Izračun zračnih kanalov glede na hitrost in pretok + načini merjenja pretoka zraka v prostorih

Uravnotežena izmenjava zraka je osnova za dobro počutje in delovno sposobnost ljudi. Kajne? Toda za ustvarjanje udobnih pogojev v stanovanjskih in proizvodnih prostorih je pomembno pravilno izvesti izračun zračnih kanalov na podlagi hitrosti in pretoka ter zagotoviti učinkovit način gibanja zračnih tokov.

V nadaljevanju bomo povedali, kaj je potrebno za izračun zračnih kanalov, katere metode in naprave se uporabljajo za merjenje hitrosti zračnega toka.

Kaj je zračni kanal?

Zračni kanal – osnovni element sistema zračne distribucije. Predstavlja skupek kovinskih ali plastičnih cevi, nameščenih za zagotavljanje zračnega ravnovesja. Načelo delovanja zračnega kanala je dovajanje in odvajanje zraka s pomočjo posebnih ventilatorjev.

Osnovne značilnosti zračnega kanala:

• oblika (okrogla ali pravokotna);
• površina preseka;
• trdnost (gibki, polgibki in trdi).

Od teh značilnosti je odvisna zmogljivost prezračevalnega sistema in njegova funkcionalnost na splošno.

Izberite zračni kanal s pravokotnim presekom, če vam je pomembno, da ga naredite neopaznega. Tak zračni kanal je enostavno skriti na zgornji površini omar.

Pravilna izbira parametrov zračnega kanala ob upoštevanju vseh posebnosti prostora bo zagotovila njegovo dolgotrajno in učinkovito delovanje.

Algoritem izvajanja izračunov

Pri načrtovanju, nastavitvi ali modifikaciji že obstoječega prezračevalnega sistema se obvezno izvedejo izračuni zračnega kanala. To je potrebno za pravilno določitev njegovih parametrov ob upoštevanju optimalnih značilnosti zmogljivosti in hrupa v dejanskih pogojih.

Pri izvajanju izračunov imajo velik pomen rezultati meritev pretoka in hitrosti gibanja zraka v zračnem kanalu.

Pretok zraka – prostornina zračne mase, ki vstopa v prezračevalni sistem na enoto časa. Praviloma se ta kazalnik meri v m³/h.

Hitrost gibanja – vrednost, ki kaže, kako hitro se zrak premika v prezračevalnem sistemu. Ta kazalnik se meri v m/s.

Če sta ta dva kazalnika znana, lahko izračunate površino okroglih in pravokotnih prerezov ter tlak, potreben za premagovanje lokalnega upora ali trenja.

Pri sestavljanju sheme morate izbrati zorni kot s tiste fasade stavbe, ki se nahaja v spodnjem delu načrta. Zračni kanali so prikazani z neprekinjenimi debelimi črtami.

Najpogosteje se uporablja naslednji algoritem za izračun:

1. Sestavljanje aksonometrične sheme, v kateri so našteti vsi elementi.
2. Na podlagi te sheme se izračuna dolžina vsakega kanala.
3. Izmeri se pretok zraka.
4. Določita se hitrost pretoka in tlak na vsakem odseku sistema.
5. Izvede se izračun izgub zaradi trenja.
6. Z uporabo ustreznega koeficienta se izvede izračun izgub tlaka pri premagovanju lokalnega upora.

Pri izvajanju izračunov na vsakem odseku omrežja za distribucijo zraka dobimo različne rezultate. Vse podatke je treba izenačiti z diafragmami z vejo največjega upora.

Izračun površine preseka in premera

Pravilen izračun površine okroglih in pravokotnih prerezov je zelo pomemben. Neprimerna velikost prereza ne bo omogočila zagotovitve pravilnega zračnega ravnovesja.

Prevelik zračni kanal bo zavzel veliko prostora in zmanjšal efektivno površino prostora. Če izberete premajhno velikost kanalov, se bodo pojavljali prepihi, ker se bo povečal tlak pretoka.

