První způsob je klasický, viz obrázek 8
1. Procesy úpravy venkovního vzduchu:
- ohřev venkovního vzduchu v ohřívači 1. topení;
- zvlhčování podle adiabatického cyklu;
- topení v ohřívači 2. topení.
2. Z bodu s parametry venkovního vzduchu - (•) H nakreslíme čáru konstantního obsahu vlhkosti - dH = konst.
Tato linie charakterizuje proces ohřevu venkovního vzduchu v ohřívači 1. topení. Konečné parametry venkovního vzduchu po zahřátí budou stanoveny v bodě 8.
3. Z bodu s parametry přiváděného vzduchu - (•) P vedeme čáru konstantní vlhkosti d. ObrP = konst, dokud se neprotne s čárou relativní vlhkosti φ = 90 % (tuto relativní vlhkost stabilně zajišťuje irigační komora s adiabatickým zvlhčováním).
Bod - (•) O dostaneme s parametry zvlhčeného a chlazeného přiváděného vzduchu.
4. Bodem - (•) O vedeme přímku izotermy - tÓ = konst až k průsečíku s teplotní stupnicí.
Hodnota teploty v bodě - (•) O se blíží 0°C. Ve stříkací kabině se proto může tvořit mlha.
5. Proto v pásmu optimálních parametrů vnitřního vzduchu v místnosti je nutné zvolit jiný bod vnitřního vzduchu - (•) B1 se stejnou teplotou - tV 1 = 22°С, ale s vyšší relativní vlhkostí - φV 1 = 55%.
V našem případě jde o (•) B1 byla vzata s nejvyšší relativní vlhkostí ze zóny optimálních parametrů. V případě potřeby je možné akceptovat střední relativní vlhkost z pásma optimálních parametrů.
6. Podobně jako v bodě 3. Z bodu s parametry přiváděného vzduchu - (•) P1 nakreslete čáru konstantního obsahu vlhkosti dP1 = konst k průsečíku s přímkou relativní vlhkosti φ = 90 % .
Dostáváme bod - (•) O1 s parametry zvlhčovaného a chlazeného přiváděného vzduchu.
7. Přes bod - (•) O1 nakreslit izotermickou přímku - tO1 = konst až k průsečíku s teplotní stupnicí a odečtěte číselnou hodnotu teploty zvlhčeného a ochlazeného vzduchu.
Důležitá poznámka!
Minimální hodnota konečné teploty vzduchu pro adiabatické zvlhčování by měla být v rozmezí 5 ÷ 7°C.
8. Z bodu s parametry přiváděného vzduchu - (•) P1 nakreslíme čáru konstantního obsahu tepla - JP1 = konst k průsečíku s přímkou konstantní vlhkosti venkovního vzduchu - bod (•) H - dH = konst.
Dostáváme bod - (•) K1 s parametry ohřátého venkovního vzduchu v ohřívači 1. topení.
9. Procesy úpravy venkovního vzduchu na J-d diagramu budou znázorněny následujícími řádky:
- NK linka1 - proces ohřevu přiváděného vzduchu v ohřívači 1. ohřevu;
- řádek K1Ó1 – proces zvlhčování a chlazení ohřátého vzduchu v zavlažovací komoře;
- řádek O1P1 — proces ohřevu zvlhčeného a ochlazeného přívodního vzduchu v 2. topném tělese.
10. Upravený venkovní přiváděný vzduch s parametry v bodě - (•) P1 vstupuje do místnosti a asimiluje přebytečné teplo a vlhkost podél procesního paprsku - linie P1PROTI1. V důsledku zvýšení teploty vzduchu podél výšky místnosti - grad t. Parametry vzduchu se mění. Proces změny parametrů probíhá podél procesního paprsku až k bodu vycházejícího vzduchu - (•)1.
11. Požadované množství přiváděného vzduchu k asimilaci přebytečného tepla a vlhkosti v místnosti je určeno vzorcem
12. Potřebné množství tepla pro ohřev venkovního vzduchu v 1. předehřívači
Q1 = GAJ(JK1 —JH) = GAJ(tK1 — tH), kJ/h
13. Požadované množství vlhkosti pro zvlhčení přiváděného vzduchu do zavlažovací komory
W=GAJ(dO1 - dK1g/h
14. Potřebné množství tepla pro ohřev zvlhčeného a ochlazeného přívodního vzduchu v 2. předehřívači
Q2 = GAJ(JP1 —JO1) = GAJ x C(tP1 — tO1), kJ/h
Hodnota měrné tepelné kapacity vzduchu C se bere:
C = 1,005 kJ/(kg x °C).
Pro získání tepelného výkonu ohřívačů 1. a 2. ohřevu v kW je nutné změřit Q1 a Q2 v jednotkách kJ/h děleno 3600.
Schematické schéma úpravy přiváděného vzduchu v chladném období - HP, pro 1. způsob - klasický, viz obrázek 9.
