрать тип центрирующей шайбы и материал для её изготовления, профиль шайбы и соотношение между высотой шайбы и её шагом:

материал для изготовления центрирующей шайбы - креп-шифон,

профиль центрирующей шайбы - трапециевидный,

отношение высоты шайбы к её шагу =0.

Определим ширину центрирующей шайбы bш:

Общая формула имеет вид:

Ш = 1= 0.000138 м.,

Производя все расчеты с данной методикой, получаем:

bш1 = 0.0012 м.,

bш2 = 0.0012 м.

Значение bш возьмем как среднее между bш1 и bш2, тогда

Определим число шагов шайбы (nш) и определим этот шаг (lш):

Расчет магнитной системы

Исходные данные:

· Номинальное звуковое давление Рн = 0.33 Па;

· Масса подвижной системы m = 0.00047 кг,

· Длина провода звуковой катушки lп= 2.34 м;

· Ширина магнитного зазора bз = 0.001 м;

· Высота магнитного зазора hмз = 0.0028 м;

· Диаметр керна dk = 0.01 м;

· Радиус диффузора rд = 0.017м;

· Номинальная электрическая мощность Р = 1.2 Вт;

· Электрическое сопротивление катушки z = 4 Ом.

Расчет магнитной системы производят в три этапа, но перед началом расчетов определим основной входной параметр системы - значение магнитной индукции в зазоре Вз.

Вз = = 0.67 Тл,

0 - плотность воздуха 0 = 1.29 .

Первый этап расчета магнитной системы:

1. Выбираем тип магнитной системы.

2. В качестве материала, из которого изготавливается магнит, выберем прессованный магнит ЗБА. Зададимся значениями индукции Вр и напряженности Нр для данного материала магнита:

Вр = 0.95 Тл;

3. Найдем объем магнита:

Vм = = 1.310-6 м3.

4. Определим магнитную проводимость зазора, пользуясь формулой:

gз = = 9.93710-7 См.

5. Определим высоту магнита:

hм = = 0.0149 м.

6. Определяем площадь сечения и диаметр магнитов:

Sм = = 0.00009 м2,

Внутренний диаметр для кольцевого магнита:

dм2 = dk + = 0.0157м.

7. Задаем размеры магнитопровода. Внутренний размер

Толщину верхнего и нижнего фланцев принимаем такой, что равняется высоте зазора hмз.

Второй этап расчета магнитной системы:

1. Рассчитаем проводимость всех зон рассеивания и определим полную проводимость магнитной системы:

g = gз + g1 + g2 + g3 + g4 + g5.

g1 = 2.5 9.3810-8 См;

Пм - периметр сечения магнита, который включает в себя длину внутреннего и внешнего окружностей Пм = 2(0.5 dм1 + 0.5 dм2) 0.584 м;

hм - высота магнита.

g2 = 0.26 dk= 1.0310-8 См;

dk - диаметр керна.

g3 = dk= 3.5310-8 См;

Внешний диаметр фланца,

Ширина воздушного зазора.

g4 = 2 dkln() = 5,9110-8 См;

Внутренний диаметр кернового магнита,

Высота магнита.

Тогда g = 3.0010-7 См.

2. Пользуясь кривой размагничивания В(Н), строим отношение как функцию Н (рис.6).

3. Исходя из магнитного закона Ома (Ф = gFм), рассчитаем фактическое значение отношения:

4. Пользуясь графиками = f(H) и В(Н), находим фактическую рабочую точку на кривой размагничивания и соответствующее ей значение магнитной индукции:

Нрф = 24103 ,

Врф = 1.1 Тл.

5. Используя магнитный закон Ома, находим:

Вф = Врф Sм= 0.438Тл.

Третий этап расчета магнитной системы:

Сравним фактическую магнитную индукцию в зазоре Вф с необходимым значением индукции Вз и фактическое значение удельной энергии 0.5 Нрф Врф с максимальным для данного материала 0.5 Нр Вр. Отклонение от этих значений не больше, чем на 10, т.е. Вф = (0.8…1.1) Вз и Нрф Врф = (0.9…1) Нр Вр, является допустимым.

