Расчет диаметра вентиляционной трубы естественной: Высота и диаметр вентиляционной трубы: выполняем расчет

Разное

Содержание

диаметры труб, площадь системы и её элементов

На чтение 8 мин. Просмотров 177 Опубликовано Обновлено

вентиляция необходима любому зданию

Хотя для расчетов вентиляции 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

движение потоков воздуха при разных схемах вентиляции

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

R=n * R1,

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\(k2-k1),

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=Gизб\c(tyxtn),

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

диаграмма тепловой нагрузки от общеобменной вентиляции

Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию осуществляется по формуле:

Qв= Vн * k * p * Cр(tвн — tнро),

в формуле расчета тепловой нагрузки на вентиляцию  — 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 , 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=[Qo — (Qb + Qs) * n * E] * 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 0,1b — 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

воздуховоды различного диаметра и формы сечения

Диаметры и сечения воздуховодов вентиляции 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.
Вид участка Скорость потока, м\с
Магистральные трубопроводы От 6 до 8
Боковые отводки От 4 до 5
Распределительные трубопроводы От 1,5 до 2
Верхние приточки От 1 до 3
Вытяжки От 1,5 до 3

Таблица 1. Оптимальная скорость воздушного потока в трубах вентиляции.

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

S=R\3600v,

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

Число 3600 — временной коэффициент.

Зная площадь сечения, можно рассчитать диаметр круглого воздуховода вентиляции:

здесь: D — диаметр вентиляционной трубы, м.

Если необходимо рассчитать диаметр вентиляционной трубы прямоугольного сечения, ее показатели подбирают исходя из полученной площади сечения круглой трубы.

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.

Диаметр, мм Длина, м
1 1,5 2 2,5
100 0,3 0,5 0,6 0,8
125 0,4 0,6 0,8 1
160 0,5 0,8 1 1,3
200 0,6 0,9 1,3 1,6
250 0,8 1,2 1,6 2
280 0,9 1,3 1,8 2,2
315 1 1,5 2 2,5

Таблица 2. Площадь прямых воздуховодов круглого сечения.

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

Диаметр, мм Угол, град
15 30 45 60 90
100 0,04 0,05 0,06 0,06 0,08
125 0,05 0,06 0,08 0,09 0,12
160 0,07 0,09 0,11 0,13 0,18
200 0,1 0,13 0,16 0,19 0,26
250 0,13 0,18 0,23 0,28 0,39
280 0,15 0,22 0,28 0,35 0,47
315 0,18 0,26 0,34 0,42 0,59

Таблица 3. Расчет площади отводов и полуотводов круглого сечения.

Расчет диффузоров и решеток

диффузор в промышленной вентиляции

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

электрический канальный нагреватель

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 * Aф.факт

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

Q=0,278 * W * c (Tп-Tу),

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=1,2Q\k(Tс.т-Tс.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

схема движения потоков воздуха при 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.

Видеоролик расскажет о компактной вентиляционной установке, работающей по принципу вытеснения:

Какой диаметр трубы выбрать для вентиляции в частном доме

Монтаж системы вентиляции в жилом доме или гараже является основным условием создания комфортного микроклимата. Лучший способ стабилизации влажности в помещении – циркуляция воздуха. Для организации приточной вентиляции необходимо правильно рассчитать диаметр труб.

Прежде чем приступить к выбору материала вентиляционных труб и их диаметра, следует выяснить критерии выбора. Лучше всего ориентироваться на нормативные документы. Согласно им основным показателем правильно спроектированной и уставленной системы вентиляции является показатель кратности воздухообмена. Помимо него для жилых зданий следует учитывать санитарные нормы.

Согласно этому параметру расчетный показатель притока воздуха в помещение зависит от его целевого назначения.

  • Жилое здание. Оптимальный объем притока воздуха составляет 3 м³/час на 1 м² независимо от количества пребывающих в нем людей. По санитарным нормам на 1 одного постоянно проживающего требуется 60 м³/час, а для временно находящегося – 20.
  • Подсобное помещение (гараж). Для средней площади гаража необходимо обеспечить приток воздуха 180 м³/час.

Для основы берется естественная вентиляция, без установки вспомогательных устройств. Существует система расчетов, которую из-за сложности трудно применить на практике для частного дома, квартиры или гаража. Проще воспользоваться простыми соотношениями площади помещения к сечению вентиляционного отверстия:

  • Жилое здание – на 1 м² площади необходимо 5,4 см² сечения вентиляционной трубы.
  • Гараж – на 1 м² 17,6 см² сечения.

Т.е. для комнаты, площадью 30 м² выбирается труба с сечением 162 см², или диаметром 14 см. Такая же методика применима для расчета вентиляции в гараже. Необходимо помнить, что для полноценного воздухообмена устанавливают 2 трубы – в нижней части помещения монтируют входную для притока воздуха, а в верхней выходной патрубок.

Это лишь один из немногих показателей, который необходимо учитывать при расчете системы вентиляции. Кроме него принимают во внимание длину воздуховодов, возможность принудительного притока воздушных масс и т.д. Поэтому полноценный расчет системы возможен только профессионалами.

Расчет и схема вентиляции погреба

Мечта любого домовладельца — это чистый и сухой подвал под домом. В погребе, используемом для хранения овощей с приусадебного участка, должен поддерживаться особый микроклимат, характеризующийся низкой влажностью и невысокой положительной температурой (1-2°С). Для этого еще на этапе проектирования дома должна быть разработана и включена в проект схема вентиляции погреба. Но зачастую, на практике все выглядит печальней.

Просчет проектировщика или халатность строителей приводят к удручающим результатам. Затхлый воздух, сырость, плесень, грибок на стенах и полках подвала. И, как следствие, испорченный урожай, гниение деревянных элементов строения и ослабление прочности несущих элементов. К счастью, восстановить или даже заново создать систему воздухообмена — вентиляции подвального помещения, дело хоть и не простое, но осуществимое. Ниже мы рассмотрим примеры работающих схем вентиляции подвалов, находящихся под домом, гаражом или сараем.

Принцип действия системы вентиляции в погребе

В основу работы вентиляции заложен физический эффект стремления теплого воздуха вверх. В классической схеме воздухообмена в противоположных концах помещения монтируются две вертикальные шахты. Выход из одной расположен над полом, а вход во вторую под потолком. Это приточная и вытяжная трубы системы. Холодный воздух опускается в подполье через приточную трубу, под действием силы тяжести. Теплый воздух, наоборот, стремится покинуть помещение через трубу вентиляционного канала, расположенную под потолком.

Классическая схема вентиляции подвального помещения

Виды вентиляционных систем

Естественная двухтрубная

Этот вид системы воздухообмена называется двухтрубным. И представляется наиболее целесообразной для установки. Проектируя систему вентиляции подвала с двумя трубами, начинать надо с правильного математического расчета проходных сечений воздуховодов вентиляции. По действующим стандартам на один квадратный метр помещения должно приходиться не менее 25 см2 проходного сечения вентиляционной шахты. Зная это соотношение, нетрудно рассчитать необходимый диаметр. Ниже в таблице приведены значения расчетов для типовых подвалов.

Значения проходных сечений для небольших подвалов

Площадь подвального помещения, м2
4 6 8 9 10 12 15 18
Сечение воздуховода, см2 104 156 208 234 260 312 390 468
Диаметр трубы 11 14 16 17 18 20 22 25

Важно! При проектировании системы воздухообмена для подвала или погреба, необходимо использовать трубы сечением больше расчетного на 10 – 15%. И предусмотреть задвижки или заслонки в каналах. Это обеспечит запас мощности системы и позволит регулировать её производительность.

Так же при разработке проекта следует учесть следующие аспекты:

  • трубы или шахты воздуховодов должны иметь как можно меньше углов, изгибов и колен. Идеальная шахта — это прямая вертикальная труба.
  • вытяжная труба в верхней своей части должна быть утеплена, во избежание появления конденсата.
  • также вытяжная труба должна быть выше конька крыши на 25-30 см и иметь наверху колпак, предотвращающий попадание внутрь атмосферных осадков.
  • приточная труба обычно выводится сквозь фундамент и располагается чуть выше уровня земли.
  • входное отверстие приточной трубы должно быть забрано мелкой металлической сеткой или решеткой. Во избежание проникновения в подвал грызунов, птиц и других мелки животных.
  • приточная и вытяжная трубы должны быть одного диаметра, а производительность системы регулируется заслонками.

 Естественная однотрубная

Однотрубная система менее продуктивна, так как в данном случае шахта воздуховода делается двух – канальной, и развести входящий и выходящий поток воздуха представляется затруднительным. Но, не смотря на низкую эффективность, такие системы все равно используются в погребах с одной трубой в случаях, когда подводить две трубы в разные концы помещения слишком накладно. Смотрите фото ниже.

Схема однотрубного двухканального воздуховода из досок

Для подвала в гараже или в частном доме достаточно обычной системы вентиляции погреба с естественной циркуляцией, а вот для больших помещений этого уже бывает недостаточно.

 Принудительная система вентиляции

Принудительная вентиляция погреба

Для подвала в гараже или в небольшом частном доме достаточно обычной системы вентиляции погреба с естественной циркуляцией, а вот для больших помещений этого уже бывает недостаточно. Поэтому в помещениях большой площади, или в которых по каким-то причинам установка естественной вентиляции затруднена, используют принудительную вентиляцию. Движение воздуха в ней обеспечивается электровентиляторами. Принудительная вентиляция бывает нескольких типов:

  • вытяжная;
  • приточная;
  • приточно-вытяжная системы;

Тип системы определяется местом установки вентилятора. И подбирается, исходя из местных условий.

Следует отметить, что для большого подвального овощехранилища хорошим решением будет использование принудительной вытяжной вентиляции с естественным притоком.

Преимуществом таких систем является хорошая производительность, независимо от количества изгибов и поворотов воздушной магистрали, а так же возможность включения в систему дополнительных устройств – таких, как системы фильтрации и очистки воздуха, электрический подогрев, автоматическое включение/отключение по показателям температуры или загазованности. Проектирование и монтаж таких систем лучше доверить специалистам, что, несомненно, окупится в будущем.

Профессиональный расчет и монтаж систем воздухообмена

Несмотря на кажущуюся простоту системы вентиляции подпольного пространства, неспециалисту бывает трудно правильно произвести расчет вентиляции и тем более смонтировать подобную систему своими руками. Потому что в процессе монтажа обычно возникают непредвиденные ситуации, и человеку без опыта подобных работ бывает трудно с ними справиться. Особенно, когда дело доходит до бурения монолитного фундамента или прокладки воздуховодов сквозь перекрытия первого и второго этажей. В таких случаях лучше доверить работу специалистам, которые быстро и с гарантией проведут все необходимые работы от проектирования до монтажа. И избавят от этой головной боли хозяина, которому останется только принять работу и порадоваться замечательному микроклимату, образовавшемуся в его подвале.

Чтобы гарантированно избежать ошибок в проектировании и монтаже инженерных систем, вы можете заказать проекты вентиляции общественных и частных зданий и помещений в компании «Мега.ру». Связаться с нами можно, перейдя на страницу «Контакты».

И напоследок рекомендуем к просмотру видео о самостоятельной реализации системы воздухообмена в погребе гаража:

 

формула, габариты и подбор оборудования

Описание. Формулы. Калькулятор.

Расчёт сечения воздуховода для механической (принудительной) вентиляции?

prjamougolnij_vozduhovodkrugliy_vozduhovod

   Расчёт сечения прямоугольного и/ли круглого воздуховода осуществляется с помощью двух известных параметров: воздухообмен по помещению и скорость потока воздуха.

   Воздухообмен по помещению может быть заменён на производительность вентилятора. Производительность приточного или вытяжного вентиляторов указывается заводом изготовителем в паспортных данных изделия. При проектировании или предпроектной разработке, воздухообмен рассчитывается исходя из кратности. Кратность (количество раз замены полного объёма воздуха в помщении за 1 час) — это коэффициент из нормативной документации.

   Скорость потока в воздуховоде необходимо измерить, если это смонтированная система. А если проект находится в стадии разработки, то скорость потока в воздуховоде  задаётся самостоятельно. Скорость потока в воздуховоде не должна превышать 10 м/с.

Ниже приведены формулы и калькулятор на их основе,  с помощью которых вы сможете рассчитать сечение прямоугольных и круглых воздуховодов.

Формула для расчёта круглого сечения (диаметра) воздуховода

Формула для расчёта прямоугольного сечения  воздуховода

Калькулятор расчёта сечений прямоугольных и круглых воздуховодов через воздухообмен и скорость потока

Введите в поля параметры воздухообмена и требуемую скорость потока в воздуховоде

Задача организованного воздухообмена комнат жилого дома либо квартиры – вывести лишнюю влагу и отработанные газы, заместив свежим воздухом. Соответственно, для устройства вытяжки и притока нужно определить количество удаляемых воздушных масс – произвести расчет вентиляции отдельно по каждому помещению. Методики вычислений и нормы расхода воздуха принимаются исключительно по СНиП.

Санитарные требования нормативных документов

Минимальное количество воздуха, подаваемое и удаляемое из комнат коттеджа вентиляционной системой, регламентируется двумя основными документами:

  1. «Здания жилые многоквартирные» — СНиП 31-01-2003, пункт 9.
  2. «Отопление, вентиляция и кондиционирование» — СП 60.13330.2012, обязательное Приложение «К».

В первом документе изложены санитарно-гигиенические требования к воздухообмену в жилых помещениях многоквартирных домов. На этих данных и должен базироваться расчет вентиляции. Применяется 2 типа размерности – расход воздушной массы по объему за единицу времени (м³/ч) и часовая кратность.

Справка. Кратность воздухообмена выражается цифрой, обозначающей, сколько раз в течение 1 часа полностью обновится воздушная среда помещения.

Проветривание — примитивный способ обновления кислорода в жилище

В зависимости от назначения комнаты приточно-вытяжная вентиляция должна обеспечивать следующий расход либо количество обновлений воздушной смеси (кратность):

  • гостиная, детская, спальня – 1 раз в час;
  • кухня с электрической плитой – 60 м³/ч;
  • санузел, ванная, туалет – 25 м³/ч;
  • для топочной с твердотопливным котлом и кухни с газовой плитой требуется кратность 1 плюс 100 м³/ч в период работы оборудования;
  • котельная с теплогенератором, сжигающим природный газ, — трехкратное обновление плюс объем воздуха, потребного для горения;
  • кладовка, гардеробная и прочие подсобные помещения – кратность 0.2;
  • сушильная либо постирочная – 90 м³/ч;
  • библиотека, рабочий кабинет – 0.5 раз в течение часа.