Video o výpočtu ventilace
Užitečné informace o principech fungování ventilačního systému jsou obsaženy v tomto videu:
Spolu s odpadním vzduchem odchází z domova i teplo. Zde jsou názorně demonstrovány výpočty tepelných ztrát spojených s provozem vzduchotechnického systému:
Správný výpočet větrání je základem jeho úspěšného fungování a zárukou příznivého mikroklimatu v domě či bytě. Znalost základních parametrů, na kterých jsou takové výpočty založeny, umožní nejen správně navrhnout ventilační systém během výstavby, ale také opravit jeho stav, pokud se změní okolnosti.
V souladu s hygienickými normami a pravidly pro organizaci prostor, domácích i průmyslových, platných na území Ruské federace, musí být zajištěny optimální parametry mikroklimatu. Rychlosti ventilace regulují takové ukazatele, jako je teplota vzduchu, relativní vlhkost, rychlost vzduchu v místnosti a intenzita tepelného záření. Jedním z prostředků k zajištění optimálních charakteristik mikroklimatu je větrání. V současné době bude organizování systému výměny vzduchu „od oka“ nebo „přibližně“ zásadně špatné a dokonce škodlivé pro zdraví. Při uspořádání ventilačního systému je výpočet klíčem k jeho správnému fungování.
V obytných budovách a bytech je výměna vzduchu často zajišťována přirozeným větráním. Takové větrání lze realizovat dvěma způsoby – bezpotrubní a potrubní. V prvním případě se výměna vzduchu provádí při větrání místnosti a přirozené infiltraci vzduchových hmot přes štěrbiny dveří a oken a póry stěn. V tomto případě není možné vypočítat větrání místnosti, tato metoda se nazývá neorganizovaná, má nízkou účinnost a je doprovázena významnými tepelnými ztrátami.
Druhým způsobem je umístění vzduchovodů do stěn a stropů kanálů, kterými dochází k výměně vzduchu. Většina bytových domů postavených ve 30-80 letech 20. století je vybavena systémem odvětrávání s přirozenou indukcí. Výpočet odsávací ventilace se omezuje na stanovení geometrických parametrů vzduchovodů, které by zajistily přístup k požadovanému množství vzduchu v souladu s GOST 30494-96 „Obytné a veřejné budovy. Parametry vnitřního mikroklimatu.
Ve většině veřejných prostor a průmyslových budov může dostatečnou výměnu vzduchu zajistit pouze organizace větrání s mechanickou indukcí pohybu vzduchu.
Výpočet průmyslové ventilace lze svěřit pouze kvalifikovanému odborníkovi. Projektant větrání provede potřebné výpočty, vypracuje projekt a schválí jej v příslušných organizacích. Vypracují také dokumentaci větrání.
Návrh větrání a klimatizace je zaměřen na zadání zadavatele. Aby bylo možné vybrat zařízení pro systém výměny vzduchu s optimálními charakteristikami, které splňují stanovené podmínky, jsou pomocí specializovaných počítačových programů provedeny následující výpočty.
Příklady výpočtů objemu výměny vzduchu
Chcete-li provést výpočet ventilačního systému podle násobnosti, musíte nejprve vytvořit seznam všech místností v domě, zapsat jejich plochu a výšku stropu. Například hypotetický dům má následující místnosti:
- Ložnice - 27 m2;
- Obývací pokoj - 38 m2;
- Skříň - 18 m2;
- Dětský pokoj - 12 m2;
- Kuchyně - 20 m2;
- Koupelna - 3 m2;
- Koupelna - 4 m2;
- Chodba - 8 m2.
Vzhledem k tomu, že výška stropu ve všech místnostech je tři metry, vypočítáme odpovídající objemy vzduchu:
- Ložnice - 81 metrů krychlových;
- Obývací pokoj - 114 metrů krychlových;
- Skříň - 54 metrů krychlových;
- Dětský pokoj - 36 metrů krychlových;
- Kuchyň - 60 metrů krychlových;
- Koupelna - 9 metrů krychlových;
- Koupelna - 12 metrů krychlových;
- Chodba - 24 metrů krychlových.
Nyní pomocí výše uvedené tabulky musíte vypočítat ventilaci místnosti s přihlédnutím k rychlosti výměny vzduchu a zvýšit každý indikátor na hodnotu, která je násobkem pěti:
- Ložnice - 81 metrů krychlových * 1 = 85 metrů krychlových;
- Obývací pokoj - 38 m2. * 3 = 115 metrů krychlových;
- Skříň - 54 metrů krychlových. * 1 = 55 metrů krychlových;
- Dětské - 36 metrů krychlových. * 1 = 40 metrů krychlových;
- Kuchyň - 60 metrů krychlových. - ne méně než 90 metrů krychlových;
- Koupelna - 9 metrů krychlových. ne méně než 50 metrů krychlových;
- Koupelna - 12 metrů krychlových. ne méně než 25 metrů krychlových
V tabulce nejsou žádné informace o normách pro chodbu, takže údaje pro tuto malou místnost nejsou ve výpočtu zohledněny. Pro hotel byl proveden výpočet na plochu s přihlédnutím k normě tři metry krychlové. metrů na každý metr čtvereční. Nyní musíte samostatně shrnout informace pro místnosti, ve kterých je přiváděn vzduch, a samostatně pro místnosti, kde jsou instalována odsávací ventilační zařízení.