Da bi izračunali potrebno površino prereza (S), morate poznati vrednosti pretoka in hitrosti gibanja zraka.

Za izračune se uporablja naslednja formula:

S = L/3600*V,

pri čemer je L pretok zraka (m³/h), V pa njegova hitrost (m/s);

Z naslednjo formulo lahko izračunate premer zračnega kanala (D):

D = 1000*√(4*S/π), kjer je

S površina prereza (m²);

π = 3,14.

Če je načrtovana namestitev pravokotnih namesto okroglih zračnih kanalov, se namesto premera določi potrebna dolžina/širina zračnega kanala.

Vse dobljene vrednosti se primerjajo s standardi GOST in izberejo izdelki, ki so po premeru ali površini prereza najbližji.

Pri izbiri takega zračnega kanala se v izračun vzame približen prerez. Uporablja se načelo a*b ≈ S, kjer je a dolžina, b širina, S pa površina prereza.

V skladu s standardi razmerje med širino in dolžino ne sme biti večje od 1:3. Prav tako je treba uporabiti tabelo standardnih velikosti, ki jo zagotavlja proizvajalec.

Najpogosteje se pojavljajo naslednje dimenzije pravokotnih kanalov: minimalne mere – 0,1 m x 0,15 m, maksimalne – 2 m x 2 m. Prednost okroglih zračnikov je v tem, da imajo manjši upor in posledično povzročajo manj hrupa med delovanjem.

Izračun izgube tlaka zaradi upora

Ko zrak napreduje po glavnem vodu, nastaja upor. Za njegovo premagovanje ventilator dovodne naprave ustvarja tlak, ki se meri v paskalih (Pa).

Izgubo tlaka je mogoče zmanjšati s povečanjem preseka zračnika. Pri tem je lahko zagotovljena približno enaka hitrost pretoka v omrežju.

Da bi izbrali primerno pdovodno napravo z ventilatorjem ustrezne zmogljivosti, je treba izračunati izgubo tlaka za premagovanje lokalnega upora.

Uporablja se ta formula:

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

R – specifična izguba tlaka zaradi trenja na določenem odseku zračnika;

L – dolžina odseka (m);

Ei – skupni koeficient lokalne izgube;

V – hitrost zraka (m/s);

Y – gostota zraka (kg/m³).

Vrednosti R se določajo v skladu s standardi. Ta kazalnik je mogoče tudi izračunati.

Če je presek zračnika okrogel, se izguba tlaka zaradi trenja (R) izračuna na naslednji način:

R = (X*D/B) * (V*V*Y)/2g, kjer je

X – koeficient trenjskega upora;

L – dolžina (m);

D – premer (m);

V – hitrost zraka (m/s), Y – njegova gostota (kg/m³);

g – 9,8 m/s².

Če pa presek ni okrogel, ampak pravokoten, je treba v formulo vstaviti alternativni premer, enak D = 2AB/(A + B), kjer sta A in B stranici.

Programska oprema za izvajanje izračunov

Vse izračune je mogoče opraviti ročno, vendar je bolj priročno in hitreje uporabiti specializirane programe.

S pomočjo takih programov je mogoče ne le natančno opraviti potrebne izračune, ampak tudi pripraviti risbe.

Po potrebi je za izvajanje izračunov mogoče uporabiti posebno programsko opremo. To bo odpravilo morebitne napake, ki bi lahko imele usodno vlogo med obratovanjem. V program se vnesejo začetne vrednosti in že po nekaj sekundah je mogoče dobiti natančne rezultate izračunov.

Vent–Calc – funkcionalna aplikacija za izračun zračnih kanalov. Za izračune se uporabljajo vrednosti pretoka in hitrosti zraka ter temperature.

MagiCAD – izvaja vse vrste izračunov za inženirska omrežja, slike so prikazane v 2D in 3D formatih.

GIDRV – program za izračun vseh parametrov zračnih kanalov. Omogoča izbiro poljubnih kombinacij parametrov za doseganje boljših delovnih rezultatov.

Ducter 2.5 – pripomoček, ki natančno izračuna premere presekov zračnih kanalov. Idealen je za izbiro njihovih vrst.