Примечание. СНиП предусматривает снижение нагрузки на общеобменную вентиляцию при неработающем оборудовании либо отсутствии людей. В жилых помещениях кратность уменьшается до 0.2, технических – до 0.5. Неизменным остается требование к комнатам, где расположены газоиспользующие установки, — ежечасное однократное обновление воздушной среды.

Выброс вредных газов за счет природной тяги — самый дешевый и простой способ обновлять воздух

В п. 9 документа подразумевается, что объем вытяжки равен величине притока. Требования СП 60.13330.2012 несколько проще и зависят от числа людей, находящихся в помещении 2 часа и более:

  1. Если на 1 проживающего приходится 20 м² и более площади квартиры, в комнаты обеспечивается свежий приток в объеме 30 м³/ч на 1 чел.
  2. Объем приточного воздуха считается по площади, когда на 1 жильца приходится меньше 20 квадратов. Соотношение такое: на 1 м² жилища подается 3 м³ притока.
  3. Если в квартире не предусмотрено проветривание (отсутствуют форточки и открывающиеся окна), на каждого проживающего необходимо подать 60 м³/ч чистой смеси независимо от квадратуры.

Перечисленные нормативные требования двух различных документов вовсе не противоречат друг другу. Изначально производительность вентиляционной общеобменной системы рассчитывается по СНиП 31-01-2003 «Жилые здания».

Результаты сверяются с требованиями Свода Правил «Вентиляция и кондиционирование» и при необходимости корректируются. Ниже мы разберем расчетный алгоритм на примере одноэтажного дома, показанного на чертеже.

Определение расхода воздуха по кратности

Данный типовой расчет приточно-вытяжной вентиляции выполняется отдельно для каждой комнаты квартиры либо загородного коттеджа. Чтобы выяснить расход воздушных масс по зданию в целом, полученные результаты суммируются. Используется довольно простая формула:

Расшифровка обозначений:

  • L – искомый объем приточного и вытяжного воздуха, м³/ч;
  • S – квадратура помещения, где рассчитывается вентиляция, м²;
  • h – высота потолков, м;
  • n – число обновлений воздушной среды комнаты в течение 1 часа (регламентируется СНиП).

Пример вычисления. Площадь гостиной одноэтажного здания с высотой потолков 3 м составляет 15.75 м². Согласно предписаниям СНиП 31-01-2003, кратность n для жилых помещений равна единице. Тогда часовой расход воздушной смеси составит L = 15.75 х 3 х 1 = 47.25 м³/ч.

Важный момент. Определение объема воздушной смеси, удаляемой из кухни с газовой плитой, зависит от устанавливаемого вентиляционного оборудования. Распространенная схема выглядит так: однократный обмен согласно нормативам обеспечивает система естественной вентиляции, а дополнительные 100 м³/ч выбрасывает бытовая кухонная вытяжка.

Аналогичные расчеты делаются по всем остальным комнатам, разрабатывается схема организации воздухообмена (естественной или принудительной) и определяются размеры вентиляционных каналов (смотрим пример ниже). Автоматизировать и ускорить процесс поможет расчетная программа.

Онлайн-калькулятор в помощь

Программа считает требуемое количество воздуха по кратности, регламентируемой СНиП. Просто выберите разновидность помещения и введите его габариты.

Примечание. Для котельных с газовым теплогенератором калькулятор учитывает только трехкратный обмен. Количество приточного воздуха, идущего на сжигание топлива, нужно прибавлять к результату дополнительно.

Выясняем воздухообмен по числу жильцов

Приложение «К» СП 60.13330.2012 предписывает производить расчёт вентиляции помещения по простейшей формуле:

Расшифруем обозначения представленной формулы:

  • L – искомая величина притока (вытяжки), м³/ч;
  • m – объем воздушной чистой смеси в расчете на 1 чел., указанный в таблице Приложения «К», м³/ч;
  • N – количество людей, постоянно находящихся в рассматриваемой комнате 2 часа в день и более.

Очередной пример. Резонно предположить, что в той же гостиной одноэтажного дома два члена семьи пребывают длительное время. Учитывая, что проветривание организовано и на каждого жильца приходится свыше 20 квадратов площади, параметр m принимается равным 30 м³/ч. Считаем количество притока: L = 30 х 2 = 60 м³/ч.

Важно. Заметьте, полученный результат больше значения, определенного по кратности (47.25 м³/ч). В дальнейшие расчеты следует включить цифру 60 м³/ч.

Результаты подсчетов лучше сразу нанести на планировку этажа здания

Если количество проживающих в квартире настолько велико, что каждому человеку отведено меньше 20 м² (в среднем), то представленную выше формулу использовать нельзя. Правила указывают: в данном случае площадь гостиной и других комнат следует умножить на 3 м³/ч. Поскольку общая квадратура жилища равна 91.5 м², расчетный объем вентиляционного воздуха составит 91.5 х 3 = 274.5 м³/ч.

В просторных залах с высокими потолками (от 3 м) обновление атмосферы считается двумя способами:

  1. Если в помещении часто пребывает большое число людей, вычисляйте кубатуру подаваемого воздуха по удельному показателю 30 м³/ч на 1 чел.
  2. Когда количество посетителей постоянно меняется, вводится понятие обслуживаемой зоны высотой 2 метра от пола. Определяете объем этого пространства (умножьте площадь на 2) и обеспечиваете требуемую нормами кратность, как описано в предыдущем разделе.

Пример расчета и обустройства вентиляции

За основу возьмем планировку частного дома внутренней площадью 91.5 м² и перекрытиями высотой 3 м, представленного выше на чертеже. Как рассчитать количество вытяжки / притока на здание целиком согласно методике СНиП:

  1. Объем удаленного воздуха из гостиной и спальни, имеющей равную квадратуру, составит 15.75 х 3 х 1 = 47.25 м³/ч.
  2. В детской комнате: 21 х 3 х 1 = 63 м³/ч.
  3. Кухня: 21 х 3 х 1 + 100 = 163 м³/ч.
  4. Санузел – 25 м³/ч.
  5. Итого 47.25 + 47.25 + 63 + 163 + 25 = 345.5 м³/ч.

Примечание. Воздушный обмен в прихожей и коридоре не нормируется.

Наружная схема подачи воздуха и выброса вредных газов из комнат загородного дома

Теперь проверим результаты на соответствие второму нормативному документу. Поскольку в доме проживает семья из 4 человек (2 взрослых + 2 детей), в гостиной, спальне и детской долго находятся по 2 чел. Пересчитаем воздухообмен в указанных комнатах по количеству людей: 2 х 30 = 60 м³/ч (в каждом помещении).

Объем вытяжки из детской удовлетворяет требованиям (63 куба в час), а вот значения для спальни и гостиной придется откорректировать. Двум человекам недостаточно 47.25 м³/ч, берем 60 кубов и снова пересчитываем общую величину воздухообмена: 60 + 60 + 63 + 163 + 25 = 371 м³/ч.

Не менее важно правильно распределить воздушные потоки в здании. В частных коттеджах принято устраивать системы естественной вентиляции – это значительно дешевле и проще монтажа электрических нагнетателей с воздуховодами. Добавим лишь один элемент принудительного удаления вредных газов – кухонную вытяжку.

Пример организация воздухообмена в одноэтажном дачном доме

Как правильно организовать естественное движение потоков:

  1. Приток во все жилые помещения обеспечим через автоматические клапаны, встроенные в оконный профиль либо прямо в наружную стену. Ведь стандартные металлопластиковые окна герметичны.
  2. В перегородке между кухней и санузлом устроим блок из трех вертикальных шахт, выходящих на кровлю.
  3. Под межкомнатными дверьми предусмотрим зазоры шириной до 1 см для прохода воздуха.
  4. Установим кухонную вытяжку и подключим к отдельному вертикальному каналу. Она возьмет на себя часть нагрузки – удалит 100 кубов отработанных газов за 1 час в процессе готовки пищи. Останется 371 — 100 = 271 м³/ч.
  5. Две шахты выведем решетками в санузел и кухню. Размеры труб и высоту рассчитаем в последнем разделе данного руководства.
  6. За счет естественной тяги, возникающей в двух каналах, воздух устремится из детской, спальни и зала в коридор, а дальше — к вытяжным решеткам.

Обратите внимание: свежие потоки, изображенные на планировке, направляются из комнат с чистой воздушной средой в более загрязненные зоны, затем выбрасываются наружу через шахты.

Подробнее об организации природной вентиляции смотрите на видео:

Вычисляем диаметры вентканалов

Дальнейшие расчеты несколько сложнее, поэтому каждый этап мы сопроводим примерами вычислений. Результатом станет диаметр и высота вентиляционных шахт нашего одноэтажного здания.

Весь объем вытяжного воздуха мы распределили на 3 канала: 100 м. куб. принудительно удаляет вытяжка на кухне в период включения плиты, оставшийся 271 кубометр уходит по двум одинаковым шахтам естественным образом. Расход через 1 воздуховод получится 271 / 2 = 135.5 м³/ч. Площадь сечения трубы определяется по формуле:

  • F – площадь поперечного сечения вентканала, м²;
  • L – расход вытяжки через шахту, м³/ч;
  • ʋ — скорость движения потока, м/с.

Справка. Скорость воздуха в каналах естественной вентиляции лежит в пределах 0.5—1.5 м/с. В качестве расчетного значения принимаем средний показатель – 1 м/с.

Как рассчитать сечение и диаметр одной трубы в примере:

  1. Находим размер поперечника в квадратных метрах F = 135.5 / 3600 х 1 = 0.0378 м².
  2. Из школьной формулы площади круга определяем диаметр канала D = 0.22 м. Выбираем ближайший больший воздуховод из стандартного ряда – Ø225 мм.
  3. Если речь идет о заложенной внутрь стены кирпичной шахте, то под найденное сечение подойдет размер вентканала 140 х 270 мм (удачное совпадение, F = 0.0378 м. кв.).

Кирпичные шахты имеют строго фиксированные размеры — 14 х 14 и 27 х 14 см

Диаметр отводящей трубы под бытовую вытяжку считается аналогичным образом, только скорость потока, нагнетаемого вентилятором, принимается больше – 3 м/с. F = 100 / 3600 х 3 = 0.009 м² или Ø110 мм.

Подбираем высоту труб

Следующий шаг – определение силы тяги, возникающей внутри вытяжного блока при заданном перепаде высот. Параметр зовется располагаемым гравитационным давлением и выражается в Паскалях (Па). Расчетная формула:

  • p – гравитационное давление в канале, Па;
  • Н – перепад высот между выходом вентиляционной решетки и срезом вентканала над крышей, м;
  • ρвозд – плотность воздуха помещения, принимаем 1.2 кг/м³ при домашней температуре +20 °С.

Методика расчета основана на подборе требуемой высоты. Вначале определитесь, на сколько вы готовы поднять трубы вытяжки над кровлей без ущерба внешнему виду здания, затем подставьте значение высоты в формулу.

Пример. Берем перепад высот 4 м и получаем давление тяги p = 9.81 х 4 (1.27 — 1.2) = 2.75 Па.

Теперь грядет сложнейший этап – аэродинамический расчет отводных каналов. Задача – выяснить сопротивление воздуховода потоку газов и сопоставить результат с располагаемым напором (2.75 Па). Если потеря давления окажется больше, трубу придется наращивать либо увеличивать проходной диаметр.

Аэродинамическое сопротивление воздуховода вычисляется по формуле:

  • Δp – общие потери давления в шахте;
  • R – удельное сопротивление трению проходящего потока, Па/м;
  • Н – высота канала, м;
  • ∑ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
  • Pv – давление динамическое, Па.

Покажем на примере, как считается величина сопротивления:

  1. Находим значение динамического давления по формуле Pv = 1.2 х 1² / 2 = 0.6 Па.
  2.  Сопротивление от трения R находим по таблице, ориентируясь на показатели динамического напора 0.6 Па, скорости потока 1 м/с и диаметра воздухопровода 225 мм. R = 0.078 Па/м (обозначено зеленым кружочком).
  3. Местные сопротивления вытяжной шахты – это жалюзийная решетка и отвод кверху 90°. Коэффициенты ξ этих деталей – величины постоянные, равные 1.2 и 0.4 соответственно. Сумма ξ = 1.2 + 0.4 = 1.6.
  4. Окончательное вычисление: Δp = 0.078 Па/м х 4 м + 1.6 х 0.6 Па = 1.27 Па.

Теперь сравниваем расчетный напор, образующийся в воздухопроводе, и полученное сопротивление. Сила тяги p = 2.75 Па значительно больше, чем потери давления (сопротивление) Δp = 1.27 Па, шахта высотой 4 метра слишком высока, строить такую бессмысленно.

Поскольку цифры отличаются вдвое (грубо), укоротим вентканал до 2 м, снова произведем перерасчет:

  1. Располагаемое давление p = 9.81 х 2 (1.27 — 1.2) = 1.37 Па.
  2. Удельное сопротивление R и местные коэффициенты ξ остаются прежними.
  3. Δp = 0.078 Па/м х 2 м + 1.6 х 0.6 Па = 1.15 Па.

Напор природной тяги 1.37 Па превышает сопротивление системы Δp = 1.15 Па, значит, шахта двухметровой высоты станет исправно работать на естественную вытяжку и обеспечит нужный расход удаляемых газов.

Замечание. Укорачивать воздуховод до 1 м не стоит, соотношение изменится в другую сторону: p = 0.69 Па, Δp = 1.04 Па, силы тяги не хватит.

Канал вентиляции Ø225 мм можно разделить на 2 меньших трубы, но не по диаметру, а по сечению. Получаем 2 круглых вентканала 150—160 мм, как сделано на фото. Высота обеих шахт остается неизменной — 2 м.

