Výpočet vzduchovodov podľa rýchlosti a prietoku + spôsoby merania prietoku vzduchu v priestoroch

Vyvážená výmena vzduchu je základom dobrého zdravia a pracovnej schopnosti ľudí. Nie je to tak? Ale na vytvorenie komfortných podmienok v obytných a výrobných priestoroch je dôležité správne vykonať výpočet vzduchovodov podľa rýchlosti a prietoku a zabezpečiť efektívny režim pohybu prúdov vzduchu.

Ďalej vám povieme, čo je potrebné na výpočet vzduchovodov, aké metódy a prístroje sa používajú na meranie rýchlosti prúdenia vzduchu.

Čo je to vzduchovod?

Vzduchovod – základný prvok systému distribúcie vzduchu. Predstavuje súbor kovových alebo plastových rúr, umiestnených na zabezpečenie vzduchovej rovnováhy. Princíp činnosti vzduchovodu spočíva v prívode a odsávaní vzduchu pomocou špeciálnych ventilátorov.

Základné charakteristiky vzduchovodu:

• tvar (kruhový alebo obdĺžnikový);
• plocha prierezu;
• tuhosť (flexibilné, poloflexibilné a tuhé).

Od týchto charakteristík závisí výkon vetracieho systému a jeho funkčnosť ako celok.

Vyberte si vzduchovod s obdĺžnikovým prierezom, ak je pre vás dôležité, aby bol neviditeľný. Takýto vzduchovod sa dá ľahko skryť na hornej ploche skriniek.

Správny výber parametrov vzduchovodu so zohľadnením všetkých osobitostí miestnosti zabezpečí jeho dlhodobú a efektívnu prevádzku.

Algoritmus vykonávania výpočtov

Pri projektovaní, nastavovaní alebo úprave už fungujúceho vetracieho systému sa vždy vykonávajú výpočty vzduchovodu. Je to potrebné na správne určenie jeho parametrov s ohľadom na optimálne charakteristiky výkonu a hluku v aktuálnych podmienkach.

Pri vykonávaní výpočtov majú veľký význam výsledky meraní prietoku a rýchlosti pohybu vzduchu vo vzduchovom kanáli.

Prietok vzduchu – objem vzduchovej hmoty vstupujúci do vetracieho systému za jednotku času. Spravidla sa tento ukazovateľ meria v m³/h.

Rýchlosť pohybu – veličina, ktorá ukazuje, ako rýchlo sa vzduch pohybuje v systéme vetrania. Tento ukazovateľ sa meria v m/s.

Ak sú známe tieto dva ukazovatele, možno vypočítať plochu kruhových a obdĺžnikových prierezov, ako aj tlak potrebný na prekonanie miestneho odporu alebo trenia.

Pri zostavovaní schémy je potrebné vybrať uhol pohľadu z tej fasády budovy, ktorá sa nachádza v dolnej časti plánu. Vzduchovody sa zobrazujú plnými hrubými čiarami.

Najčastejšie sa používa nasledujúci algoritmus výpočtov:

1. Zostavenie axonometrické schémy, v ktorej sú uvedené všetky prvky.
2. Na základe tejto schémy sa vypočíta dĺžka každého kanála.
3. Meria sa prietok vzduchu.
4. Určuje sa rýchlosť prúdenia a tlak v každom úseku systému.
5. Vykonáva sa výpočet strát trením.
6. S použitím potrebného koeficientu sa vykonáva výpočet tlakových strát pri prekonávaní miestneho odporu.

Pri vykonávaní výpočtov v každom úseku siete distribúcie vzduchu sa získavajú rôzne výsledky. Všetky údaje je potrebné vyrovnať pomocou clôn s vetvou najväčšieho odporu.

Výpočet plochy prierezu a priemeru

Správny výpočet plochy kruhových a obdĺžnikových prierezov je veľmi dôležitý. Nevhodná veľkosť prierezu neumožní zabezpečiť potrebnú vzduchovú rovnováhu.

Príliš veľký vzduchovod zaberie veľa miesta a zníži efektívnu plochu miestnosti. Ak sa zvolí príliš malá veľkosť kanálov, budú vznikať prievany, pretože sa zvýši tlak prúdenia.

Na výpočet potrebnej plochy prierezu (S) je potrebné poznať hodnoty prietoku a rýchlosti pohybu vzduchu.