Celkem: 295 metrů krychlových za hodinu
Kuchyň - 60 metrů krychlových. - ne méně než 90 metrů krychlových / h;
Celkem: 165 m3/h
Nyní byste měli porovnat přijaté částky. Je zřejmé, že požadovaný přítok převyšuje výfuk o 130 m3/h (295 m3/h-165 m3/h). Pro odstranění tohoto rozdílu je nutné zvýšit objem výměny vzduchu přes digestoř, například zvýšením ukazatelů v kuchyni. Po úpravě budou výsledky výpočtu vypadat takto:
Objem výměny vzduchu přítokem:
- Ložnice - 81 metrů krychlových * 1 = 85 m3/h;
- Obývací pokoj - 38 m2. * 3 = 115 metrů krychlových / h;
- Skříň - 54 metrů krychlových. * 1 = 55 m3/h;
- Dětské - 36 metrů krychlových. * 1 = 40 m3/h;
Celkem: 295 metrů krychlových za hodinu
Objem výměny odpadního vzduchu:
- Kuchyň - 60 metrů krychlových. - 220 metrů krychlových / h;
- Koupelna - 9 metrů krychlových. ne méně než 50 metrů krychlových / h;
- Koupelna - 12 metrů krychlových. ne méně než 25 metrů krychlových / h.
Celkem: 295 m3/h
Objemy přítoku a výfuku jsou stejné, což splňuje požadavky na výpočet výměny vzduchu násobkem.
Výpočet výměny vzduchu v souladu s hygienickými normami je mnohem jednodušší. Předpokládejme, že výše diskutovaný dům je trvale obýván dvěma osobami a další dvě se v prostorách zdržují nepravidelně. Výpočet se provádí samostatně pro každý pokoj v souladu s normou 60 metrů krychlových na osobu pro stálé obyvatele a 20 metrů krychlových za hodinu pro dočasné návštěvníky:
- Ložnice - 2 osoby * 60 = 120 metrů krychlových / hodinu;
- Skříň - 1 osoba. * 60 \u003d 60 metrů krychlových za hodinu;
- Obývací pokoj 2 osoby * 60 + 2 osoby * 20 = 160 metrů krychlových za hodinu;
- Dětská 1 os. * 60 \u003d 60 metrů krychlových za hodinu.
Celkový přítok - 400 metrů krychlových za hodinu.
Neexistují žádná přísná pravidla pro počet stálých a přechodných obyvatel domu, tato čísla se určují na základě skutečné situace a zdravého rozumu. Digestoř je vypočtena podle norem uvedených v tabulce výše a je zvýšena na celkovou rychlost přítoku:
- Kuchyň - 60 metrů krychlových. - 300 metrů krychlových / h;
- Koupelna - 9 metrů krychlových. ne méně než 50 metrů krychlových / h;
Celkem pro digestoř: 400 metrů krychlových/h.
Zvýšená výměna vzduchu pro kuchyň a koupelnu. Nedostatečný objem odsávání lze rozdělit mezi všechny místnosti, ve kterých je instalována odsávací ventilace, nebo lze tento ukazatel zvýšit pouze pro jednu místnost, jak bylo provedeno při výpočtu násobkem.
V souladu s hygienickými normami se výměna vzduchu počítá podobným způsobem. Řekněme, že plocha domu je 130 m2. Pak by výměna vzduchu přes přítok měla být 130 m2 * 3 kubické metry / hod = 390 kubických metrů / hod. Zbývá rozdělit tento objem do místností podle digestoře, například takto:
- Kuchyň - 60 metrů krychlových. - 290 metrů krychlových / h;
- Koupelna - 9 metrů krychlových. ne méně než 50 metrů krychlových / h;
- Koupelna - 12 metrů krychlových. ne méně než 50 metrů krychlových/h.
Celkem pro digestoř: 390 metrů krychlových/h.
Bilance výměny vzduchu je jedním z hlavních ukazatelů při navrhování ventilačních systémů. Na základě těchto informací se provádějí další výpočty.
Druhá možnost.
(Viz obrázek 4).
Absolutní vlhkost vzduchu nebo obsah vlhkosti venkovního vzduchu - dH"B", menší vlhkost přiváděného vzduchu - dP
dH"B" P g/kg.
1. V tomto případě je nutné venkovní přiváděný vzduch - (•) H na J-d diagramu ochladit na teplotu přiváděného vzduchu.
Proces chlazení vzduchu v povrchovém chladiči vzduchu na J-d diagramu bude znázorněn přímkou VUT.K procesu dojde při poklesu obsahu tepla - entalpie, poklesu teploty a zvýšení relativní vlhkosti vnějšího přiváděného vzduchu. Obsah vlhkosti vzduchu přitom zůstává nezměněn.
2. Abychom se dostali z bodu - (•) O, s parametry ochlazeného vzduchu do bodu - (•) P, s parametry přiváděného vzduchu, je nutné vzduch zvlhčit párou.
Teplota vzduchu přitom zůstává nezměněna - t = konst a děj na J-d diagramu bude znázorněn přímkou - izotermou.
Schematické schéma úpravy přiváděného vzduchu v teplé sezóně - TP, pro 2. možnost, případ a, viz obrázek 5.
(Viz obrázek 6).
