Beräkning av luftkanaler efter hastighet och flöde + metoder för att mäta luftflöde i rum

Balanserad luftväxling – grunden för människors välbefinnande och arbetsförmåga. Eller hur? Men för att skapa bekväma förhållanden i bostäder och produktionslokaler är det viktigt att korrekt utföra beräkningen av luftkanaler efter hastighet och flöde och säkerställa ett effektivt luftflöde.

Därefter berättar vi vad som behövs för att beräkna luftkanaler, vilka metoder och instrument som används för att mäta lufthastigheten.

Vad är en luftkanal?

Luftkanal – huvudelementet i systemet luftdistribution. Den utgörs av en uppsättning metall- eller plaströr som är placerade för att säkerställa luftbalans. Arbetsprincipen för luftkanalen är att tillföra och frånleda luft med hjälp av speciella fläktar.

Grundläggande egenskaper hos luftkanalen:

• form (rund eller rektangulär);
• tvärsnittsarea;
• styvnad (flexibla, halvflexibla och styva).

Ventilationssystemets prestanda och dess funktionalitet i stort beror på dessa egenskaper.

Välj en luftkanal med rektangulär tvärsektion om det är viktigt för dig att göra den osynlig. En sådan luftkanal är lätt att dölja på ovansidan av skåp.

Rätt val av luftkanalparametrar med hänsyn till alla rummets särdrag säkerställer långvarig och effektiv drift.

Algoritm för att utföra beräkningar

Vid design, justering eller modifiering av ett befintligt ventilationssystem utförs nödvändigtvis beräkningar av luftkanalen. Detta är nödvändigt för att korrekt bestämma dess parametrar med hänsyn till optimala prestanda- och bulleregenskaper under aktuella förhållanden.

Vid utförandet av beräkningar har mätresultaten av luftflöde och lufthastighet i luftkanalen stor betydelse.

Luftflöde – volymen luftmassa som tillförs ventilationssystemet per tidsenhet. Vanligtvis mäts denna indikator i m³/h.

Hastighet – en storhet som visar hur snabbt luften rör sig i ventilationssystemet. Denna indikator mäts i m/s.

Om dessa två parametrar är kända, kan arean för runda och rektangulära tvärsnitt beräknas, liksom det tryck som krävs för att övervinna lokalt motstånd eller friktion.

När du skapar ett diagram måste du välja en synvinkel från den fasad som är placerad i botten av planritningen. Luftkanaler visas med heldragna tjocka linjer.

Oftast används följande algoritm för beräkningar:

1. Upprättande av ett axonometriskt diagram där alla element listas.
2. Utifrån detta diagram beräknas längden på varje kanal.
3. Luftflödet mäts.
4. Flödeshastigheten och trycket bestäms för varje del av systemet.
5. Friktionsförlusterna beräknas.
6. Med hjälp av lämplig koefficient beräknas tryckförlusterna vid övervinnande av lokala motstånd.

Vid beräkningar på varje del av luftdistributionsnätet erhålls olika resultat. Alla data måste utjämnas med hjälp av strypningar på grenen med högst motstånd.

Beräkning av tvärsnittsarea och diameter

Korrekt beräkning av arean för runda och rektangulära tvärsnitt är mycket viktigt. En olämplig tvärsnittsstorlek gör det omöjligt att uppnå rätt luftbalans.

En för stor luftkanal tar mycket plats och minskar rummets effektiva yta. Om du väljer för små kanaler kommer det att uppstå drag eftersom flödestrycket ökar.

För att beräkna den erforderliga tvärsnittsarean (S) måste du känna till värdena för luftflöde och hastighet.

Följande formel används för beräkningarna:

S = L/3600*V,

där L är luftflödet (m³/h) och V är hastigheten (m/s);

Med följande formel kan diametern på luftkanalen (D) beräknas:

D = 1000*√(4*S/π), där

S är tvärsnittsarean (m²);

π är 3,14.

Om rektangulära luftkanaler planeras istället för runda, bestäms istället för diametern den erforderliga längden/bredden på luftkanalen.

Alla erhållna värden jämförs med GOST-standarder och produkter som ligger närmast i diameter eller tvärsnittsarea väljs.

När du väljer en sådan luftkanal tas ett ungefärligt tvärsnitt med i beräkningen. Principen a*b ≈ S används, där a är längden, b är bredden och S är tvärsnittsarean.

Enligt normerna bör förhållandet mellan bredd och längd inte vara högre än 1:3. Du bör också använda tabellen över standardstorlekar som tillhandahålls av tillverkaren.

Vanligast förekommande storlekar för rektangulära kanaler: minimimått – 0,1 m x 0,15 m, maximimått – 2 m x 2 m. Fördelen med runda luftkanaler är att de har lägre motstånd och därmed skapar mindre ljud vid drift.