Risbe, ki se izdelajo v teh programih, omogočajo natančnejši vpogled v shemo razporeditve vseh komponent sistema in zagotavljajo njihovo najučinkovitejše delovanje.

Merjenje hitrosti in pretoka zraka

Pri izvajanju meritev je pomembno pravilno izbrati instrumente in metodologije ter upoštevati postopke izvajanja meritev.

Naprave, ki se uporabljajo za meritve

Najpogosteje se uporabljajo naslednje vrste kontrolno-merilnih instrumentov:

• ultrazvočni 3D anemometer – izvaja meritve na podlagi spremembe frekvence zvoka med določenimi točkami;
• Pitotova cev – beleži razliko med statičnim in celotnim tlakom;
• termoanemometer – določa hitrost pretoka na podlagi hitrosti znižanja temperature senzorja.
• krilni anemometer – izvaja meritve na podlagi spremembe hitrosti vrtenja krilca.
• bolometer – določa pretok zraka s koncentracijo toka na merilni točki, pri čemer se presek predhodno nastavi.

Številni instrumenti na tem seznamu so precej dragi in redki. Lahko jih najamete in meritve opravite sami, vendar je bolje poklicati izkušenega inženirja za nastavitve, ki pozna vse podrobnosti izvajanja merilnih del.

Pitotova cev se uporablja v kompletu s senzorji. To je preprost instrument za uporabo. Cev se z odprtim koncem usmeri proti toku zraka, drugi konec pa se priključi na manometer.

Merjenje hitrosti ni potrebno le za izvajanje izračunov, ampak tudi za nadzor higienskih parametrov zraka v prostoru. V določenem časovnem obdobju neizogibno pride do onesnaženja prezračevalnih kanalov in zračnih kanalov.

V takih primerih se lahko spoji razhermetizirajo, zmogljivost opreme se zmanjša. Poleg tega so meritve potrebne pri rednem vzdrževanju, čiščenju in popravilu prezračevalnega sistema.

Pri izvajanju meritev je treba upoštevati vrsto pravil. Prvič, hitrost zraka je urejena z gradbenimi normami in standardi. Treba se je ravnati po teh vrednostih.

Dovoljena so manjša odstopanja od teh parametrov ob posebnih tehničnih okoliščinah. Na primer, pri nameščanju opreme, izvajanju popravil itd.

Drugič, pri izvajanju meritev je treba upoštevati tudi normative spremljajočih dejavnikov – ravni hrupa in vibracij, ki so navedene v predpisih.

Preseganje teh norm govori o pomanjkljivostih prezračevalnega sistema. Hitrost zraka ne sme vplivati na te kazalnike.

Metode izvajanja meritev pretoka zraka

V fazi zagona in nastavitve je obvezno opraviti meritve volumskega pretoka zraka v prezračevalnem in klimatskem sistemu. To bo omogočilo kakovostno nastavitev sistema in njegovo nemoteno delovanje.

Take meritve se izvajajo neposredno v zračnem kanalu ali na vstopni rešetki. Obstaja več preprostih metod.

Meritve na stropnih difuzorjih

Najpogosteje se za meritve po tej metodi uporablja bolometer. Treba je zapreti difuzor, zgornji konfuzor pa prisloniti k stropu. Treba je izmeriti tako skupni volumen odsesavanja zraka iz prostora, kot tudi dovodni tok.

Bolometer odlikuje visoka natančnost, ker vgrajeni usmerjevalnik toka zmanjšuje verjetnost napake. Kljub temu, da je naprava videti okorna, je precej lahka – njena teža ne presega 3 kg

V nekaterih virih za meritve priporočajo uporabo sonde, ki jo vstavite v režo med lamelami difuzorja, da dobite povprečen rezultat.

Ta pristop je neučinkovit iz dveh razlogov:

1. Turbulenca tokov je zelo visoka, zato dejanskega pretoka ni mogoče videti.
2. Sonde ni mogoče nastaviti naravnost v skladu s tokom. Rezultati meritev bodo v vsakem primeru popačeni.