Как упростить задачу — советы

Вы могли убедиться, что расчеты и организация воздухообмена в здании – вопросы довольно сложные. Мы постарались разъяснить методику в максимально доступной форме, но вычисления все равно выглядят громоздкими для рядового пользователя. Дадим несколько рекомендаций по упрощенному решению задачи:

  1. Первые 3 этапа придется пройти в любом случае – выяснить объем выбрасываемого воздуха, разработать схему движения потоков и посчитать диаметры вытяжных воздуховодов.
  2. Скорость потока принимайте не более 1 м/с и по ней определяйте сечение каналов. Аэродинамику одолевать необязательно — правильно рассчитайте диаметры и просто выведите воздухопроводы на высоту не менее 2 метров над заборными решетками.
  3. Внутри здания старайтесь использовать пластиковые трубы – благодаря гладким стенкам они практически не сопротивляются движению газов.
  4. Вентканалы, проложенные по холодному чердаку, обязательно утеплите.
  5. Выходы шахт не перекрывайте вентиляторами, как это принято делать в туалетах квартир. Крыльчатка не даст нормально функционировать природной вытяжке.

Для притока установите в помещениях регулируемые стеновые клапаны, избавьтесь от всех щелей, откуда холодный воздух может бесконтрольно проникать в дом.

Приточно вытяжные установки

Завод ВЕНТС выпускает огромный ассортимент приточно-вытяжных установок различных типоразмеров СЃ водяным Рё электрическим нагревателем.Подробнее…

Выставочный зал

Рндивидуальный РїРѕРґС…РѕРґ Рє каждому потребителю климатического оборудования

Склад готовой продукции

Завод имеет большие складские запасы вентиляционного оборудования . Подробнее…

Павильон продукции ВЕНТС

Продукция ВЕНТС представлена на выставке климатического оборудования

Сборочные площадя

Производственная площадка, сборка крышных вентиляторов

Рнжиниринг

Конструкторский цех разрабатывает и внедряет в производство новые модели климатического оборудования новых стандартов.

Продукция ВЕНТС

Вентс занимает лидирующие позиции в продаже вентиляционного оборудования в Украине

Новинки этого сезона

Новинки промышленной и бытовой вентиляции этого сезона

Роторный рекуператор

Роторный рекуператор новинка 2014 года с фреоновым охладителем

Содержание

Зачем нужен расчет диаметров воздухопроводов

Промышленная вентиляция проектируется с учетом нескольких фактов, на все существенное влияние оказывает сечение воздухопроводов.

  1. Кратность обмена воздуха. Во время расчетов принимаются во внимание особенности технологии, химический состав выделяемых вредных соединений, и габариты помещения.
  2. Шумность. Системы вентиляции не должны ухудшать условия труда по параметру шумности. Сечение и толщина подбирается таким образом, чтобы минимизировать шум воздушных потоков.
  3. Эффективность общей системы вентиляции. К одному магистральному воздухопроводу могут присоединяться несколько помещений. В каждом из них должны выдерживаться свои параметры вентиляции, а это во многом зависит от правильности выбора диаметров. Они выбираются с таким расчетом, чтобы размеры и возможности одного общего вентилятора могли обеспечивать регламентируемые режимы системы.
  4. Экономичность. Чем меньше размеры потерь энергии в воздуховодах, тем ниже потребление электрической энергии. Одновременно нужно принимать во внимание стоимость оборудования, выбирать экономически обоснованные габариты элементов.

Эффективная и экономичная система вентиляции требует сложных предварительных расчетов, заниматься этим могут только специалисты с высшим образованием. В настоящее время для промышленной вентиляции чаще всего используются пластиковые воздуховоды, они отвечают всем современным требованиям, дают возможность уменьшить не только габариты и себестоимость вентиляционной системы, но и затраты на ее обслуживание.

Пластиковая промышленная вентиляция

Расчет диаметра воздухопровода

Для расчетов габаритов нужно иметь исходные данные: максимально допустимую скорость движения воздушного потока и объем пропускаемого воздуха в единицу времени. Эти данные берутся из технических характеристик вентиляционной системы. Скорость движения воздуха оказывает влияние на шумность системы, а она строго контролируется санитарными государственными организациями. Объем пропускаемого воздуха должен отвечать параметрам вентиляторов и требуемой кратности обмена. Расчетная площадь воздухопровода определяется по формуле Sс = L × 2,778 / V, где:

Sс – площадь сечения воздуховода в квадратных сантиметрах; L – максимальная подача (расход) воздуха в м3/час; V – расчетная рабочая скорость воздушного потока в метрах за секунду без пиковых значений; 2,778 – коэффициент для перевода различных метрических чисел к значениям диаметра в квадратных сантиметрах.

Проектировщики вентиляционных систем учитывают следующие важные зависимости:

  1. При необходимости подачи одинакового объема воздуха уменьшение диаметра воздухопроводов приводит к возрастанию скорости воздушного потока. Такое явление имеет три негативных последствия. Первое – увеличение скорости движения воздуха увеличивает шумность, а этот параметр контролируются санитарными нормами и не может превышать допустимых значений. Второе – чем выше скорость движения воздуха, тем выше потери энергии, тем мощнее нужны вентиляторы для обеспечения заданных режимов функционирования системы, тем больше их размеры. Третье – небольшие габариты воздухопроводов не в состоянии правильно распределять потоки между различными помещениями.

Зависимость скорости воздуха от диаметра воздухопровода

  1. Неоправданное увеличение диаметров воздуховодов повышает цену вентиляционной системы, создает сложности во время монтажных работ. Большие размеры оказывают негативное влияние на стоимость обслуживания системы и себестоимость изготавливаемой продукции.

Чем меньше диаметр воздухопровода, тем быстрее скорость движения воздуха. А это не только повышает шумность и вибрацию, но и увеличивает показатели сопротивления воздушного потока. Соответственно, для обеспечения необходимой расчетной кратности обмена требуется устанавливать мощные вентиляторы, что увеличивает их размеры и экономически невыгодно при современных ценах на электрическую энергию.

При увеличении диаметров вышеописанные проблемы исчезают, но появляются новые – сложность монтажа и высокая стоимость габаритного оборудования, включая различную запорную и регулирующую арматуру. Кроме того, воздуховоды большого диаметра требуют много свободного места для установки, под них приходится проделывать отверстия в капитальных стенах и перегородках. Еще одна проблема – если они используются для обогрева помещений, то большие размеры воздуховода требуют увеличенных затрат на мероприятия по теплозащите, из-за чего дополнительно возрастает сметная стоимость системы.

В упрощенных вариантах расчетов принимается во внимание, что оптимальная скорость воздушных потоков должна быть в пределах 12–15 м/с, за счет этого удается несколько уменьшить их диаметр и толщину. В связи с тем, что магистральные воздуховоды в большинстве случаев прокладываются в специальных технических каналах, уровнем шумности можно пренебрегать. В ответвлениях, заходящих непосредственно в помещения, скорость воздуха уменьшается до 5–6 м/с, за счет чего уменьшается шумность. Объем воздуха берется из таблиц СаНиПина для каждого помещения в зависимости от его назначения габаритов.

Проблемы возникают с магистральными воздуховодами значительной протяженности на больших предприятиях или в системах с множеством ответвлений. К примеру, при нормируемом расходе воздуха 35000 м3/ч и скорости воздушного потока 8 м/с диаметр воздухопровода должен быть не менее 1,5 м толщиной более двух миллиметров, при увеличении скорости воздушного потока до 13 м/с габариты воздуховодов уменьшаются до 1 м.

Таблица потери давления

Потери давления

Диаметр ответвлений воздухопроводов рассчитывается с учетом требований к каждому помещению. Допускается использовать для них одинаковые размеры, а для изменения параметров воздуха устанавливать различные регулируемые дроссельные заслонки. Такие варианты вентиляционных систем позволяют в автоматическом режиме изменять показатели работы с учетом фактической ситуации. В помещениях не должно быть сквозняков, вызванных работой вентиляции. Создание благоприятного микроклимата достигается за счет правильного выбора места монтажа вентиляционных решеток и их линейных размеров.

Сами системы рассчитываются методом постоянных скоростей и методом потери давления. Исходя из этих данных, подбираются размеры, тип и мощность вентиляторов, рассчитывается их количество, планируются места установки, определяются размеры воздуховода.

Хотите узнать стоимость изделия?

Заполните наш опросный лист

ЗаполнитьСодержание статьи:

вентиляция необходима любому зданию

Хотя для расчетов вентиляции 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

движение потоков воздуха при разных схемах вентиляции

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

R=n * R1,

здесь R1 – потребность в воздухе одного сотрудника, в куб.мчас, 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(k2-k1),

здесь К – количество пара или газа, появляющееся в здании, в мгч, k2 – содержание пара или газа в оттоке, обычно величина равна ПДК, k1 – содержание газа или пара в приточке.

Разрешается концентрация вредностей в приточке до 13 от ПДК.

Для помещений с выделением избыточного тепла воздухообмен рассчитывается по формуле:

Q=Gизбc(tyxtn),

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

диаграмма тепловой нагрузки от общеобменной вентиляции

Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию осуществляется по формуле:

Qв= Vн * k * p * Cр(tвн – tнро),

в формуле расчета тепловой нагрузки на вентиляцию  – 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 кгкубометр, Ср – теплоемкость воздуха, в кДжкубометр Цельсия.

Если температура воздуха ниже tнро снижается кратность обмена воздуха, а показатель расхода тепла считается равной , 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=[Qo – (Qb + Qs) * n * E] * 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 0,1b – 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

воздуховоды различного диаметра и формы сечения

Диаметры и сечения воздуховодов вентиляции 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.мч;
  • 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 мсек, 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.
Вид участка Скорость потока, мс
Магистральные трубопроводы От 6 до 8
Боковые отводки От 4 до 5
Распределительные трубопроводы От 1,5 до 2
Верхние приточки От 1 до 3
Вытяжки От 1,5 до 3

Таблица 1. Оптимальная скорость воздушного потока в трубах вентиляции.

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

S=R3600v,

здесь v – скорость движения воздушного потока, в мс, R – расход воздуха, кубометрыч.

Число 3600 – временной коэффициент.

Зная площадь сечения, можно рассчитать диаметр круглого воздуховода вентиляции:

здесь: D – диаметр вентиляционной трубы, м.

Если необходимо рассчитать диаметр вентиляционной трубы прямоугольного сечения, ее показатели подбирают исходя из полученной площади сечения круглой трубы.

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.

Диаметр, мм Длина, м
1 1,5 2 2,5
100 0,3 0,5 0,6 0,8
125 0,4 0,6 0,8 1
160 0,5 0,8 1 1,3
200 0,6 0,9 1,3 1,6
250 0,8 1,2 1,6 2
280 0,9 1,3 1,8 2,2
315 1 1,5 2 2,5

Таблица 2. Площадь прямых воздуховодов круглого сечения.

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

Диаметр, мм Угол, град
15 30 45 60 90
100 0,04 0,05 0,06 0,06 0,08
125 0,05 0,06 0,08 0,09 0,12
160 0,07 0,09 0,11 0,13 0,18
200 0,1 0,13 0,16 0,19 0,26
250 0,13 0,18 0,23 0,28 0,39
280 0,15 0,22 0,28 0,35 0,47
315 0,18 0,26 0,34 0,42 0,59

Таблица 3. Расчет площади отводов и полуотводов круглого сечения.

Расчет диффузоров и решеток

диффузор в промышленной вентиляции

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.мчас, v – скорость воздуха, мс, D – диаметр одного диффузора в метрах.

Количество вентиляционных решеток можно рассчитать по формуле:

N=R(3600 * v * S),

здесь R – расход воздуха в куб.мчас, v – скорость воздуха в системе, мс, S – площадь сечения одной решетки, кв.м.

Расчет канального нагревателя

электрический канальный нагреватель

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 * p3600 * Vp,

здесь R – объем расхода приточки, куб.м.ч, p – плотность атмосферного воздуха, кгкуб.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 * p3600 * Aф.факт

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

Q=0,278 * W * c (Tп-Tу),

здесь W – расход теплого воздуха, кгчас, 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=1,2Qk(Tс.т-Tс.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

схема движения потоков воздуха при 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 Вткв.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.

Видеоролик расскажет о компактной вентиляционной установке, работающей по принципу вытеснения:

Используемые источники:

  • https://torvent.ru/raschyot_ventilyacii/
  • https://otivent.com/raschet-ventiljacii-pomeshhenija
  • http://vent.vn.ua/propusknaya-sposobnost-ventilyatsionnykh-kanalov.html
  • https://plast-product.ru/vyibor-i-raschet-diametra-vozduhovoda/
  • https://strojdvor.ru/ventilyaciya/raschet-sistemy-ventilyacii-i-ee-otdelnyx-elementov-ploshhadi-diametrov-trub-parametrov-nagrevatelej-i-diffuzorov/

Схема вентиляции погреба — расчет сечения воздуховодов

Любое подвальное помещение или погреб должны быть надежно защищены от застоявшегося воздуха, мороза и конденсата. Именно поэтому в подземных хранилищах делается качественная гидро- и теплоизоляция. Также в особом внимании нуждается схема вентиляции погреба.

Приток чистого воздуха в подвальное помещение предотвратит вероятность опасного скопления вредных газов, а также исключит вероятность появления конденсата. Фрукты и овощи в процессе хранения выделяют большое количество влаги, а от нее необходимо избавляться как можно оперативнее, чтобы не началось процессов гниения внутри помещения.

Схема вентиляции подвального помещения, если ее делать правильно и с умом, базируется, прежде всего, на автоматизированном контроле подачи чистого воздуха и устранения застоявшегося из помещения. Система вентиляции погреба в этом случае основывается на работе специального устройства, которое с помощью датчиков поддерживает требуемый влажностный и температурный режимы в подвале. Конечно, основным недостатком подобных устройств является их высокая стоимость.

Готовые вентиляционные блоки.

Но расстраиваться не стоит, ведь можно самостоятельно произвести расчет вентиляции в погребе и делать всё своими руками, не прибегая к помощи специалистов и покупке дорогостоящего оборудования.

Разновидности вентиляционных систем для погреба

Сегодня можно выделить две самых распространенных системы: естественная и принудительная вентиляция. Популярностью пользуются обе системы, но перед тем как сделать вентиляционную систему, необходимо произвести некоторый расчет.

Первым делом следует выяснить общую площадь подвального помещения, а также высоту перекрытия. После получения необходимых чисел выполняется достаточно простой расчет, в результате которого мы получаем минимально возможное сечение канала вентиляции для погреба.

Формула практически для всех подвальных помещений одинакова: 25 кв.см. канала вентиляции на 1 кв.м. погреба.

Расчет вентиляционной системы

В этом примере за основу будет взят канал вентиляции, сделанный из обычной трубы из поливинилхлорида (ПВХ).