Na výpočty sa používa nasledujúci vzorec:

S = L/3600*V,

pričom L – prietok vzduchu (m³/h) a V – jeho rýchlosť (m/s);

Pomocou nasledujúceho vzorca možno vypočítať priemer vzduchovodu (D):

D = 1000*√(4*S/π), kde

S – plocha prierezu (m²);

π – 3,14.

Ak sa plánuje inštalácia obdĺžnikových, nie kruhových vzduchovodov, namiesto priemeru sa určí potrebná dĺžka/šírka vzduchového kanála.

Všetky získané hodnoty sa porovnávajú s normami GOST a vyberajú sa výrobky, ktoré sú najbližšie svojím priemerom alebo plochou prierezu.

Pri výbere takéhoto vzduchovodu sa berie do úvahy približný prierez. Používa sa princíp a*b ≈ S, kde a – dĺžka, b – šírka a S – plocha prierezu.

Podľa noriem pomer šírky a dĺžky nemá byť vyšší ako 1:3. Taktiež je potrebné používať tabuľku štandardných rozmerov poskytnutú výrobným závodom.

Najčastejšie sa vyskytujú také rozmery obdĺžnikových kanálov: minimálne rozmery – 0,1 m x 0,15 m, maximálne – 2 m x 2 m. Výhodou kruhových vzduchovodov je, že majú menší odpor a v dôsledku toho pri prevádzke vytvárajú menej hluku.

Výpočet straty tlaku na odpor

Počas postupu vzduchu po magistrále vzniká odpor. Na jeho prekonanie ventilátor prívodnej jednotky vytvára tlak, ktorý sa meria v Pascaloch (Pa).

Stratu tlaku možno znížiť zväčšením prierezu vzduchovodu. Pritom môže byť zabezpečená približne rovnaká rýchlosť prúdenia v sieti.

Na to, aby sme vybrali vhodnú prívodnú jednotku s ventilátorom požadovaného výkonu, je potrebné vypočítať stratu tlaku na prekonanie lokálneho odporu.

Používa sa tento vzorec:

P=R*L+Ei*V2*Y/2, kde

R – merná strata tlaku na trenie na určitom úseku vzduchovodu;

L – dĺžka úseku (m);

Ei – celkový súčiniteľ lokálnej straty;

V – rýchlosť vzduchu (m/s);

Y – hustota vzduchu (kg/m³).

Hodnoty R sa určujú podľa noriem. Tento ukazovateľ možno tiež vypočítať.

Ak je prierez vzduchovodu kruhový, straty tlaku na trenie (R) sa vypočítajú nasledovne:

R = (X*D/В) * (V*V*Y)/2g, kde

X – súčiniteľ trenia;

L – dĺžka (m);

D – priemer (m);

V – rýchlosť vzduchu (m/s) a Y – jeho hustota (kg/m³);

g – 9,8 m/s².

Ak prierez nie je kruhový, ale obdĺžnikový, do vzorca je potrebné dosadiť alternatívny priemer, ktorý sa rovná D = 2AB/(A + B), kde A a B sú strany.

Programové vybavenie na vykonávanie výpočtov

Všetky výpočty možno vykonávať ručne, ale pohodlnejšie a rýchlejšie je použiť špecializované programy.

Pomocou takýchto programov možno nielen presne vykonať potrebné výpočty, ale aj pripraviť výkresy.

V prípade potreby možno na vykonanie výpočtov použiť špeciálny softvér. Tým sa vylúčia možné chyby, ktoré môžu zohrať fatálnu úlohu počas prevádzky. Do programu sa zadajú primárne hodnoty a už po niekoľkých sekundách je možné získať presné výsledky výpočtov.

Vent–Calc – funkčná aplikácia na výpočet vzduchovodov. Na výpočty sa používajú hodnoty prietoku a rýchlosti vzduchu, ako aj teploty.

MagiCAD – vykonáva všetky typy výpočtov pre inžinierske siete, obrázky sú zobrazené v 2D a 3D formátoch.

GIDRV – program na výpočet všetkých parametrov vzduchovodov. Je k dispozícii možnosť výberu ľubovoľných kombinácií parametrov na dosiahnutie najlepších výkonnostných ukazovateľov.

Ducter 2.5 – utilita, ktorá presne vypočítava priemery prierezov vzduchovodov. Ideálne sa hodí na výber ich typov.