Beräkning av tryckförlust på grund av motstånd

När luften rör sig längs kanalen skapas motstånd. För att övervinna detta skapar fläkten i tilluftsaggregatet ett tryck som mäts i Pascal (Pa).

Tryckförlusten kan minskas genom att öka luftkanalens tvärsnitt. Därmed kan ungefär samma flödeshastighet i nätet upprätthållas.

För att kunna välja ett lämpligt tilluftsaggregat med fläkt med rätt prestanda måste man beräkna tryckförlusten för att övervinna det lokala motståndet.

Denna formel används:

P=R*L+Ei*V2*Y/2, där

R – specifik tryckförlust på grund av friktion på en viss sektion av luftkanalen;

L – längd på sektionen (m);

Ei – total koefficient för lokal förlust;

V – lufthastighet (m/s);

Y – luftdensitet (kg/m³).

Värdena för R bestäms enligt normer. Detta värde kan också beräknas.

Om luftkanalens tvärsnitt är runt, beräknas tryckförlusten på grund av friktion (R) på följande sätt:

R = (X*D/B) * (V*V*Y)/2g, där

X – friktionsmotståndskoefficient;

L – längd (m);

D – diameter (m);

V – lufthastighet (m/s), och Y – dess densitet (kg/m³);

g – 9,8 m/s².

Om tvärsnittet inte är runt utan rektangulärt, måste man i formeln sätta in en alternativ diameter lika med D = 2AB/(A + B), där A och B är sidorna.

Programvara för att utföra beräkningar

Alla beräkningar kan utföras manuellt, men det är bekvämare och snabbare att använda specialiserade program.

Med hjälp av sådana program kan man inte bara utföra nödvändiga beräkningar noggrant, utan även förbereda ritningar.

Vid behov kan man använda specialiserad programvara för att utföra beräkningarna. Detta eliminerar eventuella fel som kan vara fatala under driften. I programmet matar man in primära värden och efter några sekunder får man exakta beräkningsresultat.

Vent–Calc – funktionell applikation för beräkning av luftkanaler. För beräkningarna används värden för luftflöde och lufthastighet, samt temperatur.

MagiCAD – utför alla typer av beräkningar för tekniska nätverk, bilder presenteras i 2D- och 3D-format.

GIDRV – program för beräkning av alla parametrar för luftkanaler. Möjlighet att välja valfria parameterkombinationer för att uppnå bästa prestanda.

Ducter 2.5 – ett verktyg som exakt beräknar diametrar för luftkanalsektioner. Perfekt för att välja deras typer.

Ritningar som skapas i dessa program gör det möjligt att se layouten av alla systemkomponenter mer exakt och säkerställa deras mest effektiva drift.

Mätning av lufthastighet och luftflöde

Vid mätningar är det viktigt att välja rätt instrument och metoder, samt att följa procedurerna för mätningarna.

Instrument som används för mätningar

Följande typer av mätinstrument används oftast:

• ultraljuds-3D-anemometer – utför mätningar baserat på förändring av ljudfrekvensen mellan givna punkter;
• Pitotrör – registrerar skillnaden mellan statiskt och totalt tryck;
• termoanemometer – bestämmer flödeshastigheten baserat på hastigheten för sensorns temperaturminskning.
• vinganemometer – utför mätningar baserat på förändring av rotorhastigheten.
• bolometer – bestämmer luftflödet genom koncentration av flödet vid mätpunkten, tvärsnittet ställs in i förväg.

Många instrument i denna lista är ganska dyra och sällsynta. Man kan hyra dem och utföra mätningarna själv, men det är bättre att anlita en erfaren justeringsingenjör som känner till alla nyanser av mätarbetet.

Pitotröret används tillsammans med sensorer. Det är en lättanvänd enhet. Röret förs med sin öppna ände mot luftflödet, och dess andra ände ansluts till en manometer.

Hastighetsmätning är nödvändig inte bara för beräkningar utan också för att kontrollera hygieniska luftparametrar i rummet. Under en tidsperiod sker oundvikligen förorening av ventilationskanaler och luftkanaler.

I sådana fall kan anslutningar bli otäta, utrustningens prestanda minskar. Dessutom är mätningar nödvändiga vid planerat underhåll, rengöring och reparation av ventilationssystemet.

Vid mätningar måste ett antal regler följas. För det första regleras lufthastigheten av byggnormer och standarder. Man måste utgå från dessa värden.

Små avvikelser från dessa parametrar är tillåtna vid speciella tekniska omständigheter. Till exempel vid installation av utrustning, utförande av reparationsarbeten etc.

För det andra, vid mätningar måste även normerna för tillhörande faktorer beaktas – buller- och vibrationsnivåer som anges i styrande dokument.

Överskridande av dessa normer indikerar brister i ventilationssystemet. Luftens hastighet bör inte påverka dessa indikatorer.