  • В том случае, когда общая площадь погреба равняется 10 кв.м., то нам требуется площадь воздуховода равная произведению 10 на 25 кв. см. Получается 250 см. кв.
  • Далее берем формулу площади круга (воздуховод у нас круглый) S = πR², в соответствии с которой высчитываем необходимый радиус вентиляционной трубы, который в нашем случае будет составлять 8.9 см. Соответственно, диаметр трубы должен быть 17.8 см.

В том случае, когда ПВХ-труба имеет нестандартное прямоугольное сечение, для нашего подвального помещения оно должно составлять около 16 см. Если вам необходимо произвести расчет для другой площади подвального помещения, то он будет аналогичен.

Приведенный выше расчет является весьма упрощенным, так как не учитывает интенсивность воздухообмена в помещении.

Нужно принимать во внимание тот факт, что оптимальное проветривание подразумевает под собой полную замену воздуха в погребе хотя бы 1 раз в полчаса.

Специалисты часто рекомендуют произвести расчет сечения вентиляционного канала в подвальном помещении с учетом расхода воздуха. Интересно, что для высчитывания расхода воздуха также есть своя формула: L=V*K, где L – это, собственно, необходимое нам значение расхода воздуха, V – общий объем подвального помещения, а K – значение, указывающее на то, сколько раз за час воздух в помещении меняется. Если, например, высота подвального помещения составляет 200 см, то расход воздуха, посчитанный по выше указанной формуле, составит около 40 куб.м. в час.

Сечение воздуховода

При устройстве системы вентиляции в погребе произвести расчет сечения вентиляционного канала нужно обязательно.

Формула для расчета следующая: S=L/(W*3600). В этой формуле S является площадью сечения канала, L – расход воздуха (его мы посчитали выше и получили 40 куб. м. в час), W равняется 1 м/с (т.к. это скорость потоков воздуха, ее берут по номиналу).

Сечение трубы в этом случае можно будет рассчитать следующим образом: 40/(1*3600)=0.0111 кв.м. Далее берем знакомую нам формулу R= √(F/π), из которой получаем значение радиуса, равное приблизительно 5.9 см. Диаметр в этом случае необходимо взять с округлением в большую сторону (примерно 12 см). Если ПВХ-труба имеет нестандартное прямоугольное или квадратное сечение, то ее размеры должны составлять около 11х11 см (опять же, округлять следует в большую сторону).

Выход воздуховода.

Конечно, все значения для системы вентиляции погреба, которые были приведены выше, являются приблизительными. Кроме того, число замен воздуха в помещении мы тоже брали минимальное (их может быть намного больше). В ряде случаев кратность воздухообмена может быть намного выше. Но, одновременно с этим, следует понимать, что излишнее проветривание и поступление большого количества чистого воздуха вызовет подсушивание продуктов, хранящихся в погребе, поэтому всё надо брать в меру, ведь «больше» вовсе не значит «лучше». Если вы в своих силах не уверены, то расчеты лучше доверить профессионалам, как и все работы по устройству вентиляции в погребе. Хотя работа не такая сложная, как строительство подвала, но в ней есть множество нюансов, которые нужно предусмотреть.

Устройство вентиляции в погребе

После того как схема вентиляции для подвального помещения будет полностью рассчитана, можно начинать непосредственный монтаж. Если предполагается, что вентиляция будет включать в себя две трубы, то одну из них следует расположить на расстоянии в 150-180 см от пола (это будет вытяжная труба). С другой стороны, на противоположной стене устанавливается приточная труба, нижняя часть которой не должна доходить до пола примерно 20-30 см. Это связано с тем, что по законам физики теплый воздух постепенно поднимается вверх. Именно в теплом воздухе содержится большее количество влаги, которая оседает на стенках подвального помещения, поэтому его нужно вовремя убирать из погреба.

Схема воздухообмена в погребе.

Всю работу можно сделать самостоятельно. Очень важно, чтобы верхняя часть вытяжной трубы проходила через все перекрытия здания и располагалась над кровлей на высоте в 20-50 см. Кроме того, выход трубы требуется закрыть колпачком, который предотвратит попадание осадков внутрь трубы и, следовательно, в помещение подвала. С другой стороны, верхнюю часть приточной трубы также рекомендуется тщательно закрыть металлической сеткой, потому что именно через эту трубу в погреб могут проникать насекомые и грызуны, наносящие непоправимый ущерб провизии.

Если у вас есть такая возможность, то лучше всего предпочесть принудительную вентиляцию. Но в тех случаях, когда площадь вашего погреба небольшая и в нем храниться всего несколько килограмм продуктов, то нет никакой необходимости делать даже две трубы (вполне хватит одной).

Расчет сечения вентиляционной трубы. Как рассчитать сечение и диаметр воздуховода

Комментариев:

  • Факторы, оказывающие влияние на размеры воздухопроводов
  • Расчет габаритов воздухопровода
  • Подбор габаритов под реальные условия

Для передачи приточного или вытяжного воздуха от вентиляционных установок в гражданских или производственных зданиях применяются воздухопроводы различной конфигурации, формы и размера. Зачастую их приходится прокладывать по существующим помещениям в самых неожиданных и загроможденных оборудованием местах. Для таких случаев правильно рассчитанное сечение воздуховода и его диаметр играют важнейшую роль.

Факторы, оказывающие влияние на размеры воздухопроводов

На проектируемых или вновь строящихся объектах удачно проложить трубопроводы вентиляционных систем не составляет большой проблемы – достаточно согласовать месторасположение систем относительно рабочих мест, оборудования и других инженерных сетей. В действующих промышленных зданиях это сделать гораздо сложнее в силу ограниченного пространства.

Этот и еще несколько факторов оказывают влияние на расчет диаметра воздуховода:

  1. Один из главных факторов – это расход приточного или вытяжного воздуха за единицу времени (м 3 /ч), который должен пропустить данный канал.
  2. Пропускная способность также зависит от скорости воздуха (м/с). Она не может быть слишком маленькой, тогда по расчету размер воздухопровода выйдет очень большим, что экономически нецелесообразно. Слишком высокая скорость может вызвать вибрации, повышенный уровень шума и мощности вентиляционной установки. Для разных участков приточной системы рекомендуется принимать различную скорость, ее значение лежит в пределах от 1.5 до 8 м/с.
  3. Имеет значение материал воздуховода. Обычно это оцинкованная сталь, но применяются и другие материалы: различные виды пластмасс, нержавеющая или черная сталь. У последней самая высокая шероховатость поверхности, сопротивление потоку будет выше, и размер канала придется принять больше. Значение диаметра следует подбирать согласно нормативной документации.

В Таблице 1 представлена нормаль размеров воздуховодов и толщина металла для их изготовления.

Таблица 1

Примечание: Таблица 1 отражает нормаль не полностью, а только самые распространенные размеры каналов.

Воздуховоды производят не только круглой, но и прямоугольной и овальной формы. Их размеры принимаются через значение эквивалентного диаметра. Также новые методы изготовления каналов позволяют использовать металл меньшей толщины, при этом повышать в них скорость без риска вызвать вибрации и шум. Это касается спирально-навивных воздухопроводов, они имеют высокую плотность и жесткость.

Вернуться к оглавлению

Расчет габаритов воздухопровода

Сначала необходимо определиться с количеством приточного или вытяжного воздуха, которое требуется доставить по каналу в помещение. Когда эта величина известна, площадь сечения (м 2) рассчитывают по формуле:

В этой формуле:

  • ϑ – скорость воздуха в канале, м/с;
  • L – расход воздуха, м 3 /ч;
  • S – площадь поперечного сечения канала, м 2 ;

Для того чтобы связать единицы времени (секунды и часы), в расчете присутствует число 3600.

Диаметр воздуховода круглого сечения в метрах можно высчитать исходя из площади его сечения по формуле:

S = π D 2 / 4, D 2 = 4S / π, где D – величина диаметра канала, м.

Порядок расчета размера воздухопровода следующий:

  1. Зная расход воздуха на данном участке, определяют скорость его движения в зависимости от назначения канала. В качестве примера можно принять L = 10 000 м 3 /ч и скорость 8 м/с, так как ветка системы – магистральная.
  2. Вычисляют площадь сечения: 10 000 / 3600 х 8 = 0.347 м 2 , диаметр будет – 0,665 м.
  3. По нормали принимают ближайший из двух размеров, обычно берут тот, который больше. Рядом с 665 мм есть диаметры 630 мм и 710 мм, следует взять 710 мм.
  4. В обратном порядке производят расчет действительной скорости воздушной смеси в воздухопроводе для дальнейшего определения мощности вентилятора. В данном случае сечение будет: (3.14 х 0.71 2 / 4) = 0.4 м 2 , а реальная скорость – 10 000 / 3600 х 0.4 = 6.95 м/с.
  5. В том случае если необходимо проложить канал прямоугольной формы, его габариты подбирают по рассчитанной площади сечения, эквивалентного круглому. То есть высчитывают ширину и высоту трубопровода так, чтобы площадь равнялась 0.347 м 2 в данном случае. Это может быть вариант 700 мм х 500 мм или 650 мм х 550 мм. Такие воздухопроводы монтируют в стесненных условиях, когда место для прокладки ограничено технологическим оборудованием или другими инженерными сетями.

Когда известны параметры воздуховодов (их длина, сечение, коэффициент трения воздуха о поверхность), можно рассчитать потери давления в системе при проектируемом расходе воздуха.

Общие потери давления (в кг/кв.м.) рассчитываются по формуле:

P = R*l + z,

где R
— потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода, l
z
— потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).

1. Потери на трение:

В круглом воздуховоде потери давления на трение Pтр
считаются так:

Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,

где x
— коэффициент сопротивления трения, l
— длина воздуховода в метрах, d
— диаметр воздуховода в метрах, v
y
g
— ускорение свободного падения (9,8 м/с2).

Замечание:
Если воздуховод имеет не круглое, а прямоугольное сечение, в формулу надо подставлять эквивалентный диаметр, который для воздуховода со сторонами А и В равен: dэкв = 2АВ/(А + В)

2. Потери на местные сопротивления:

Потери давления на местные сопротивления считаются по формуле:

z = Q* (v*v*y)/2g,

где Q
— сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховода, для которого производят расчет, v
— скорость течения воздуха в м/с, y
— плотность воздуха в кг/куб.м., g
— ускорение свободного падения (9,8 м/с2). Значения Q
содержатся в табличном виде.

Метод допустимых скоростей

При расчете сети воздуховодов по методу допустимых скоростей за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха (см. таблицу). Затем считают нужное сечение воздуховода и потери давления в нем.

Порядок действий при аэродинамическом расчете воздуховодов по методу допустимых скоростей:

  1. Начертить схему воздухораспределительной системы. Для каждого участка воздуховода указать длину и количество воздуха, проходящего за 1 час.
  2. Расчет начинаем с самых дальних от вентилятора и самых нагруженных участков.
  3. Зная оптимальную скорость воздуха для данного помещения и объем воздуха, проходящего через воздуховод за 1 час, определим подходящий диаметр (или сечение) воздуховода.
  4. Вычисляем потери давления на трение Pтр.
  5. По табличным данным определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
  6. Располагаемое давление для следующих ветвлений воздухораспределительной сети определяется как сумма потерь давления на участках, расположенных до данного ветвления.

В процессе расчета нужно последовательно увязать все ветви сети, приравняв сопротивление каждой ветви к сопротивлению самой нагруженной ветви. Это делают с помощью диафрагм. Их устанавливают на слабо нагруженные участки воздуховодов, повышая сопротивление.

Таблица максимальной скорости воздуха в зависимости от требований к воздуховоду
Назначение

Основное требование

Бесшумность

Мин. потери напора

Магистральные каналы

Главные каналы

Ответвления

Приток

Вытяжка

Приток

Вытяжка

Жилые помещения

3

5

4

3

3

Гостиницы

5

7.5

6.5

6

5

Учреждения

6

8

6.5

6

5

Рестораны

7

9

7

7

6

Магазины

8

9

7

7

6

Примечание:
скорость воздушного потока в таблице дана в метрах в секунду.

Метод постоянной потери напора

Данный метод предполагает постоянную потерю напора на 1 погонный метр воздуховода. На основе этого определяются размеры сети воздуховодов. Метод постоянной потери напора достаточно прост и применяется на стадии технико-экономического обоснования систем вентиляции.

  1. В зависимости от назначения помещения по таблице допустимых скоростей воздуха выбирают скорость на магистральном участке воздуховода.
  2. По определенной в п.1 скорости и на основании проектного расхода воздуха находят начальную потерю напора (на 1 м длины воздуховода). Для этого служит нижеприведенная диаграмма.
  3. Определяют самую нагруженную ветвь, и ее длину принимают за эквивалентную длину воздухораспределительной системы. Чаще всего это расстояние до самого дальнего диффузора.
  4. Умножают эквивалентную длину системы на потерю напора из п.2. К полученному значению прибавляют потерю напора на диффузорах.
  5. Теперь по приведенной ниже диаграмме определяют диаметр начального воздуховода, идущего от вентилятора, а затем диаметры остальных участков сети по соответствующим расходам воздуха. При этом принимают постоянной начальную потерю напора.
Диаграмма определения потерь напора и диаметра воздуховодов
Использование прямоугольных воздуховодов

В диаграмме потерь напора указаны диаметры круглых воздуховодов. Если вместо них используются воздуховоды прямоугольного сечения, то необходимо найти их эквивалентные диаметры с помощью приведенной ниже таблицы.

Замечания:

  1. Если позволяет пространство, лучше выбирать круглые или квадратные воздуховоды.
  2. Если места недостаточно (например, при реконструкции), выбирают прямоугольные воздуховоды. Как правило, ширина воздуховода в 2 раза больше высоты). В таблице по горизонтальной указана высота воздуховода в мм, по вертикальной — его ширина, а в ячейках таблицы содержатся эквивалентные диаметры воздуховодов в мм.
Таблица эквивалентных диаметров воздуховодов
Размеры

150

200

250

300

350

400

450

500

250

210

245

275

300

230

265

300

330

350

245

285

325

355

380

400

260

305

345

370

410

440

450

275

320

365

400

435

465

490

500

290

340

380

425

455

490

520

545

550

300

350

400

440

475

515

545

575

600

310

365

415

460

495

535

565

600

650

320

380

430

475

515

555

590

625

700

390

445

490

535

575

610

645

750

400

455

505

550

590

630

665

800

415

470

520

565

610

650

685

850

480

535

580

625

670

710

900

495

550

600

645

685

725

950

505

560

615

660

705

745

1000

520

575

625

675

720

760

1200

620

680

730

780

830

1400

725

780

835

880

1600

830

885

940

1800

870

935

990

Параметры показателей микроклимата определяются положениями ГОСТ 12.1.2.1002-00, 30494-96, СанПин 2.2.4.548, 2.1.2.1002-00. На основании существующих государственных нормативных актов разработан Свод правил СП 60.13330.2012. Скорость воздуха в должна обеспечивать выполнение существующих норм.