Výkresy, ktoré sa vytvárajú v týchto programoch, umožňujú presnejšie vidieť schému rozloženia všetkých komponentov systému a zabezpečiť ich čo najefektívnejšie fungovanie.

Meranie rýchlosti a prietoku vzduchu

Pri vykonávaní meraní je dôležité správne vybrať prístroje a metodiky, ako aj dodržiavať postupy vykonávania meraní.

Prístroje používané na merania

Najčastejšie sa používajú tieto druhy kontrolno-meracích prístrojov:

• ultrazvukový 3D anemometer – vykonáva merania na základe zmeny frekvencie zvuku medzi danými bodmi;
• Pitotova trubica – zaznamenáva rozdiel medzi statickým a celkovým tlakom;
• termoanemometer – určuje rýchlosť prúdenia na základe rýchlosti poklesu teploty senzora.
• krídlový anemometer – vykonáva merania na základe zmeny rýchlosti otáčania krídelka.
• bolometer – určuje prietok vzduchu pomocou koncentrácie prúdenia v bode merania, pričom prierez sa nastavuje vopred.

Mnohé prístroje v tomto zozname sú dosť drahé a vzácne. Možno si ich prenajať a vykonať merania samostatne, ale je lepšie zavolať skúseného inžiniera-nastavovača, ktorý pozná všetky nuansy vykonávania meracích prác.

Pitotova trubica sa používa v súprave so snímačmi. Je to jednoduchý prístroj na použitie. Trubica sa vyvedie otvoreným koncom proti prúdu vzduchu a jej druhý koniec sa pripája k manometru.

Meranie rýchlosti je potrebné nielen na vykonávanie výpočtov, ale aj na kontrolu hygienických parametrov vzduchu v miestnosti. Počas určitého časového obdobia nevyhnutne dochádza k znečisteniu vetracích kanálov a vzduchovodov.

V takýchto prípadoch môžu spoje stratiť tesnosť, výkon zariadenia klesá. Okrem toho sú merania potrebné pri plánovanej údržbe, čistení a oprave vetracieho systému.

Pri vykonávaní meraní je potrebné dodržiavať rad pravidiel. Po prvé, rýchlosť vzduchu je regulovaná stavebnými normami a štandardmi. Je potrebné sa riadiť týmito hodnotami.

Povolené sú malé odchýlky od týchto parametrov pri existencii osobitných technických okolností. Napríklad pri inštalácii zariadenia, vykonávaní opravných prác atď.

Po druhé, pri vykonávaní meraní je potrebné zohľadniť aj normy súvisiacich faktorov – úrovne hluku a vibrácií, ktoré sú uvedené v regulačných dokumentoch.

Prekročenie týchto noriem hovorí o nedostatkoch systému vetrania. Rýchlosť vzduchu by nemala mať žiadny vplyv na tieto ukazovatele.

Metódy vykonávania meraní prietoku vzduchu

Vo fáze uvádzania do prevádzky je nevyhnutné vykonať merania objemového prietoku vzduchu v systéme vetrania a klimatizácie. To zabezpečí možnosť kvalitného nastavenia systému a jeho neprerušovanej prevádzky.

Takéto merania sa vykonávajú priamo v vzduchovode alebo na vstupnej mriežke. Existuje niekoľko jednoduchých metodík.

Merania na stropných difúzoroch

Najčastejšie sa na merania podľa tejto metodiky používa bolometer. Je potrebné uzavrieť difúzor a horný konfúzor priložiť k stropu. Treba zmerať ako celkový objem odsávania vzduchu z miestnosti, tak aj prívodný prúd.

Bolometer sa vyznačuje vysokou presnosťou vďaka tomu, že vstavaný usmerňovač prúdenia znižuje pravdepodobnosť chyby. Napriek tomu, že prístroj vyzerá objemne, je pomerne ľahký – jeho hmotnosť nie je viac ako 3 kg

V niektorých zdrojoch sa na merania odporúča použiť sondu, vkladajúc ju do medzery medzi lamelami difúzora na získanie priemerného výsledku.

Tento prístup je neefektívny z dvoch dôvodov:

1. Turbulencia prúdenia je veľmi vysoká, preto skutočný prietok nie je možné vidieť.
2. Nie je možné nastaviť sondu priamo v súlade s prúdením. Výsledky meraní budú v každom prípade skreslené.