Подбирая диффузоры надо учитывать, что они должны быть не просто эффективными устройствами, позволяющими регулировать расход воздуха, они еще выполняют и эстетическую функцию, позволяя вентиляционной системе гармонично вписаться в интерьер любого помещения.

Типы диффузоров LESSAR

В каталоге вентиляционного оборудования LESSAR в разделе «Аксессуары» представлена информация о диффузорах нашей торговой марки. Помимо того, что диффузоры являются достаточно эффективными устройствами, позволяющими регулировать расход воздуха, они еще выполняют и эстетическую функцию: позволяют вентиляционной системе гармонично вписаться в интерьер любого помещения.

LESSAR выпускает диффузоры следующих типов:

• приточные LV-DCP — применяются в приточных системах вентиляции и кондиционирования воздуха;
• вытяжные LV-DCV — применяются в вытяжных системах вентиляции и кондиционирования воздуха;
• перфорированные LV-DQH — применяются как в приточных, так и вытяжных системах вентиляции и кондиционирования воздуха.

Параметры для подбора диффузора

Как правильно подбирать диффузор? Какими параметрами нужно руководствоваться при выборе диффузора? Об этом и пойдет речь в этой статье.

Для облегчения процесса подбора диффузора в каталоге Lessar Vent приведены специальные диаграммы.

Значение потери давления напрямую зависит от расхода воздуха и закладывается по факту, при расчете сети воздуховодов. Что же касается степени открытия, то для удобства принято проводить все расчеты для диффузора открытого наполовину, иными словами, расчеты ведутся при степени открытия диффузора «½». Благодаря этому, упрощается процесс регулировки диффузора при пусконаладочных работах.
По осям координат обозначены расход воздуха и потеря давления на диффузоре. На самой диаграмме показана степень открытия диффузора (красные линии) и уровень шума, создаваемого диффузором (дБ). Все эти параметры напрямую зависят друг от друга. Основными параметрами, на которые нужно опираться при подборе диффузоров, являются расход воздуха и уровень шума.

Уровень шума регламентируется санитарными нормами СН2.2.4/2.1.8.562-96. Этот параметр, как известно, измеряется в децибелах (дБ), его значение складывается из всех источников шума, поскольку системы вентиляции и кондиционирования воздуха — далеко не единственный источник звуковых колебаний в помещениях.

Для офиса, при подборе диффузора, лучше ориентироваться на 35 дБ. Если речь идет о квартире, уровень шума, генерируемый диффузором не должен превышать 30 дБ. Для сравнения, обычный разговор — это шум в 40-50 дБ, а шелест листьев и шепот — 20 дБ.

Пример подбора диффузора

На горизонтальной оси координат расхода воздуха находим точку 150 м³/ч. По перпендикуляру к оси поднимаемся до косой черты красного цвета, которая отображает параметры диффузора при степени открытия «½». В точке ① получаем расчетную рабочую точку с максимальными параметрами по сопротивлению и уровню шума (56 Па и 37 дБ соответственно), которые полностью удовлетворяют необходимым требованиям.

Затем, для уменьшения уровня шумовых колебаний, генерируемых диффузором, опускаемся по вертикали до пересечения с кривыми соответствующего уровня шума. Точки ② и ③ с уровнем шума в 35 дБ и 30 дБ находятся в диапазоне степени открытия диффузора между ½ и ¾.

Это значит, что при эксплуатации не возникнет проблем с шумом и дискомфортом от высокой скорости воздушного потока. Это прямая зависимость от показателей сопротивления диффузора.

Вытяжные диффузоры подбираются аналогично.

Диаграммы технических характеристик диффузоров LESSAR, приведенные в каталоге нашего вентиляционного оборудования, позволяют, благодаря методике описанной выше, избегать проблем при подборе таких устройств, как диффузоры.