Absolutní vlhkost vzduchu nebo vlhkost venkovního vzduchu - dH"B", vyšší obsah vlhkosti v přiváděném vzduchu - dP
dH"B" > dP g/kg.
1. V tomto případě je nutné „hluboce“ ochladit přiváděný vzduch. To znamená, že proces chlazení vzduchem na J - d diagramu bude zpočátku znázorněn přímkou s konstantním obsahem vlhkosti - dH \u003d const, nakreslený z bodu s parametry venkovního vzduchu - (•) H, k průsečíku s čárou relativní vlhkosti - φ \u003d 100%. Výsledný bod se nazývá - rosný bod - T.R. venkovní vzduch.
2. Dále bude proces ochlazování z rosného bodu probíhat po linii relativní vlhkosti φ = 100 % ke konečnému bodu ochlazování - (•) O. Číselná hodnota obsahu vlhkosti vzduchu z bodu (•) O je rovna číselné hodnotě obsahu vlhkosti vzduchu v místě přítoku - (•) P .
3. Dále je nutné ohřát vzduch z bodu - (•) O, do bodu přívodního vzduchu - (•) P. Proces ohřevu vzduchu bude probíhat při konstantním obsahu vlhkosti.
Schematické schéma úpravy přiváděného vzduchu v teplé sezóně - TP, pro 2. možnost, případ b, viz obrázek 7.
Určení výkonu ohřívače
Normy návrhu větrání naznačují, že v chladném období se vzduch vstupující do místnosti musí zahřát na nejméně +18 stupňů Celsia. Přívodní a odtahové větrání využívá k ohřevu vzduchu ohřívač. Kritériem pro výběr ohřívače je jeho výkon, který závisí na výkonu ventilace, teplotě na výstupu z potrubí (obvykle +18 stupňů) a nejnižší teplotě vzduchu v chladném období (pro střední Rusko -26 stupňů).
Různé modely ohřívačů lze připojit k síti s 3 nebo 2 fázovým napájením. V obytných prostorách se obvykle používá 2fázová síť a pro průmyslové budovy se doporučuje použít 3fázovou síť, protože v tomto případě je hodnota pracovního proudu menší. 3-fázová síť se používá v případech, kdy výkon ohřívače přesahuje 5 kW. Pro obytné prostory se používají ohřívače o výkonu 1 až 5 kW a pro veřejné a průmyslové prostory je vyžadován větší výkon. Při výpočtu ventilace vytápění musí být výkon ohřívače dostatečný k zajištění ohřevu vzduchu alespoň na +44 stupňů.
Typy výměny vzduchu používané v průmyslových podnicích
Průmyslové ventilační systémy
Bez ohledu na typ výroby jsou v každém podniku kladeny poměrně vysoké požadavky na kvalitu ovzduší. Existují normy pro obsah různých částic. Aby byly plně v souladu s požadavky hygienických norem, byly vyvinuty různé typy ventilačních systémů. Kvalita vzduchu závisí na typu použité výměny vzduchu. V současné době se ve výrobě používají tyto typy ventilace:
- provzdušňování, tedy celkové větrání přírodním zdrojem. Reguluje výměnu vzduchu v celé místnosti. Používá se pouze ve velkých průmyslových prostorách, například v dílnách bez vytápění. Jedná se o nejstarší typ větrání, v současnosti se používá stále méně, neboť špatně zvládá znečištění ovzduší a není schopen regulovat teplotu;
- lokální extrakt, používá se v průmyslových odvětvích, kde jsou lokální zdroje emisí škodlivých, znečišťujících a toxických látek. Instaluje se v bezprostřední blízkosti míst uvolnění;
- přívodní a odtahové větrání s umělou indukcí, slouží k regulaci výměny vzduchu na velkých plochách, v dílnách, v různých místnostech.
Výpočet potrubní sítě
U místností, kde bude instalována potrubní ventilace, spočívá výpočet vzduchovodů ve stanovení požadovaného provozního tlaku ventilátoru s přihlédnutím ke ztrátám, rychlosti proudění vzduchu a přípustné hlučnosti.
Tlak proudění vzduchu je vytvářen ventilátorem a je určen jeho technickými vlastnostmi. Tato hodnota závisí na geometrických parametrech potrubí (kulatý nebo obdélníkový průřez), jeho délce, počtu závitů sítě, přechodech, rozdělovačích. Čím vyšší je výkon, který dodává větrání, a tím i provozní tlak, tím větší je rychlost vzduchu v potrubí. S rostoucí rychlostí proudění vzduchu se však zvyšuje hladina hluku. Je možné snížit rychlost a hladinu hluku použitím vzduchovodů o větším průměru, což není vždy možné v obytných prostorách. Aby se člověk cítil příjemně, měla by se rychlost vzduchu v místnosti pohybovat v rozmezí od 2,5 do 4 m/s a hlučnost 25 dB.
Příklad výpočtu větrání můžete udělat pouze v případě, že máte parametry místnosti a zadání. Specializované firmy, které často také provádějí projektování a montáž ventilace, mohou poskytnout pomoc při provádění předběžných výpočtů, kvalifikovaně poradit a vypracovat příslušné dokumenty.