Tako se ne splača izgubljati časa z nepotrebnimi manipulacijami s sondo. Obstajajo veliko preprostejši in natančnejši načini meritev.

Obstaja še en način izvajanja meritev po tej metodi. Zahteva ravni odsek in enakomeren tok. Meritve se izvajajo skozi predhodno narejene luknje.

Ta način odlikuje visoka natančnost, vendar za njegovo izvedbo niso vedno izpolnjeni pogoji. Povsod ni ravnih odsekov, včasih ni mogoče pripraviti dveh lukenj za meritve. Poleg tega za izvedbo tega načina potrebujete več oseb: ena mora opravljati meritve, druga držati lestev in tako naprej.

Glede na vse zgoraj navedeno, če želite dobiti hiter in natančen rezultat, ne da bi vložili nepotrebnega truda – uporabite bolometer.

Meritve na prezračevalni rešetki

Za izvajanje kontrolno-merilnih operacij po tej metodi se uporablja termoanemometer z rotorjem premera od 60 do 100 mm. Rotor mora biti primerljiv z dimenzijami rešetke.

Termoanemometer je večnamenska naprava, ki se lahko uporablja ne le za merjenje hitrosti zraka, ampak tudi za meritve drugih parametrov. Takšna naprava bo zelo uporabna v domu. Pri nakupu termoanemometra je bolje izbrati napravo, ki ima funkcijo analize in dokumentiranja podatkov.

Ta metoda zagotavlja visoko natančnost rezultatov, pri čemer je število opravljenih meritev minimalno. Za dostop do težko dostopnih mest lahko uporabite poseben podaljšek ali teleskopsko sondo.

Meritve v zračnem kanalu

Za izvedbo meritev se uporablja posebej narejena delovna odprtina v steni kanala zračnega voda.

Pomembno je upoštevati naslednje pogoje:

• velikost preseka te odprtine mora natančno ustrezati premeru sonde;
• Mesto za meritve je treba izbrati skrbno. Odprtina se vrti le na ravnem odseku, katerega dolžina mora biti najmanj 5 premerov zračnega voda. Odprtino je treba namestiti tako, da je razdalja do nje enaka 3 premerom, po njej pa 2 premeroma cevi.

V primeru izvajanja meritev znotraj zračnega kanala je treba uporabiti napravo z rotorjem premera od 16 do 25 mm. Če je zračni kanal nameščen visoko, bo na pomoč priskočila teleskopska sonda ali podaljšek.

Pravila uporabe merilnih naprav

Pri merjenju hitrosti zračnega toka in njegovega pretoka v sistemu prezračevanja in klimatizacije je potrebna pravilna izbira naprav ter upoštevanje naslednjih pravil njihovega delovanja.

To bo omogočilo natančne rezultate izračuna zračnega voda ter objektivno sliko sistema prezračevanja.

Da bi zabeležili povprečne vrednosti pretoka, je treba opraviti več meritev. Njihovo število je odvisno od premera cevi ali od velikosti stranic, če je kanal pravokotne oblike.

Upoštevajte temperaturni režim, ki je naveden v navodilih naprave. Prav tako pazite na položaj senzorja sonde. Vedno mora biti usmerjen natančno proti toku zraka.

Če tega pravila ne upoštevate, bodo rezultati meritev popačeni. Večje kot je odstopanje senzorja od idealnega položaja, večja bo napaka.

Zaključki in koristen video na to temo

Ureditev prezračevanja doma:

Tako je zelo pomembno upoštevati pravila izvajanja meritev, saj lahko že najmanjša napaka vpliva na rezultate izračunov.

Pravilni izračuni zračnega voda bodo omogočili izbiro optimalne konfiguracije in potrebnih komponent, kar bo zagotovilo nemoteno in učinkovito delovanje prezračevanja.

Če imate vprašanja ali lahko gradivo dopolnite z dragocenimi informacijami, prosimo, pustite svoje komentarje, delite svoje izkušnje. Blok za komunikacijo se nahaja pod člankom.