Preto nestojí za to strácať svoj čas na zbytočné manipulácie so sondou. Existujú oveľa jednoduchšie a presnejšie spôsoby meraní.

Existuje ešte jeden spôsob vykonávania meraní podľa tejto metodiky. Vyžaduje si prítomnosť priameho úseku a rovnomerného prúdenia. Merania sa vykonávajú cez vopred pripravené otvory.

Tento spôsob sa vyznačuje vysokou presnosťou, ale na jeho realizáciu nie sú vždy podmienky. Nie všade sú priame úseky, niekedy nie je možné pripraviť dva otvory na merania. A navyše, na realizáciu tohto spôsobu je potrebných niekoľko ľudí: jeden musí vykonávať merania, druhý držať rebrík a tak ďalej.

Vzhľadom na všetky uvedené skutočnosti, ak potrebujete dosiahnuť rýchly a presný výsledok bez vynaloženia zbytočného úsilia – použite bolometer.

Merania na ventilačnej mriežke

Na vykonávanie kontrolno-meracích operácií podľa tejto metodiky sa používa termoanemometer s obežným kolesom s priemerom 60 až 100 mm. Obežné koleso by malo byť porovnateľné s rozmermi mriežky.

Termoanemometer je multifunkčný prístroj, ktorý možno použiť nielen na meranie rýchlosti vzduchu, ale aj na meranie ďalších parametrov. Takéto zariadenie bude v domácnosti veľmi užitočné. Pri kúpe termoanemometra je vhodné zvoliť prístroj, ktorý ponúka funkciu analýzy a dokumentovania údajov.

Táto metóda zaručuje vysokú presnosť výsledkov, pričom počet vykonávaných meraní je minimálny. Na zabezpečenie prístupu k ťažko dostupným miestam možno použiť špeciálny predlžovací nástavec alebo teleskopickú sondu.

Merania vo vzduchovode

Na vykonanie meraní sa používa špeciálne vytvorený pracovný otvor v stene kanála vzduchovodu.

Je dôležité dodržať nasledujúce podmienky:

• veľkosť prierezu tohto otvoru musí presne zodpovedať priemeru sondy;
• Miesto na merania treba starostlivo vyberať. Otvor sa vŕta iba na rovnom úseku, ktorého dĺžka musí byť aspoň 5 priemerov vzduchovodu. Otvor treba umiestniť tak, aby vzdialenosť pred ním bola 3 priemery a za ním 2 priemery rúry.

V prípade vykonávania meraní vo vnútri vzduchovodu je potrebné použiť prístroj s lopatkovým kolieskom s priemerom 16 až 25 mm. Ak je vzduchovod umiestnený vysoko, na pomoc príde teleskopická sonda alebo predlžovací nástavec.

Pravidlá používania meracích zariadení

Pri meraní rýchlosti prúdu vzduchu a jeho prietoku v systéme vetrania a klimatizácie je potrebný správny výber prístrojov a dodržiavanie nasledujúcich pravidiel ich používania.

To umožní získať presné výsledky výpočtu vzduchovodu, ako aj vytvoriť objektívny obraz systému vetrania.

Na zaznamenanie priemerných hodnôt prietoku je potrebné vykonať niekoľko meraní. Ich počet závisí od priemeru rúry alebo od veľkosti strán, ak je kanál obdĺžnikového tvaru.

Dodržiavajte teplotný režim uvedený v návode na prístroj. Tiež dbajte na polohu senzora sondy. Musí byť vždy orientovaný presne proti prúdu vzduchu.

Ak sa toto pravidlo nedodrží, výsledky meraní budú skreslené. Čím väčšia bude odchýlka senzora od ideálnej polohy, tým vyššia bude chyba.

Závery a užitočné video k téme

Zabezpečenie vetrania domu:

Preto je veľmi dôležité dodržiavať pravidlá vykonávania meraní, pretože aj najmenšia chyba môže ovplyvniť výsledky výpočtov.

Správne výpočty vzduchovodu umožnia zvoliť optimálnu konfiguráciu a potrebné komponenty, a teda bude zabezpečené nepretržité a efektívne fungovanie vetrania.

Ak máte otázky alebo môžete doplniť materiál o cenné informácie, zanechajte svoje komentáre, podeľte sa o skúsenosti. Blok na komunikáciu sa nachádza pod článkom.