Před nákupem zařízení je nutné vypočítat a navrhnout ventilační systémy. Při výběru zařízení pro ventilační systém stojí za zvážení následující charakteristiky
- Vzduchová účinnost a výkon;
- Výkon ohřívače;
- Pracovní tlak ventilátoru;
- Průtok vzduchu a průměr potrubí;
- Maximální šumové číslo;
vzduchový výkon.
Výpočet a návrh ventilačního systému musí začít výpočtem požadované produktivity vzduchu (metr krychlový / hodinu). Abyste správně vypočítali výkon, potřebujete podrobný plán budovy nebo místnosti pro každé patro s vysvětlením typu místnosti a jejího účelu a také oblasti. Začnou počítat měřením potřebného výměnného poměru vzduchu, který ukazuje, kolikrát se vzduch v místnosti za hodinu vymění. Takže pro místnost o celkové ploše 100 m2, výška stropů je 3 m (objem 300 m3), jedna výměna vzduchu je 300 metrů krychlových za hodinu. Požadovaný kurz výměny vzduchu je určen typem využití prostor (obytné, administrativní, průmyslové), počtem lidí, kteří se tam zdržují, výkonem topných zařízení a dalších zařízení generujících teplo a je uveden v SNiP. Obvykle stačí jedna výměna vzduchu pro obytné prostory, dvě nebo tři výměny vzduchu jsou optimální pro kancelářské budovy.
1. Uvažujeme frekvenci výměny vzduchu:
L=n* S*H, hodnoty n - směnný kurz vzduchu: pro domácí prostory n = 1, pro administrativní prostory n = 2,5; S - celková plocha, metry čtvereční; H - výška stropu, metry;
2. Výpočet výměny vzduchu podle počtu osob: L = N * L normy, hodnoty L - požadovaný výkon přívodního ventilačního systému, kubické metry za hodinu; N - počet osob v místnosti; L normy - množství spotřebovaného vzduchu jednou osobou: a) Minimální fyzická aktivita - 20 m3/h; b) Průměr - 40 m3/h; c) Intenzivní — 60 m3/h.
Po výpočtu požadované výměny vzduchu začneme s výběrem ventilačního zařízení vhodného výkonu. Je třeba mít na paměti, že v důsledku odporu potrubní sítě se snižuje efektivita práce. Vztah mezi výkonem a celkovým tlakem je snadno rozpoznatelný z ventilačních charakteristik uvedených v technickém popisu.Například: 30 m dlouhá potrubní síť s jednou ventilační mřížkou vytváří snížení tlaku o přibližně 200 Pa.
- Pro obytné prostory - od 100 do 500 m3 / h;
- Pro soukromé domy a chaty - od 1000 do 2000 m3/h;
- Pro administrativní prostory - od 1000 do 10000 m3/h.
Výkon ohřívače.
Ohřívač v případě potřeby ohřívá venkovní studený vzduch v přívodním ventilačním systému. Výkon ohřívače se vypočítává podle takových údajů, jako jsou: výkon větrání, požadovaná teplota vnitřního vzduchu a minimální teplota venkovního vzduchu. Druhý a třetí indikátor nastavuje SNiP. Teplota vzduchu v místnosti by neměla klesnout pod +18 °C. Za nejnižší teplotu vzduchu pro Moskevskou oblast se považuje -26 °C. Topidlo na maximální výkon by tedy mělo ohřát proud vzduchu o 44 °C. Mrazy v moskevské oblasti jsou zpravidla vzácné a rychle procházejí, v napájecích ventilačních systémech je možné instalovat ohřívače s menším než vypočítaným výkonem. Systém musí mít regulátor otáček ventilátoru.
Při výpočtu výkonu ohřívače je důležité vzít v úvahu: 1. Jednofázové nebo třífázové elektrické napětí (220 V) nebo (380 V)
Pokud je jmenovitý výkon ohřívače vyšší než 5 kW, je vyžadováno třífázové napájení.
2. Maximální spotřeba energie. Elektřinu spotřebovanou ohřívačem lze vypočítat podle vzorce: I \u003d P / U, ve kterém I je maximální spotřeba elektřiny, A; U je síťové napětí (220 V - jedna fáze, 660 V - tři fáze);
Teplotu, na kterou může ohřívač daného výkonu ohřát proud přiváděného vzduchu, lze vypočítat pomocí vzorce: W;L je výkon ventilačního systému, m3/h.
Standardní indikátory výkonu ohřívače jsou 1 - 5 kW pro bytové prostory, od 5 do 50 kW pro administrativní prostory. Pokud není možné provozovat elektrický ohřívač, je optimální instalovat ohřívač vody, který jako nosič tepla využívá vodu z ústředního nebo individuálního topného systému.
Teplé období roku TP.
1. Při klimatizaci v teplém období roku - TP se zpočátku berou optimální parametry vnitřního vzduchu v pracovní oblasti areálu:
tPROTI = 20 ÷ 22 °C; φPROTI = 40 ÷ 65%.
2. Hranice optimálních parametrů při kondicionování jsou vyneseny do J-d diagramu (viz obrázek 1).
3. Pro dosažení optimálních parametrů vnitřního vzduchu v pracovní oblasti areálu v teplém období roku - TP je nutné chlazení venkovního přiváděného vzduchu.