Metoder för att utföra luftflödesmätningar

Vid etappen idrifttagning måste man utföra mätningar av volymflödet i ventilations- och luftkonditioneringssystemet. Detta möjliggör kvalitetsinställning av systemet och dess oavbrutna drift.

Sådana mätningar utförs direkt i kanalen eller på inloppsgallret. Det finns flera enkla metoder.

Mätningar på takdiffusorer

Oftast används en bolometer för mätningar enligt denna metod. Man måste stänga diffusorn och trycka den övre konfusers mot taket. Man ska mäta både den totala volymen av frånluft från rummet, och tilluftsflödet.

Bolometern kännetecknas av hög noggrannhet tack vare att den inbyggda flödesriktaren minskar risken för fel. Trots att instrumentet ser skrymmande ut är det ganska lätt – dess vikt är högst 3 kg

I vissa källor rekommenderas att använda en sond genom att föra in den i mellanrummet mellan lamellerna på diffusorn för att få ett genomsnittligt resultat.

Denna metod är ineffektiv av två skäl:

1. Turbulensen i flödena är mycket hög, så det verkliga flödet kan inte ses.
2. Det är omöjligt att ställa in sonden rakt i enlighet med flödet. Mätresultaten kommer i alla fall att vara snedvridna.

Sålunda, slösa inte din tid på onödiga manipulationer med sonden. Det finns mycket enklare och mer exakta mätmetoder.

Det finns ytterligare ett sätt att utföra mätningar enligt denna metod. Det kräver en rak sektion och ett jämnt flöde. Mätningarna görs genom förberedda hål.

Denna metod utmärker sig genom hög noggrannhet, men det finns inte alltid förutsättningar för att genomföra den. Det finns inte raka sektioner överallt, ibland är det omöjligt att förbereda två hål för mätningar. Dessutom krävs flera personer för att genomföra denna metod: en ska utföra mätningarna, den andra hålla stege och så vidare.

Med tanke på allt ovanstående, om du behöver få ett snabbt och exakt resultat utan att anstränga dig i onödan – använd bolometern.

Mätningar på ventilationsgaller

För att utföra kontroll- och mätoperationer enligt denna metod används en termanemometer med ett hjul från 60 till 100 mm i diameter. Hjulet ska vara jämförbart med gallrets dimensioner.

Termoanemometer är en multifunktionell apparat som inte bara kan användas för att mäta lufthastighet utan även för att mäta andra parametrar. En sådan enhet är mycket användbar i hemmet. När du köper en termoanemometer är det bäst att välja en enhet som har funktion för dataanalys och dokumentation.

Denna metod ger hög noggrannhet i resultaten, medan antalet mätningar som utförs är minimalt. För att komma åt svåråtkomliga platser kan man använda en speciell förlängare eller en teleskopisk sond.

Mätningar i luftkanalen

För att utföra mätningar används ett speciellt gjort arbetshål i luftkanalens vägg.

Det är viktigt att följa följande villkor:

• öppningens tvärsnittsstorlek måste exakt motsvara sondens diameter;
• Mätplatsen måste väljas noggrant. Hålet borras endast på en rak sträcka, vars längd ska vara minst 5 diametrar av luftkanalen. Hålet ska placeras så att avståndet till det är 3 diametrar och efter det 2 diametrar av röret.

Vid mätningar inne i luftkanalen ska en apparat med ett hjul med diameter från 16 till 25 mm användas. Om luftkanalen är placerad högt kommer en teleskopisk sond eller förlängare till hjälp.

Regler för användning av mätinstrument

Vid mätning av luftflödets hastighet och volym i ventilations- och luftkonditioneringssystem krävs korrekt val av instrument och efterlevnad av följande användningsregler.

Detta gör det möjligt att få exakta resultat för luftkanalberäkning samt att få en objektiv bild av ventilationssystemet.

För att fastställa genomsnittliga flödesvärden måste flera mätningar utföras. Antalet beror på rörets diameter eller på sidornas storlek om kanalen är rektangulär.

Följ temperaturområdet som anges i apparatens datablad. Håll även koll på sondens sensorläge. Den måste alltid vara exakt riktad mot luftflödet.

Om denna regel inte följs kommer mätresultaten att förvrängas. Ju större avvikelse sensorn har från det ideala läget, desto större blir felet.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Installation av ventilation i hemmet:

Således är det mycket viktigt att följa mätreglerna, eftersom det minsta felet kan påverka beräkningsresultaten.

Korrekt luftkanalberäkning gör det möjligt att välja dess optimala konfiguration och nödvändiga komponenter, vilket innebär att ventilationens oavbrutna och produktiva funktion säkerställs.

Om du har frågor eller kan komplettera materialet med värdefull information, vänligen lämna dina kommentarer och dela med dig av dina erfarenheter. Kontaktblocket finns under artikeln.