Что учитывается при определении скорости движения воздуха

Для правильного выполнения расчетов проектировщики должны выполнять несколько регламентируемых условий, каждое из них имеет одинаково важное значение. Какие параметры зависят от скорости движения воздушного потока?

Уровень шума в помещении

В зависимости от конкретного использования помещений санитарные нормы устанавливают следующие показатели максимального звукового давления.

Таблица 1. Максимальные значения уровня шума.

Превышение параметров допускается только в кратковременном режиме во время пуска/остановки вентиляционной системы или дополнительного оборудования.
Уровень вибрации в помещении
Во время работы вентиляторов продуцируется вибрация. Показатели вибрации зависят от материала изготовления воздуховодов, способов и качества виброгасящих прокладок и скорости движения воздушного потока по воздуховодам. Общие показатели вибрации не могут превышать установленные государственными организациями предельные значения.

Таблица 2. Максимальные показатели допустимой вибрации.

При расчетах подбирается оптимальная скорость воздуха, не усиливающая вибрационные процессы и связанные с ними звуковые колебания. Система вентиляции должна поддерживать в помещениях определенный микроклимат.

Значения по скорости движения потока, влажности и температуре содержатся в таблице.

Таблица 3. Параметры микроклимата.

Еще один показатель, принимаемый во внимание во время расчета скорости потока – кратность обмена воздуха в системах вентиляции. С учетом их использования санитарные нормы устанавливают следующие требования по воздухообмену.

Таблица 4. Кратность воздухообмена в различных помещениях.

Бытовые
Бытовые помещения Кратность воздухообмена
Жилая комната (в квартире или в общежитии) 3м 3 /ч на 1м 2 жилых помещений
Кухня квартиры или общежития 6-8
Ванная комната 7-9
Душевая 7-9
Туалет 8-10
Прачечная (бытовая) 7
Гардеробная комната 1,5
Кладовая 1
Гараж 4-8
Погреб 4-6
Промышленные
Промышленные помещения и помещения большого объема Кратность воздухообмена
Театр, кинозал, конференц-зал 20-40 м 3 на человека
Офисное помещение 5-7
Банк 2-4
Ресторан 8-10
Бар, Кафе, пивной зал, бильярдная 9-11
Кухонное помещение в кафе, ресторане 10-15
Универсальный магазин 1,5-3
Аптека (торговый зал) 3
Гараж и авторемонтная мастерская 6-8
Туалет (общественный) 10-12 (или 100 м 3 на один унитаз)
Танцевальный зал, дискотека 8-10
Комната для курения 10
Серверная 5-10
Спортивный зал не менее 80 м 3 на 1 занимающегося и не менее 20 м 3 на 1 зрителя
Парикмахерская (до 5 рабочих мест) 2
Парикмахерская (более 5 рабочих мест) 3
Склад 1-2
Прачечная 10-13
Бассейн 10-20
Промышленный красильный цел 25-40
Механическая мастерская 3-5
Школьный класс 3-8

Алгоритм расчетов
Скорость воздуха в воздуховоде определяется с учетом всех вышеперечисленных условий, технические данные указываются заказчиком в задании на проектирование и монтаж вентиляционных систем. Главный критерий при расчетах скорости потока – кратность обмена. Все дальнейшие согласования делаются за счет изменения формы и сечения воздуховодов. Расход в зависимости от скорости и диаметра воздуховода можно взять из таблицы.

Таблица 5. Расход воздуха в зависимости от скорости потока и диаметра воздуховода.

Самостоятельный расчет

К примеру, в помещении объемом 20 м 3 согласно требованиям санитарных норм для эффективной вентиляции нужно обеспечить трехкратную смену воздуха. Это значит, что за один час сквозь воздуховод должно пройти не менее L = 20 м 3 ×3= 60 м 3 . Формула расчета скорости потока V= L / 3600× S, где:

V – скорость потока воздуха в м/с;

L – расход воздуха в м 3 /ч;

S – площадь сечения воздуховодов в м 2 .

Возьмем круглый воздуховод Ø 400 мм, площадь сечения равняется:

В нашем примере S = (3.14×0,4 2 м)/4=0,1256 м 2 . Соответственно, для обеспечения нужной кратности обмена воздуха (60 м 3 /ч) в круглом воздуховоде Ø 400 мм (S = 0,1256 м 3) скорость воздушного потока равняется: V= 60/(3600×0,1256) ≈ 0,13 м/с.

С помощью этой же формулы при заранее известной скорости можно рассчитать объем воздуха, перемещающийся по воздуховодам в единицу времени.

L = 3600×S (м 3)×V(м/с). Объем (расход) получается в квадратных метрах.

Как уже описывалось ранее, от скорости воздуха зависят и показатели шумности вентиляционных систем. Для минимизации негативного влияния этого явления инженеры сделали расчеты максимально допустимых скоростей воздуха для различных помещений.

По такому же алгоритму определяется скорость воздуха в воздуховоде при расчете подачи тепла, устанавливаются поля допусков для минимизации потерь на содержание зданий в зимний период времени, подбираются вентиляторы по мощности. Данные по воздушному потоку требуются и для уменьшения потерь давления, а это позволяет повышать коэффициент полезного действия вентиляционных систем и сокращает потребление электрической энергии.

Расчет выполняется по каждому отдельному участку, с учетом полученных данных подбираются параметры главных магистралей по диаметру и геометрии. Они должны успевать пропускать откачанный воздух из всех отдельных помещений. Диаметр воздуховодов выбирается таким образом, чтобы минимизировать шумность и потери на сопротивление. Для расчетов кинематической схемы важны все три показатели вентиляционной системы: максимальный объем нагнетаемого/удаляемого воздуха, скорость передвижения воздушных масс и диаметр воздуховодов. Работы по расчету вентиляционных систем относятся к категории сложных с инженерной точки зрения, выполнять их могут только профессиональные специалисты со специальным образованием.

Для обеспечения постоянных значений скорости воздуха в каналах с различным сечением используются формулы:

После расчета за окончательные данные принимаются ближайшие значения стандартных трубопроводов. За счет этого уменьшается время монтажа оборудования и упрощается процесс его периодического обслуживания и ремонта. Еще один плюс – уменьшение сметной стоимости вентиляционной системы.

Для воздушного обогрева жилых и производственных помещений скорости регулируются с учетом температуры теплоносителя на входе и выходе, для равномерного рассеивания потока теплого воздуха продумывается схема монтажа и размеры вентиляционных решеток. Современные системы воздушного обогрева предусматривают возможность автоматической регулировки скорости и направления потоков. Температура воздуха не может превышать +50°С на выходе, расстояние до рабочего места не менее 1,5 м. Скорость подачи воздушных масс нормируется действующими государственными стандартами и отраслевыми актами.

Во время расчетов по требованию заказчиков может учитываться возможность монтажа дополнительных ответвлений, с этой целью предусматривается запас производительности оборудования и пропускной способности каналов. Скорости потока рассчитываются таким образом, чтобы после увеличения мощности вентиляционных систем они не создавали дополнительную звуковую нагрузку на присутствующих в помещении людей.

Выбор диаметров выполняется от минимально приемлемого, чем меньше габариты – тем универсальное система вентиляции, тем дешевле обходится ее изготовление и монтаж. Системы местных отсосов рассчитываются отдельно, могут работать как в автономном режиме, так и подключаться к существующим вентиляционным системам.

Государственные нормативные документы устанавливают рекомендованные скорости движения в зависимости от расположения и назначения воздуховодов. При расчетах нужно придерживаться этих параметров.

Тип и место установки воздуховода и решетки Вентиляция
Естественная Механическая
Воздухоприемные жалюзи 0,5-1,0 2,0-4,0
Каналы приточных шахт 1,0-2,0 2,0-6,0
Горизонтальные сборные каналы 0,5-1,0 2,0-5,0
Вертикальные каналы 0,5-1,0 2,0-5,0
Приточные решетки у пола 0,2-0,5 0,2-0,5
Приточные решетки у потолка 0,5-1,0 1,0-3,0
Вытяжные решетки 0,5-1,0 1,5-3,0
Вытяжные шахты 1,0-1,5 3,0-6,0

Внутри помещений воздух не может двигаться со скоростью более 0,3 м/с, допускается кратковременное превышение параметра не более чем 30%. Если в помещении имеется две системы, то скорость воздуха в каждой из них должна обеспечивать не менее 50% расчетного объема подачи или удаления воздуха.

Пожарные организации выдвигают свои требования по скорости перемещения воздушных масс в воздуховодах в зависимости от категории помещения и особенностей технологического процесса. Нормативы направлены на уменьшение скорости распространения дыма или огня по воздуховодам. В случае необходимости на вентиляционных системах должны устанавливаться клапаны и отсекатели. Срабатывание устройств происходит после сигнала датчика или выполняется вручную ответственным лицом. В одну систему вентиляции можно подключать только определенные группы помещений.

В холодный период времени в отапливаемых зданиях температура воздуха в результате функционирования вентиляционной системы не может понижаться ниже нормируемых. Нормируемая температура обеспечивается до начала рабочей смены. В теплый период времени эти требования не актуальны. Движение воздушных масс не должно ухудшать предусмотренные СанПин 2.1.2.2645 нормативы. Для достижения нужных результатов во время проектирования систем изменяется диаметр воздуховодов, мощность и количество вентиляторов и скорости потока.

Принимаемые расчетные данные по параметрам движения в воздуховодах должны обеспечивать:

  1. Выполнение параметров микроклимата в помещениях, поддержку качества воздуха в регламентируемых пределах. При этом принимаются меры по снижению непродуктивных тепловых потерь. Данные берутся как из существующих нормативных документов, так и из технического задания заказчиков.
  2. Скорость движения воздушных масс в рабочих зонах не должна вызывать сквозняки, обеспечивать приемлемую комфортность пребывания в помещении. Механическая вентиляция предусматривается только в тех случаях, когда добиться желаемых результатов за счет естественной невозможно. Кроме этого, механическая вентиляция обязательно монтируется в цехах с вредными условиями труда.

Во время расчетов показателей движения воздуха в системах с естественной вентиляцией берется среднегодовое значение разности плотности внутреннего и наружного воздуха. Минимальные фактические данные по производительности должны обеспечивать допустимые нормативные значения кратности обмена воздуха.

Как правильно сделать вентиляцию в гараже своими руками

Собственники транспортных средств заинтересованы в обеспечении товарного внешнего вида личного автомобиля на протяжении длительного времени. Большинство владельцев автомобилей уверены, что хранение в гараже продлевает срок эксплуатации и надёжно защищает кузов от коррозионных процессов. При отсутствии эффективной вентиляционной системы повышенная концентрация влаги, затхлый воздух и токсичные компоненты отрицательно влияют не только на транспортное средство, запасные части, автомобильную резину, инструменты, но и на продукты питания и заготовки, находящиеся в погребе. Предотвратить воздействие негативных факторов позволяет гаражная вентиляция, которую несложно сделать своими руками.

Зачем в гараже необходима вентиляция?

Любое помещение требует организации эффективной циркуляции воздуха. Не является исключением и гараж, оборудованный подвальным помещением или смотровой ямой.

Правильно организованная вентиляция — залог долгой службы автомобиля

Обеспечение эффективного воздухообмена позволяет удалить из помещения образующийся конденсат, вывести наружу вредные для здоровья выхлопные газы, а также токсичные испарения от хранящихся в гараже средств ухода за автомобилем.

Вентиляция гаражного помещения выполняет комплекс серьёзных задач:

  1. Снижение концентрации влаги, связанной с хранением мокрого после поездки транспортного средства, а также погодными факторами.
  2. Удаление конденсата, образующегося на потолке и стенах помещения, а также в подвальном помещении и смотровой яме в результате резких перепадов температуры.
  3. Вывод за пределы гаражного помещения токсичных веществ (выхлопных газов, испарений бензина, масла и автомобильной химии), представляющих опасность для здоровья человека.
  4. Обеспечение надёжного просушивания транспортного средства, что позволяет защитить кузов, элементы подвески и электронные компоненты автомобиля от губительного воздействия коррозионных процессов.

    Участки, наиболее подверженные коррозии

  5. Защита металлической поверхности рабочих инструментов, находящихся в помещении, от появления ржавчины.
  6. Продление срока службы автомобильной резины, чувствительной к воздействию агрессивных факторов, связанных с испарением бензина и химических веществ.

Независимо от того, из какого материала изготовлен гараж, кирпича, блоков или металла, любое помещение нуждается в обеспечении эффективной циркуляции воздуха, способствующей уменьшению влажности.

Следует отметить, что гараж, изготовленный из металлических листов, более подвержен образованию конденсата на внутренней поверхности потолка и стен. Это связано с быстрым нагревом и охлаждением листового металла в результате естественных колебаний температуры.

Нужна ли вентиляция погребу под гаражом?

Погреб, расположенный ниже нулевой отметки, важно надёжно защитить от сырости.

Пространство, расположенное ниже нулевой отметки, нуждается в вентиляции

Повышенная влажность способствует порче запасов овощей и фруктов, вызывает развитие плесени и грибка на поверхности стен, деревянных полках, а также вызывает коррозию металлических крышек, закрывающих банки с консервацией.

Обеспечение циркуляции воздуха в погребе, расположенным под гаражом, способствует благоприятному микроклимату помещения, позволяющему повысить продолжительности хранения сельскохозяйственных продуктов и заготовок.

Кроме того, воздействие токсичной среды отрицательно влияет на состояние здоровья владельца помещения. Отсутствие воздухообмена вызывает тяжёлые головные боли, ухудшает общее состояние и может являться причиной отравления накапливающимися в помещении выхлопными газами, особенно при неполном сгорании топлива.

Расчёт, устройство и монтаж приточно-вытяжной вентиляции для гаража своими руками

Правильно спроектированная вентиляция позволяет обеспечить сохранность транспортного средства.