4. Při výskytu přebytků tepla v místnosti v teplém období roku - TP a také s ohledem na ochlazování přiváděného vzduchu je vhodné volit nejvyšší teplotu z pásma optimálních parametrů
tPROTI = 22 °C
a nejvyšší relativní vlhkost vnitřního vzduchu v pracovní oblasti místnosti
φPROTI = 65%.
Dostaneme na J-d diagramu bod vnitřního vzduchu - (•) B.
5. Sestavíme tepelnou bilanci místnosti za teplé období roku - TP:
- citelné teplo ∑QTPJSEM
- celkovým teplem ∑QTPP
6. Vypočítejte proudění vlhkosti do místnosti
∑W
7. Tepelné napětí místnosti určíme podle vzorce:
kde: V je objem místnosti, m3.
8. Na základě velikosti tepelného namáhání zjistíme gradient nárůstu teploty po výšce místnosti.
Gradient teploty vzduchu po výšce prostor veřejných a občanských budov.
Tepelné napětí místnosti QJSEM/PROTIpom. | gradt, °C | |
---|---|---|
kJ/m3 | W/m3 | |
Přes 80 | Přes 23 | 0,8 ÷ 1,5 |
40 ÷ 80 | 10 ÷ 23 | 0,3 ÷ 1,2 |
Méně než 40 | Méně než 10 | 0 ÷ 0,5 |
a vypočítat teplotu odpadního vzduchu
tY = tB + grad t (H - hr.z.), ºС
kde: H je výška místnosti, m; hr.z. — výška pracovní plochy, m.
9. Pro asimilaci je teplota přiváděného vzduchu tP akceptujeme o 4 ÷ 5ºС nižší než je teplota vnitřního vzduchu - tPROTI, v pracovním prostoru místnosti.
10.Určíme číselnou hodnotu poměru tepla a vlhkosti
11. Na Jd diagramu spojíme bod 0,0 °C teplotní stupnice přímkou s číselnou hodnotou poměru tepla a vlhkosti (pro náš příklad bereme číselnou hodnotu poměru tepla a vlhkosti jako 3 800 ).
12. Na J-d diagramu nakreslíme izotermu napájení - tP, s číselnou hodnotou
tP = tPROTI -5, ° С.
13. Na J-d diagramu nakreslíme izotermu vystupujícího vzduchu s číselnou hodnotou vystupujícího vzduchu - tNanajdete v bodě 8.
14. Bodem vnitřního vzduchu - (•) B vedeme přímku, která je rovnoběžná s přímkou poměru tepla a vlhkosti.
15. Průsečík této přímky, který se bude nazývat paprsek procesu
s izotermami přiváděného a odváděného vzduchu - tP a tNa určuje na J-d diagramu bod přiváděného vzduchu - (•) P a bod odváděného vzduchu - (•) U.
16. Určete výměnu vzduchu celkovým teplem
a výměna vzduchu pro asimilaci přebytečné vlhkosti
Princip výpočtu při výběru PES s výměníkem tepla
V obou případech očekáváme přibližně stejné výpočty. V „čelu tabulky“ je výkon nebo spotřeba vzduchu. Produktivita - množství vzduchu prošlého za jednotku času. Měřeno v krychli. m/hod. Pro volbu tohoto ukazatele spočítáme objem vzduchu ve větraných místnostech a připočteme 20 % (pro odpor filtrů, mřížek). Odpor vestavěného výměníku tepla je již zohledněn v pasových údajích jednotky.
Pozornost! Při samostatném výpočtu by zaokrouhlování a tolerance měly být prováděny se zvýšením směrem k okraji (výkon, produktivita, objem). Vezměme si příklad venkovského domu se stropy 2,4 m, 2 ložnice (každá 12 m 2), obývací pokoj (20 m 2), koupelna (6 m 2) a kuchyně (12 m 2)
Vezměme si příklad venkovského domu se stropy 2,4 m, 2 ložnice (každá 12 m 2), obývací pokoj (20 m 2), koupelna (6 m 2) a kuchyně (12 m 2).
Celkový objem vzduchu: (2 x 12 + 20 + 6 + 12) x 2,4 = 148,8
, přijmout 150 m
3 .
Poznámka.
Volba výkonnější instalace je opodstatněná, pokud je možné zvětšit plochu areálu a zvýšit zdroje jednotky.