Вентилирование помещения продлевает срок эксплуатации автомобиля

С целью обеспечения циркуляция воздуха в гаражных помещениях применяют следующие системы воздухообмена:

  1. Естественную вентиляцию помещения, принцип действия которой базируется на свойствах потоков тёплого воздуха естественным образом подниматься по магистралям.
  2. Комбинированный вариант, объединяющий естественный воздухообмен с применением механических устройств.
  3. Механическую циркуляцию воздушных масс, осуществляемую с помощью специальных устройств, обеспечивающих принудительное поступление и отвод воздуха.

До начала работ по организации системы вентилирования воздуха следует определиться с оптимальным вариантом устройства воздухообмена.

Остановимся детально на специфике расчёта, особенностях монтажа и устройстве этих приточно-вытяжных систем.

Организация естественной вентиляции

Вентиляция помещения естественным образом, основанная на свойствах воздушных масс и известных законах аэродинамики — правильный выбор для владельцев гаражей, оборудованных подвальным хранилищем.

Через расположенные в нижней части ворот каналы воздух поступает в гараж

Организация воздухообмена, осуществляемого естественным путём, не требует значительных финансовых затрат.

Схема естественной вентиляции

Именно поэтому собственники гаражей отдают предпочтение естественному вентилированию.

Тщательный подход к выполнению расчётов естественной циркуляции воздуха позволяет предотвратить застой воздушных масс в помещении.

Поступление воздуха в гаражное помещение происходит через приточные отверстия в нижней части ворот гаража, на которых установлены жалюзи или решётка.

Решетка предотвратит доступ животных в помещение

Поступающий поток воздуха проходит вдоль транспортного средства, в том числе и под днищем, объединяется с находящимся в помещении воздухом и естественным образом поступает в вытяжную магистраль, оборудованную дефлектором.

Направление потока воздуха

Установка дефлектора осуществляется с внешней стороны помещение на вытяжной трубе, находящиеся с противоположной от ворот стороне. Надёжное функционирование данной конструкции обеспечивается при возвышении воздуховода над уровнем кровли более, чем на 0,5 метра. Теплоизоляция выходной магистрали позволяет предотвратить образование конденсата.
Принцип естественной циркуляции основан на различной плотности внешних и внутренних воздушных масс.

Расчёт сечения вентиляционной трубы зависит от площади гаража. Диаметр магистрали увеличивается на 1,5 см на каждый метр квадратный площади помещения. Это обеспечивает оптимальную циркуляцию воздушных масс.

Для выполнения работ по установке вентиляции подготовьте:

  1. Электрическую дрель или перфоратор, необходимые для выполнения отверстий в металлических и каменных стенах постройки.
  2. Болгарку, используемую для резки воздушных магистралей.
  3. Трубы, изготовленные из пластика или металла.
  4. Дефлектор, устанавливаемый на отводной трубе.
  5. Защитные сетки или решётки, необходимые для защиты входных каналов.

Мероприятия по расчёту и установке коммуникаций выполняйте по следующему алгоритму:

  1. Рассчитайте площадь сечения вентиляционных магистралей. Учитывая, что на каждый квадратный метр площади, сечение отверстия возрастает на 1,5 см, определяем размер отводящего канала. Например, для гаража, габаритом 2,8х5,5 м диаметр отверстия составит 23 см. Если запланировано выполнение двух отверстий, то, соответственно, расчётный диаметр уменьшите в 2 раза.
  2. Выполните в створках ворот или на фронтальной плоскости гаража входные вентиляционные каналы, расположенные на расстоянии 10–15 см от нулевой отметки.
  3. Просверлите с противоположной от входа стороны отверстие, находящиеся от потолка на расстоянии порядка 10 см.
  4. Зафиксируйте в полученном отверстии выходную трубу, обеспечив возвышение над верхней точкой здания более 0,5 м. Установите вверху выводной магистрали дефлектор, ускоряющий отвод воздуха из гаража.
  5. Герметизируйте зазоры между стенами и магистралями, используя герметик.
  6. Установите на наружных отверстиях металлические решётки, не позволяющие грызунам проникнуть в гараж.

Однако система, несмотря на дешевизну и простоту установки, обладает рядом отрицательных моментов, вызванных особенностями климата и погодными факторами:

  • в летнее время года функционирование естественной вентиляции затруднена, что обусловлено повышенной температурой вне гаражного помещения;
  • сквозняки внутри помещения создают неблагоприятные условия для автомобилистов, проводящих длительное время в гараже;
  • небольшие габариты помещения и малая температурная разница затрудняют интенсивный воздухообмен;
  • различные направления воздушных масс не всегда позволяют воздушному потоку поступать в приёмное отверстие;
  • входные и отводящие магистрали нуждаются в очистке от грязи, наледи и пыли, затрудняющих нормальный воздухообмен.

Помните, что эффективность естественной вентиляции обеспечивается при температуре окружающего воздуха не более 15 градусов Цельсия. В жаркий период года воздухообмен ухудшается.

Руководствуясь приведёнными рекомендациями, несложно самостоятельно оборудовать гараж естественной системой вентиляции.

Правильное расположение вентиляционных отверстий

Обеспечение естественного обмена воздуха положительно зарекомендовало себя в неотапливаемых гаражных помещениях.

Устройство системы комбинированного воздухообмена

Устройство комбинированного воздухообмена позволяет принудительным путём обеспечивать циркуляцию воздуха при затруднённой естественной циркуляции.

Установка вентилятора в систему вытяжки

Общие принципы действия вентиляционного устройства полностью аналогичны системы естественной циркуляцией и отличаются только наличием электрического вентилятора, который монтируется дополнительно.

При значительных перепадах температуры и в ветреное время вентилятор в выключенном состоянии будет дополнительно стимулировать движение воздушных масс за счёт свободного вращения крыльчатки.

Приобретая вентилятор для комбинированной системы воздухообмена, обращайте внимание на возможность непрерывного функционирования и установленную мощность, которая не должна превышать 100–150 Вт.

Установить вытяжной вентилятор можно в зоне пересечения крыши с вытяжной шахтой или вмонтировать в стену.

Вариант установки вентилятора с внешней стороны помещения

Наличие электрического вентилятора активизирует механизм циркуляция воздуха и обеспечивает работу вентиляционной системы независимо от природных факторов. Если возникнет необходимость, можно обеспечить автоматическое включение комбинированной системы вентиляции с помощью электрического таймера.

Небольшие затраты, связанные с приобретением вентилятора, а также малое потребление электрической энергии обеспечивают популярность комбинированной системы циркуляции воздуха у многих любителей транспортных средств.

Установка оборудования принудительной циркуляции воздуха

Максимальной степенью эффективности обладает устройство механического вентилирования гаражного помещения, в котором используется электровытяжка.

Принцип работы принудительной вентиляции

Принудительная вентиляция обеспечивает активную циркуляцию воздушных масс осуществляется независимо от погодных факторов.

Конструкция принудительной системы воздухообмена предусматривает установку приточной и вытяжной вентиляции, включающей фильтровальные элементы, электрические вентиляторы, обеспечивающие активное замещение воздушных масс. Выход загрязнённого воздуха производится через выходную магистраль с помощью вентилятора электровытяжки.

Электровытяжка увеличивает интенсивность циркуляции воздуха

Конструктивная особенность принудительной системы вентиляции — возможность регулирования интенсивности циркуляции за счёт изменения скорости движения масс воздуха. Оснащение системы принудительной вентиляции фильтрами, позволяет удалить частицы пыли, а использование калориферов обеспечивает оптимальный температурный режим помещения.

Механическая система воздухообмена изготавливается в следующих конструктивных решениях:

  • В виде независимых модулей, осуществляющих индивидуальный приток воздуха и вытяжку воздушных масс из помещения. Использование электрических коммуникаций и специальных датчиков объединяет самостоятельные модули в общую конструкцию;
  • В моноблочном виде, обеспечивающим вытяжку отработанного воздуха и приток свежего. Оснащение моноблока рекуператором пластинчатой конструкции уменьшает потребление электрической энергии, необходимой для подогрева воздуха, поступающего в помещение.

Установка принудительного устройство воздухообмена не нуждается в выполнении предварительных расчётов площади помещения и размеров магистрали. Следует ориентироваться на установленную мощность вентиляционного оборудования и уровень затрат, связанных с приобретением и монтажом устройства вентиляции.

Помните, в зимнее время установка механического воздухообмена обеспечит надёжную вентиляцию и создаст благоприятный микроклимат в гараже.

Один из вариантов устройства вентиляции

Для гаража, расположенного ниже нулевой отметки, этот метод вентилирования — оптимальное решение.

Обеспечение воздухообмена в смотровой яме

Использование смотровой ямы позволяет владельцам транспортных средств поддерживать рабочее техническое состояние автомобиля.

Яма для осмотра транспорта должна вентилироваться

При выполнении работ в приямке располагается необходимый инструмент, различные ключи, а также находятся электрические коммуникации, позволяющее подключить электрооборудование и обеспечить надёжное освещение участка работ. В смотровой яме могут храниться канистры с топливом и различный автомобильный инвентарь.
Естественная вентиляция смотровой ямы обеспечивает нормальный воздухообмен. Можно оснастить приямок автономной системой вентилирования с использованием труб диаметром 10–15 см.
Расположение воздушных магистралей выполните следующим образом:

  • входную трубу расположите в углу на расстоянии 10 сантиметров от основания ямы;
  • вытяжную магистраль разместите в дальнем углу на расстоянии 10–15 сантиметров от потолка гаража и выведите за пределы помещения, обеспечив необходимое возвышение над уровнем крыши.

Рекомендуем в холодное время года прикрывать смотровой приямок, чтобы предотвратить попадание влаги и резкие перепады температуры.

Видео по теме

Ознакомившись с видео, можно получить дополнительную информацию об устройстве системы вентиляции.

Как сделать вентиляцию погреба под гаражом?

Если гаражное помещение оборудовано подвалом, то его необходимо дополнительно вентилировать. Для этого потребуется соорудить отдельную магистраль вытяжной системы вентиляции.

Вытяжная вентиляция обязательна для подвальных помещений, расположенных в гаражах. В подвале, как правило, достаточно сыро и гаражная вентиляция не в состоянии снизить влажность в помещении.

Хранение сельскохозяйственной продукции и домашней консервации допускается при условии надёжной вентиляции подвального помещения.

Воздухообмен в помещении может осуществляться естественным, комбинированным или механическим способом. Однако обычная вентиляция естественного типа в состоянии обеспечить благоприятный микроклимат подвального помещения. Самостоятельно несложно выполнить установку такой конструкции, используя канализационные трубы, изготовленные из пластика.

Устанавливая вентиляционную систему, соблюдайте следующие требования:

  1. Тщательное рассчитайте диаметр отверстий, необходимых для подвода воздушных магистралей.
  2. Расположите приточную трубу на расстоянии 0,2–0,5 м от основания погреба и выведите её за пределы помещения.
  3. Обеспечьте расположение труб в противоположных частях погреба.
  4. Вытяжную шахту смонтируйте в потолочной части подвала и выведите вертикально через крышу гаражного помещения.
  5. Утеплите вытяжную трубу, чтобы предотвратить образование конденсата.
  6. Закройте внешний выход воздушной шахты с помощью защитного колпака.
  7. Обеспечьте минимум изгибов магистралей и радиусных поворотов.
  8. Используйте трубы одного диаметра, обеспечивающие равную интенсивность циркуляции воздуха.

Для удаления конденсата на вытяжной магистрали целесообразно предусмотреть установку ёмкости для сбора влаги.

При устройстве вентиляции установите кран для отвода конденсата

Более эффективную вентиляцию помещения подвала в зимнее время сможет обеспечить система принудительного воздухообмена. Однако, естественной вентиляции в подвале достаточно для обеспечения сохранности овощей и фруктов.

Многие владельцы транспортных средств, имеющие дачные участки, оборудуют в гаражах овощные ямы, предназначенные для хранения выращенного урожая.

Внешне овощная яма напоминает погреб

Конструкция овощной ямы аналогична подвалу, однако, отличается уменьшенными размерами. Сохранить в яме собранный урожай можно только при отсутствии сырости в помещении.

Независимо от размеров ямы, обязательное условие — устройство приточно-вытяжной вентиляции.

Без притока воздуха перепад температуры внутри и снаружи помещения неизбежно приведёт к образованию на стенах ямы конденсата и развитию плесени. Только постоянная вентиляция может гарантировать сохранность сельскохозяйственной продукции и поддержание необходимой для хранения овощей влажности благодаря притоку внешнего воздуха.

Для вентилирования ямы можно установить в центре приямка трубу, по которой тёплый и увлажнённый воздух сможет выйти наружу. Этот простой способ циркуляции позволит оставаться помещению сухим. Если влага всё-таки появилась, удлините трубу или смонтируйте на магистрали дополнительный вентилятор. Однако не стоит экспериментировать. Обеспечить надёжный воздухообмен позволит приточно-вытяжной метод вентиляции. Расчёт площади труб и особенности установки аналогичны выполнению работ для подвального помещения.

Владельцы гаражей не всегда оборудуют подвалы или овощные ямы. В ряде ситуаций удобнее и быстрее установить кессон — цельную водонепроницаемую конструкцию, изготовленную из пластика.

Сохранность продуктов обеспечивает надежная система вентиляции

В кессоне удобно хранить заготовки и сельскохозяйственную продукцию, для чего необходимо оборудовать кессон вентиляционной системой. Существуют различные решения, предусматривающие использование приточно-вытяжной вентиляции или применение небольших вентиляторов. Независимо от конструктивных особенностей системы воздухообмена, важно обеспечить внутри ёмкости оптимальный температурный режим и влажность.

Устанавливая своими силами вентиляционное оборудование в гараже, можно организовать естественную вентиляцию или смонтировать дорогостоящее оборудование. Для обеспечения воздухообмена в гараже, оборудованном погребом, достаточно естественной или комбинированной циркуляции, а для подземных стоянок требуется принудительная подача воздуха. Выбор метода воздухообмена определяется финансовыми возможностями владельца транспортного средства и внешними факторами. Важно оборудовать гараж системой эффективной циркуляции воздуха. Вентиляция гаражного помещения, выполненная с учётом приведённых рекомендаций, обеспечит эффективный воздухообмен, создаст благоприятный микроклимат. Только так можно защитить транспортное средство от губительного воздействия коррозионных процессов, а также обеспечить нормальные условия хранения продуктов в гаражном подвале.

Здравствуйте! Меня зовут Дмитрий. Мне 52 года. По образованию инженер-механик. Три года назад освоил профессию копирайтера. Уверен, что моя инженерная подготовка и практический опыт помогут в написании интересных и читабельных статей. Думаю, что они заинтересуют читателей. Считаю интересной и полезной тематику, предлагаемую на сайте. Для меня это возможность приобрести опыт и поделиться знаниями.

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

Размеры, расчет и проектирование воздуховодов для обеспечения эффективности

как спроектировать систему воздуховодов ws

Как спроектировать систему воздуховодов. В этой статье мы узнаем, как рассчитать и спроектировать систему воздуховодов для повышения эффективности. Мы включим полностью проработанный пример, а также использование моделирования CFD для оптимизации производительности и эффективности с помощью SimScale. Прокрутите вниз, чтобы посмотреть БЕСПЛАТНЫЙ видеоурок на YouTube!

🏆🏆🏆 Создайте бесплатную учетную запись SimScale для тестирования облачной платформы моделирования CFD здесь: https: // www.simscale.com/ Имея более 100 000 пользователей по всему миру, SimScale представляет собой революционную облачную платформу CAE, которая дает мгновенный доступ к технологиям моделирования CFD и FEA для быстрого и легкого виртуального тестирования, сравнения и оптимизации конструкций в нескольких отраслях, включая HVAC , AEC и электроника .

Методы проектирования воздуховодов

Существует множество различных методов, используемых для проектирования вентиляционных систем, наиболее распространенными из которых являются:

  • Метод снижения скорости: (Жилые или небольшие коммерческие установки)
  • Метод равного трения: (от среднего до большого размера коммерческие установки)
  • Восстановление статического электричества: Очень большие установки (концертные залы, аэропорты и промышленные объекты)

В этом примере мы сосредоточимся на методе равного трения, поскольку это наиболее распространенный метод, используемый для коммерческих систем HVAC, и его достаточно просто следовать.

Пример проектирования

План здания

Итак, мы сразу перейдем к проектированию системы. Мы возьмем небольшое инженерное бюро в качестве примера, и мы хотим сделать чертеж-компоновку здания, который мы будем использовать для проектирования и расчетов. Это действительно простое здание, в нем всего 4 офиса, коридор и механическое помещение, в котором будут расположены вентилятор, фильтры и воздухонагреватель или охладитель.

Нагрузка на отопление и охлаждение в здании

Первое, что нам нужно сделать, это рассчитать нагрузку на отопление и охлаждение для каждой комнаты.Я не буду рассказывать, как это сделать, в этой статье, нам придется рассказать об этом в отдельном руководстве, так как это отдельная предметная область.

После того, как они у вас есть, просто подсчитайте их вместе, чтобы найти самую большую нагрузку, поскольку нам нужно определить размер системы, чтобы она могла работать при пиковом спросе. Охлаждающая нагрузка обычно самая высокая, как в данном случае.

Теперь нам нужно преобразовать охлаждающую нагрузку в объемный расход, но для этого нам сначала нужно преобразовать это в массовый расход, поэтому мы используем формулу:

mdot = Q / (cp x Δt)

Рассчитать массовый расход воздуха скорость от охлаждающей нагрузки

Где mdot означает массовый расход (кг / с), Q — охлаждающая нагрузка помещения (кВт), cp — удельная теплоемкость воздуха (кДж / кг.K), а Δt — разница температур между расчетной температурой воздуха и расчетной температурой обратки. Просто отметим, что мы будем использовать стандартную скорость 1,026 кДж / кг.k., а дельта T должна быть меньше 10 * C, поэтому мы будем использовать 8 * c.

Нам известны все значения этого параметра, поэтому мы можем рассчитать массовый расход (сколько килограммов в секунду воздуха необходимо для поступления в комнату). Если мы посмотрим на расчет для помещения 1, то увидим, что он требует 0,26 кг / с. Поэтому мы просто повторяем этот расчет для остальной части комнаты, чтобы найти все значения массового расхода.

Расчет массового расхода воздуха для каждой комнаты

Теперь мы можем преобразовать их в объемный расход. Для этого нам нужен определенный объем или плотность воздуха. Мы укажем 21 * c и примем атмосферное давление 101,325 кПа. Мы можем найти это в наших таблицах свойств воздуха, но я предпочитаю использовать онлайн-калькулятор http://bit.ly/2tyT8yp, поскольку он работает быстрее. Мы просто добавляем эти числа и получаем плотность воздуха 1,2 кг / м3.

Вы видите, что плотность измеряется в кг / м3, но нам нужен удельный объем, который составляет м3 / кг, поэтому для преобразования мы просто возьмем обратное, что означает вычисление 1.-1), чтобы получить ответ 0,83 м3 / кг.
Теперь, когда у нас есть, что мы можем рассчитать объемный расход по формуле:

vdot = mdot, умноженное на v.

Рассчитайте объемный расход воздуха, исходя из массового расхода

, где vdot равно объемному расходу, mdot равно массовому расходу скорость комнаты и v равна удельному объему, который мы только что рассчитали.
Таким образом, если мы опустим эти значения для помещения 1, мы получим объемный расход 0,2158 м3 / с, то есть сколько воздуха необходимо для входа в комнату, чтобы удовлетворить охлаждающую нагрузку.Так что просто повторите этот расчет для всех комнат.

Объемный расход воздуха в здании — размер воздуховода

Теперь мы нарисуем наш маршрут воздуховода на плане этажа, чтобы начать его размер.

Схема воздуховодов

Прежде чем мы продолжим, нам нужно рассмотреть некоторые вещи, которые будут играть большую роль в общей эффективности системы.

Соображения по конструкции

Первый вопрос — форма воздуховода. Воздуховоды бывают круглой, прямоугольной и плоскоовальной формы.Круглый воздуховод, безусловно, является наиболее энергоэффективным типом, и это то, что мы будем использовать в нашем рабочем примере позже. Если мы сравним круглый воздуховод с прямоугольным, мы увидим, что:

Сравнение круглого и прямоугольного воздуховода

Круглый воздуховод с площадью поперечного сечения 0,6 м2 имеет периметр 2,75 м
Прямоугольный воздуховод с равной площадью поперечного сечения имеет периметр 3,87 м
Таким образом, прямоугольный воздуховод требует больше металла для своей конструкции, что увеличивает вес и стоимость конструкции.Более крупный периметр также означает, что больше воздуха будет контактировать с материалом, и это увеличивает трение в системе. Трение в системе означает, что вентилятор должен работать интенсивнее, а это приводит к более высоким эксплуатационным расходам. По возможности всегда используйте круглый воздуховод, хотя во многих случаях необходимо использовать прямоугольный воздуховод, поскольку пространство ограничено.

Падение давления в воздуховодах

Второе, что следует учитывать, — это материал, из которого изготовлены воздуховоды, и шероховатость этого материала, поскольку он вызывает трение. Например, если у нас есть два воздуховода с одинаковыми размерами, объемным расходом и скоростью, единственная разница заключается в материале.Один изготовлен из стандартной оцинкованной стали, другой — из стекловолокна, перепад давления на расстоянии 10 м для этого примера составляет около 11 Па для оцинкованной стали и 16 Па для стекловолокна.

Энергоэффективная арматура для воздуховодов

Третье, что мы должны учитывать, — это динамические потери, вызванные арматурой. Мы хотим использовать максимально гладкую фурнитуру для повышения энергоэффективности. Например, используйте изгибы с большим радиусом, а не под прямым углом, поскольку резкое изменение направления тратит огромное количество энергии.

Моделирование воздуховодов CFD

Мы можем быстро и легко сравнить характеристики воздуховодов различных конструкций с помощью CFD или вычислительной гидродинамики. Эти симуляции были произведены с использованием революционной облачной инженерной платформы CFD и FEA компанией SimScale, которая любезно спонсировала эту статью.
Вы можете получить бесплатный доступ к этому программному обеспечению, щелкнув здесь, и они предлагают несколько различных типов учетных записей в зависимости от ваших потребностей моделирования.

SimScale не ограничивается только проектированием воздуховодов, он также используется для центров обработки данных, приложений AEC, проектирования электроники, а также термического и структурного анализа.

Просто взгляните на их сайт, и вы можете найти тысячи симуляторов для всего, от зданий, систем отопления, вентиляции и кондиционирования, теплообменников, насосов и клапанов до гоночных автомобилей и самолетов, которые можно скопировать и использовать в качестве шаблонов для вашего собственного дизайна. анализ.

Они также предлагают бесплатные вебинары, курсы и учебные пособия, которые помогут вам настроить и запустить собственное моделирование. Если, как и я, у вас есть некоторый опыт создания симуляций CFD, то вы знаете, что этот тип программного обеспечения обычно очень дорогое, и вам также понадобится мощный компьютер для его запуска.

Однако с SimScale все можно сделать из веб-браузера. Поскольку платформа основана на облаке, их серверы выполняют всю работу, и мы можем получить доступ к нашим проектным симуляциям из любого места, что значительно упрощает нашу жизнь как инженеров.

Итак, если вы инженер, дизайнер, архитектор или просто кто-то заинтересован в испытании технологии моделирования, то я настоятельно рекомендую вам проверить это программное обеспечение, получить бесплатную учетную запись, перейдя по этой ссылке.

CFD стандартная и оптимизированная конструкция воздуховодов

Теперь, если мы посмотрим на сравнение двух конструкций, мы увидим стандартную конструкцию слева и более эффективную конструкцию справа, оптимизированную с помощью simscale.В обеих конструкциях используется скорость воздуха 5 м / с, цвета представляют скорость: синий означает низкую скорость, а красный — области высокой скорости.

Воздуховоды стандартного исполнения

Из цветовой шкалы скорости и линий тока видно, что в схеме слева входящий воздух прямо ударяет по резким поворотам, присутствующим в системе, что вызывает увеличение статического давления. Резкие повороты вызывают появление большого количества областей рециркуляции в воздуховодах, что препятствует плавному движению воздуха.

Тройник на дальнем конце главного воздуховода заставляет воздух внезапно делиться и менять направление. Здесь наблюдается большой обратный поток, который снова увеличивает статическое давление и снижает количество подаваемого воздуха.

Высокая скорость в главном воздуховоде, вызванная резкими поворотами и резкими изгибами, снижает поток в 3 ответвления на оставили.

Воздуховоды, оптимизированная конструкция, энергоэффективность

Если теперь мы сосредоточимся на оптимизированной конструкции справа, мы увидим, что используемые фитинги имеют гораздо более гладкий профиль без внезапных препятствий, рециркуляции или обратного потока, что значительно улучшает скорость воздушного потока в системе.В дальнем конце основного воздуховода воздух делится на две ветви через пологую изогнутую тройниковую секцию. Это позволяет воздуху плавно менять направление и, таким образом, не происходит резкого увеличения статического давления, а скорость потока воздуха в комнаты резко увеличивается.

Три ответвления в главном воздуховоде теперь получают равный воздушный поток, что значительно улучшает конструкцию. Это связано с тем, что дополнительная ветвь теперь питает три меньшие ветви, позволяя некоторой части воздуха плавно отделяться от основного потока и поступать в эти меньшие ветви.

С учетом этих соображений мы можем вернуться к конструкции воздуховода.

Этикетки для воздуховодов и фитингов

Теперь нам нужно пометить каждую секцию воздуховодов, а также фитинги буквой. Обратите внимание, что мы проектируем здесь только очень простую систему, поэтому я включил только воздуховоды и базовую арматуру, я не включил такие вещи, как решетки, впускные отверстия, гибкие соединения, противопожарные клапаны и т. Д.

Теперь мы хотим сделать стол с строки, помеченные как в примере. Каждому воздуховоду и штуцеру нужен отдельный ряд. Если воздушный поток разделяется, например, в тройнике, тогда нам нужно добавить линию для каждого направления, мы увидим это позже в статье.

Просто добавьте буквы в отдельные строки и укажите, какой тип фитинга или воздуховода соответствует.

Диаграмма расхода воздуха в воздуховодах

Мы можем начать вводить некоторые данные, сначала мы можем включить объемный расход для каждого из ответвлений, это просто, так как это просто объемный расход для помещения, которое он обслуживает. Вы можете видеть на диаграмме, которую я заполнил.

Схема воздуховодов Расходы в основных воздуховодах

Затем мы можем приступить к определению размеров главных воздуховодов. Для этого убедитесь, что вы начинаете с самого дальнего главного воздуховода.Затем мы просто складываем объемные расходы для всех ответвлений после этого. Для главного воздуховода G мы просто суммируем ветви L и I. Для D это просто сумма L I и F, а для воздуховода A — это сумма L, I, F и C. Просто введите их в таблицу.

По черновому чертежу мы измеряем длину каждой секции воздуховода и заносим ее в таблицу.

Размеры воздуховодов — Как определить размеры воздуховодов

Для определения размеров воздуховодов вам понадобится таблица размеров воздуховодов. Вы можете получить их у производителей воздуховодов или в отраслевых организациях, таких как CIBSE и ASHRAE.Если у вас его нет, вы можете найти их по следующим ссылкам. Ссылка 1 и Ссылка 2

Эти диаграммы содержат много информации. Мы можем использовать их, чтобы найти падение давления на метр, скорость воздуха, объемный расход, а также размер воздуховода. Схема диаграммы может немного отличаться в зависимости от производителя, но в этом примере вертикальные линии показывают падение давления на метр воздуховода. Горизонтальные линии показывают объемный расход. Нисходящие диагональные линии соответствуют скорости, восходящие диагональные линии — диаметру воздуховода.

Мы начинаем определение размеров с первого главного воздуховода, который является участком А. Чтобы ограничить шум в этом разделе, мы укажем, что максимальная скорость его может составлять не более 5 м / с. Мы знаем, что для этого воздуховода также требуется объемный расход 0,79 м3 / с, поэтому мы можем использовать скорость и объемный расход, чтобы найти недостающие данные.

Пример размера воздуховода

Возьмем диаграмму и прокрутим ее снизу слева, пока не достигнем объемного расхода 0,79 м3 / с. Затем мы определяем точку, где линия скорости составляет 5 м / с, и проводим линию поперек, пока не достигнем ее.Затем, чтобы найти перепад давления, мы проводим вертикальную линию вниз от этого пересечения. В данном случае мы видим, что он составляет 0,65 Па на метр. Так что добавьте эту цифру в диаграмму. Поскольку мы используем метод равного падения давления, мы можем использовать это падение давления для всех длин воздуховодов, поэтому заполните и их. Затем мы снова прокручиваем вверх и выравниваем наше пересечение с направленными вверх диагональными линиями, чтобы увидеть, что для этого требуется воздуховод диаметром 0,45 м, поэтому мы также добавляем его в таблицу.