Vzduchotechnické jednotky s vestavěnými výměníky tepla
Indikátor | PES model | |||||
VUT 200 G mini | VUT 400 EH EC ECO | Dantex DV-350E | DAIKIN VAM350FA | |||
Výrobce | VENTS, Ukrajina | VENTS, Ukrajina | VENTS, Ukrajina | Dantex, Anglie | Daikin, Japonsko | Daitherm, Dánsko |
Produktivita, m 3 / hod | 100 | 200 | 450 | 350 | 350 | 520 |
86 | 116 | 300 | 140 | 200 | 350 | |
Typ výměníku tepla | Talíře, papír | Desky, hliníkové | Protiproud, polystyren | Protiproud, polymer | Protiproud, hliník | Talíře, bimetalové |
68 | 85 | 98 | 88 | 92 | 95 | |
Poznámka | Hrubé filtry | Filtry G4, volitelný ohřev | Filtry G4, F7, ohřívač | 3 provozní režimy, filtry | Plně automatické, vyměnitelné filtry | Plně automatická, pokojová verze |
cena, rub. | 13800 | 16500 | 20800 | 32200 | 61700 | 85600 |
Pro ty, kteří v zásadě dělají vše vlastníma rukama, se výpočty výkonu systému budou týkat ventilátorů zabudovaných do kanálů. Jejich výkon by měl být spočítán již při návrhu (výpočtu) kanálů v závislosti na objemu vzduchu. Pro výběr vhodného výměníku vypočítáme celkový výkon ventilátorů pracujících pro přítok do výměníku a odečteme 25 % (pro odpor systému, proměnný průřez a synchronní provoz). Na každém vstupu a výstupu výměníku tepla musí být také instalován jeden potrubní ventilátor.
Pro náš příklad:
Tovární výměníky tepla
Otázka
: Co znamenají čísla 40-20 v označení továrních rekuperátorů?
Odpovědět:
Rozměry vstupních a výstupních kanálů v milimetrech. 40-20 - minimální rozměry továrních výměníků tepla.
Při instalaci takového zařízení na chladném místě, například v podkroví, nezapomeňte, že ono a vzduchové kanály by měly být izolovány.
Dalším typem rekuperátorů jsou autonomní kanálové výměníky tepla. Říká se jim také ventilátory. Tato zařízení obsluhují pouze jednu místnost a patří do tzv. decentralizovaného systému větrání. Nevyžadují výpočty, stačí vybrat model pro objem místnosti.
Vzduchové ventilátory
Indikátor | Model potrubního ventilátoru | ||||
PRANA-150 | VENTILACE TWINFRESH R-50/RA-50 | O'ERRE TEMPERO | MARLEY MENV 180 | SIEGENIA AEROLIFE | |
Výrobce | Ukrajina | Ukrajina | Itálie | Německo | Německo |
Produktivita, m 3 / hod | až 125 | 60 | 62 | 68 | 45 |
Spotřebovaná energie (bez ohřívače), W | 7-32 | 3-12 | 12-32 | 3,5-18 | 8,5 |
Typ výměníku tepla | Desky, polymer | Talíře, bimetalové | Kanál, hliník | Talíře, bimetalové | Kanál, bimetal |
Účinnost rekuperace až % | 67 | 58 | 65 | 70 | 55 |
Poznámka | Dálkové ovládání, "zimní start" | 4 režimy, 2 filtry | 32 dB, 5 režimů | 40 dB, filtry G4 | Synth. filtr, 54 dB |
cena, rub. | 9 300 | 10200 | 14000 | 24500 | 43200 |
Vitalij Dolbinov, rmnt.ru
Jak vybrat úsek potrubí
Větrací systém, jak víte, může být potrubní nebo bezpotrubní. V prvním případě musíte vybrat správnou část kanálů. Pokud se rozhodnete instalovat konstrukce s obdélníkovým průřezem, pak by se poměr jeho délky a šířky měl blížit 3:1.
Délka a šířka obdélníkového potrubí by měla být tři ku jedné, aby se snížil hluk
Rychlost pohybu vzdušných mas po hlavní dálnici by měla být asi pět metrů za hodinu a na větvích až tři metry za hodinu. To zajistí, že systém bude pracovat s minimálním množstvím hluku. Rychlost pohybu vzduchu do značné míry závisí na ploše průřezu potrubí.
Pro výběr rozměrů konstrukce můžete použít speciální výpočetní tabulky. V takové tabulce je třeba vybrat objem výměny vzduchu vlevo, například 400 metrů krychlových za hodinu, a nahoře vybrat hodnotu rychlosti - pět metrů za hodinu. Poté musíte najít průsečík vodorovné čáry pro výměnu vzduchu se svislou čárou pro rychlost.
Pomocí tohoto diagramu se vypočítá průřez potrubí pro potrubní ventilační systém. Rychlost pohybu v hlavním kanálu by neměla překročit 5 km/h
Z tohoto průsečíku se vede čára dolů ke křivce, ze které lze určit vhodný řez. Pro obdélníkové potrubí to bude hodnota plochy a pro kulaté potrubí to bude průměr v milimetrech. Nejprve se provedou výpočty pro hlavní potrubí a poté pro větve.
Výpočty se tedy provádějí, pokud je v domě plánováno pouze jedno výfukové potrubí. Pokud se plánuje instalace několika výfukových kanálů, musí se celkový objem výfukového potrubí vydělit počtem potrubí a poté by měly být výpočty provedeny podle výše uvedeného principu.
Tato tabulka umožňuje zvolit průřez potrubí pro ventilaci potrubí s přihlédnutím k objemu a rychlosti pohybu vzduchových hmot
Kromě toho existují specializované výpočtové programy, pomocí kterých můžete takové výpočty provádět. Pro byty a obytné budovy mohou být takové programy ještě pohodlnější, protože poskytují přesnější výsledek.
Ohřívač
Výpočet ohřívače pro systém P1:
Spotřeba tepla na ohřev vzduchu, W:
,(4.1)
kde L je průtok vzduchu ohřívačem, m3/h;
— hustota venkovního vzduchu, kg/m3; =kg/m3;
tn= оС; (podle parametrů B v chladném období);
tNa оС je teplota přiváděného vzduchu;
Cp \u003d 1,2 - tepelná kapacita vzduchu, kJ / kg K;
út
Určete požadovanou volnou plochu, m2, instalace vzduchového vytápění vzduchem:
(4.2)
kde je stejné jako ve vzorci (4.1);
- hmotnostní rychlost vzduchu (doporučuje se odebírat v rozmezí 6-10 kg/m2.s.
m2.
Podle pasových údajů /7/ se volí počet a počet (instalovaných paralelně podél proudu vzduchu) ohřívačů, u kterých se celková hodnota volných průřezů vzduchu f, m2 přibližně rovná požadované fґ.
Současně plocha topné plochy F, m2 a plocha volného úseku trubek topných těles pro průchod vody (po chladicí kapalině) ftr.
Podle fґ= 2,0 m2, podle tabulky 4.17 /7/ vybíráme ohřívač typu KVS-P, č. 12 s technickými vlastnostmi:
f \u003d 1,2985 m2 - plocha otevřené části ve vzduchu.
F = 108 m2 - výhřevná plocha.
Ftr \u003d 0,00347 m2 - plocha obytné části pro chladicí kapalinu.
Určete hmotnostní rychlost vzduchu:
(4.3)
kde je stejné jako ve vzorci (4.1);
?f je volná vzduchová sekce ohřívače vzduchu, m2.
kg/m2 s
Najděte hmotnostní průtok vody, kg / h:
(4.4)
kde Q je stejné jako ve vzorci (4.1);
Cproti je měrná tepelná kapacita vody rovna cproti = 4,19 kJ/(kg.oС);
tG, tÓ — teplota vody na vstupu a výstupu ohřívače, °C (podle zadání).
tGt = 150 °C;
tÓ \u003d 70 °C;
kg/h;
Zvolíme rozmístění a potrubí ohřívačů a určíme rychlost vody v trubkách ohřívačů:
, (4.5)
kde Gproti — stejné jako ve vzorci (4.4);
n je počet paralelních toků chladiva procházejících výhřevnou jednotkou; n = 2;
Ftr - obytná část ohřívače vzduchu na vodu, m2;
u =
Vypočítejte požadovanou výhřevnou plochu výhřevné jednotky, m2
,(4.6)
kde je součinitel prostupu tepla W / (m2. °C), jehož hodnoty lze určit pomocí vzorců:
— pro ohřívač vzduchu KVS-P
,(4.7)
kde je stejné jako ve vzorci (4.2); u je stejné jako ve vzorci (4.5);
W/m2oS.
— průměrný teplotní rozdíl, °C, určený podle vzorce:
, (4.8)
kde tG, tÓ — stejné jako ve vzorci (4.4);
tn, tNa je stejný jako ve vzorci (4.1).
OS.
m2.
Srovnej Ftr s topnou plochou jednoho ohřívače F a určete počet ohřívačů instalovaných v sérii podél proudu vzduchu:
, (4.9)
Kde F je plocha topné plochy jednoho ohřívače, m2.
PC.
Najděte zásobu topné plochy výhřevné jednotky:
, (4.10)
kde n je přijatelný počet ohřívačů.
Určete aerodynamický odpor ohřívače vzduchu DP, Pa.
(4.11)
kde je aerodynamický odpor, Pa:
DrPa,
Výsledky výpočtu jsou uvedeny v tabulce 6
Tabulka 6 - Výpočet výhřevné plochy a výběr výhřevnosti
Spotřeba tepla na ohřev vzduchu Q,W |
Požadovaná volná plocha f, m2 |
Typ a číslo ohřívače |
Počet ohřívačů instalovaných paralelně ve vzduchu, n |
Průřezová plocha pro průchod vzduchu jednoho ohřívače vzduchu fzh, m2 |
Plocha otevřené části výhřevné jednotky f=fzh*n, m2 |
Plocha živého průřezu trubek jednoho ohřívače vzduchu ftr, m2 |
Počet ohřívačů zapojených paralelně na vodu, m |
Topná plocha jednoho ohřívače F, m2 |
Topná plocha instalace Ff=F*n` |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1345288,4 |
2,0 |
KVS12 |
2 |
1,2985 |
2,597 |
0,00347 |
2 |
108 |
324 |
Počet ohřívačů vzduchu instalovaných v sérii podle vzduchu n` |
Skutečná hmotnostní rychlost vzduchu Vс, kg/m2 0С |
Hmotnostní průtok vody Gw, kg/h |
Rychlost vody v ohřívacích trubkách u, m/s |
Součinitel prostupu tepla K, W/(m20С) |
Potřebná jednotka topné plochy Ftr, m2 |
Rozpětí topné plochy w, % |
Aerodynamický odpor zařízení DRD, Pa |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
3 |
7,7 |
14333,5 |
0,57 |
37,2 |
320 |
1,3 |
60,1 |