Нам известны объемный расход и падение давления, поэтому теперь мы можем рассчитать значения для секции C, а затем для остальных воздуховодов.

Для остальных воздуховодов мы используем тот же метод.

Подбор размеров воздуховода, метод равного давления

На схеме мы начинаем с рисования линии от 0,65 Па / м на всем протяжении вверх, а затем проводим линию поперек нашего требуемого объемного расхода, в данном случае для секции C нам нужно 0,21 м3 / с . На этом пересечении мы проводим линию, чтобы найти скорость, и мы видим, что она попадает в пределы линий 3 и 4 м / с, поэтому нам нужно оценить значение, в этом случае оно составляет около 3,6 м / с, поэтому мы добавляем что к диаграмме.Затем мы рисуем еще одну линию на другой диагональной сетке, чтобы найти диаметр нашего воздуховода, который в данном случае составляет около 0,27 м, и мы тоже добавим его в таблицу.

Повторяйте этот последний процесс для всех оставшихся воздуховодов и ответвлений, пока таблица не будет заполнена.

Теперь найдите общие потери в воздуховоде для каждого воздуховода и ответвления. Это очень легко сделать, просто умножив длину воздуховода на падение давления на метр. В нашем примере мы обнаружили, что оно составляет 0,65 Па / м. Проделайте то же самое со всеми воздуховодами и ответвлениями на столе.

Подбор размеров фитингов для воздуховодов

Первый фитинг, который мы рассмотрим, это изгиб 90 * между воздуховодами J и L

Для этого мы ищем наш коэффициент потерь для изгиба у производителя или отраслевого органа, вы можете найти, что нажав на эту ссылку.

Коэффициент потерь давления в фитинге колена воздуховода

В этом примере мы видим, что коэффициент равен 0,11

Затем нам нужно рассчитать динамические потери, вызванные изгибом, изменяющим направление потока. Для этого мы используем формулу Co, умноженную на rho, умноженную на v в квадрате, деленную на 2, где co — наш коэффициент, rho — плотность воздуха, а v — скорость.

Формула потери давления на изгибе воздуховода

Мы уже знаем все эти значения, поэтому, если мы опустим цифры, мы получим ответ 0,718 паскаля. Так что просто добавьте это в таблицу. (Посмотрите видео внизу страницы, чтобы узнать, как это вычислить).

Падение давления на тройнике в воздуховоде

Следующий фитинг, который мы рассмотрим, это тройник, который соединяет основной воздуховод с ответвлениями. Мы будем использовать пример тройника с буквой H между G и J в системе. Теперь для этого нам нужно учесть, что воздух движется в двух направлениях, прямо насквозь, а также сворачивает в ответвление, поэтому нам нужно выполнить расчет для обоих направлений.

Если мы посмотрим на воздух, движущийся по прямой, то сначала мы найдем соотношение скоростей, используя формулу скорости на выходе, деленной на скорость на входе. В этом примере выход воздуха составляет 3,3 м / с, а входящий — 4 м / с, что дает us 0,83

Затем мы выполняем еще один расчет, чтобы найти отношение площадей, для этого используется формула: диаметр вне квадрата, деленный на диаметр в квадрате. В этом примере выходной диаметр составляет 0,24 м, а внутренний диаметр — 0,33 м, поэтому, если мы возведем их в квадрат, а затем разделим, мы получим 0.53

Теперь мы ищем фитинги, которые мы используем, от производителя или отраслевого органа, снова ссылка здесь для этого.

Размер тройника для воздуховода

В руководствах мы находим две таблицы, одна из которых зависит от направления потока. Мы используем прямое направление, поэтому определяем ее местонахождение и затем просматриваем каждое соотношение, чтобы найти коэффициент потерь. Здесь вы можете увидеть, что оба рассчитанных нами значения попадают между значениями, указанными в таблице, поэтому нам необходимо выполнить билинейную интерполяцию. Чтобы сэкономить время, мы просто воспользуемся онлайн-калькулятором, чтобы найти это, ссылка здесь (посмотрите видео, чтобы узнать, как выполнить билинейную интерполяцию).

Мы заполняем наши значения и находим ответ 0,143

Расчет потерь давления в тройнике

Теперь мы рассчитываем динамические потери для прямого пути через тройник, используя формулу co, умноженную на rho, умноженную на v в квадрате, деленную на 2. Если мы опускаем наши значения и получаем ответ в 0,934 паскаля, так что добавьте это в таблицу.

Затем мы можем рассчитать динамические потери для воздуха, который превращается в изгиб. Для этого мы используем те же формулы, что и раньше. Выходная скорость рассчитывается путем вычисления нашего отношения скоростей.Затем мы находим соотношение площадей, используя формулу: диаметр вне квадрата, деленный на диаметр в квадрате. Мы берем наши значения из нашей таблицы и используем 3,5 м / с, разделенные на 4 м / с, чтобы получить 0,875 для отношения скоростей, и мы используем 0,26 м в квадрате, деленные на 0,33 м в квадрате, чтобы получить 0,62 для отношения площадей.

Изгиб фитинга тройника с потерями

Затем мы воспользуемся таблицей изгиба для тройника, опять же между значениями, указанными в таблице, поэтому нам нужно найти числа, используя билинейную интерполяцию. Мы опускаем значения, чтобы получить ответ 0.3645 паскалей. Так что просто добавьте это в таблицу.

Теперь повторите этот расчет для других тройников и фитингов, пока таблица не заполнится.

Нахождение индексного участка — размер воздуховода

Затем нам нужно найти индексный участок, который является участком с наибольшим падением давления. Обычно это самый длинный пробег, но он также может быть пробегом с наибольшим количеством приспособлений.

Мы легко находим, складывая все потери давления от начала до выхода каждой ветви.

Например, чтобы добраться от A до C, мы теряем 5.04 Па
A (1,3 Па) + B (1,79 Па) + C (1,95 Па)

От A до F мы теряем 8,8 Па
A (1,3 Па) + B (1,7 Па) + D (1,3 Па) + E ( 2,55 Па) + F (1,95)

От A до I мы теряем 10,56
A (1,3 Па) + B (1,7 Па) + D (1,3 Па) + E (1,34 Па) + G (2,6 Па) + H ( 0,36 Па) + I (1,95 Па)

От A до L мы теряем 12,5 Па
A (1,3 Па) + B (1,7 Па) + D (1,3 Па) + E (1,34 Па) + G (2,6 Па) + H (0,93 Па) + J (0,65 Па) + K (0,72 Па) + L (1,95 Па)

Следовательно, вентилятор, который мы используем, должен преодолевать пробег с наибольшими потерями, а именно A — L с 12.5pa, это индексный прогон.

Заслонки воздуховода — балансировка системы

Чтобы сбалансировать систему, нам нужно добавить заслонки к каждому из ответвлений, чтобы обеспечить равный перепад давления во всем, чтобы достичь проектных расходов в каждой комнате.

Мы можем рассчитать, какой перепад давления должен обеспечивать каждый демпфер, просто вычитая потери в ходе прогона из индексного прогона.

От A до C составляет 12,5 Па — 5,04 Па = 7,46 Па

От A до F составляет 12,5 Па — 8,8 Па = 3,7 Па

От A до I составляет 12.5 Па — 10,56 Па = 1,94 Па

И это наша система воздуховодов. Мы сделаем еще один урок, посвященный дополнительным способам повышения эффективности системы воздуховодов.

Как рассчитать вентиляционные трубы для печи | Home Guides

Расчет трубопроводов и фитингов, составляющих вентиляционную систему для печи, зависит от конкретной печи и точки выхода вентиляционного отверстия снаружи здания. Обычно вентиляционные отверстия прикрепляются к фланцу в верхней или задней части печи и могут проходить через крышу или через внешнюю стену.Всегда заранее консультируйтесь с местным строительным отделом, чтобы определить правильную точку выхода вентиляционного отверстия. С этого момента вы можете рассчитать трубы и фитинги.

Вентиляция через внешнюю стену

Измерьте диаметр круглого фланца, где вентиляционное отверстие прикрепляется к задней части печи. Это определяет размер вентиляционной трубы, фитингов и гидроизоляции, необходимых для установки вентиляционной системы.

Обратитесь к инструкциям производителя по установке или требованиям строительного отдела относительно минимального расстояния или зазора между печью и задней стеной обогревательного шкафа, стены гаража или подвала.Обратите внимание на это измерение.

Измерьте ширину дверного косяка или оконной рамы у стены, на которой будет устанавливаться вентиляционное отверстие. Совместите зазор с толщиной стены, чтобы определить необходимое количество вентиляционной трубы. Включите гидроизоляцию, устанавливаемую снаружи стены, и вентиляционную манжету, изолирующую вентиляционную трубу в том месте, где она проходит через стену.

Вентиляционное отверстие через крышу

Измерьте диаметр фланца в верхней части печи, чтобы определить диаметр вентиляционных труб, вентиляционных воротников, гидроизоляции крыши и любых смещенных фитингов, которые могут потребоваться.Измерьте расстояние от верха топки до потолка над местом расположения топки. Отметьте это измерение как часть необходимой вентиляционной трубы. Включите хомут воздуховода для отверстия в потолке.

Доступ на чердак по стремянке или чердачной лестнице. Пройдите по верхним краям балок перекрытия и перейдите в область над местом расположения печи.

Измерьте расстояние по вертикали от верхней стороны потолка до нижней стороны обшивки крыши и добавьте 36 дюймов для зазора над крышей.Обратите внимание на количество вентиляционной трубы, необходимое на чердаке. Включите кровельный оклад и трубный хомут, которым труба крепится сбоку от стропил. Переходите к следующему шагу, если какие-либо обрамляющие воздуховоды или воздуховоды для кондиционирования воздуха не допускают прямой вертикальный монтаж через крышу.

Определите количество фитингов со смещением под углом 45 градусов, необходимых для установки труб и избегайте контакта с деревянными опорами или воздуховодами системы кондиционирования воздуха. Обычно вентиляционные трубы печи не могут находиться в пределах шести дюймов от деревянного каркаса и изолированных каналов кондиционирования воздуха.В зависимости от инструкций производителя или требований строительного отдела может потребоваться установка длинной секции вентиляционного отверстия под углом 45 градусов для достижения необходимого зазора. Еще одно смещение под углом 45 градусов прикреплено к верхнему концу этой секции трубы, чтобы переходить вертикально и проходить через крышу.

Ссылки

Наконечники

  • Многие типы вентиляционных труб и фитингов защелкиваются. Для других типов требуются винты с полукруглой головкой на каждом соединении.См. Инструкции по установке, чтобы узнать размер необходимых винтов.
  • Обсудите трубы, фитинги и установку с лицензированным подрядчиком по отоплению, прежде чем покупать какие-либо материалы для вентиляционных трубопроводов.

Writer Bio

Уильям Мачин начал работать в строительстве в возрасте 15 лет, еще учась в средней школе. За 35 лет он приобрел опыт на всех этапах жилищного строительства, модернизации и реконструкции. Его хобби — лошади, мотоциклы, шоссейные гонки и спортивная рыбалка.Он изучал архитектуру в колледже Тафта.

Полевое измерение скорости естественной вентиляции в идеализированном полномасштабном здании, расположенном в шахматном городском массиве: сравнение индикаторного газа и методов, основанных на давлении

Основные характеристики

Подробное сравнение измеренных полномасштабных значений интенсивности вентиляции с использованием индикаторного газа и методов, основанных на давлении.

Измеренные скорости вентиляции на основе индикаторного газа и давления не связаны линейно в реальных метеорологических условиях.

Лучшее совпадение достигается между двумя методами измерения, если неочевидная струя формируется возле отверстия в корпусе решетки.

Abstract

В настоящее время не существует четких стандартов для определения норм естественной вентиляции городских зданий, особенно при меняющихся реальных метеорологических условиях. В этом исследовании интенсивность вентиляции определяется с помощью измерений распада индикаторного газа и давления для полномасштабного куба (6 м высотой).Куб был либо изолирован (2 месяца наблюдений), либо укрыт в шахматном порядке (7 месяцев) как для односторонней, так и для поперечной вентиляции (отверстия 0,4 м × 1 м). Скорость ветра на высоте куба составляла от 0,04 мс -1 до 13,1 мс -1 . Ошибки для обоих методов вентиляции тщательно оцениваются. Нет заметной линейной зависимости между нормализованной интенсивностью вентиляции двумя методами, за исключением перекрестной вентиляции в случае массива. Соотношение скорости вентиляции, полученной из индикаторного газа и давления, оценивается в зависимости от направления ветра.Для односторонних (открывание с подветренной стороны) случаев оно приближалось к 1. Для перекрестной вентиляции соотношение было ближе к 1, но с большим разбросом. Одно из объяснений состоит в том, что согласие лучше, когда внутреннее перемешивание менее доминирует струйное, то есть для наклонных направлений в изолированном случае и для всех направлений для нестационарных потоков массива. Укрытие может снизить скорость вымывания индикаторного газа из куба по сравнению со скоростью внутреннего перемешивания. Этот новый набор данных обеспечивает широкий диапазон условий для оценки числовой модели и понимания неопределенности скорости вентиляции.Знание последнего имеет решающее значение при проектировании зданий.

Ключевые слова

Естественная вентиляция

Скорость вентиляции

Индикаторный газ

Полномасштабный

Давление

Направление ветра

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Посмотреть аннотацию

© 2018 Авторы. Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

(PDF) LoopDA 3.0 — Руководство пользователя программного обеспечения для проектирования и анализа естественной вентиляции

6

4.Щелкните правой кнопкой мыши стены, чтобы разместить значки путей воздушного потока, которые соединяют зоны. Вы также можете использовать инструмент для рисования воздуховодов

для рисования воздуховодов. Лучше всего нарисовать все секции воздуховода до того, как

определит их. Типичный воздуховод состоит из трех частей: впускного фитинга, сегмента и выпускного фитинга

, каждая из которых разделена значком соединения. [См. Чертеж воздуховодов]

5. Определите каждый из путей потока и сегментов воздуховода, дважды щелкнув по очереди каждый неопределенный значок

или сегмент и задав свойства по желанию в соответствующих диалоговых окнах

, которые будут отображаться.Вам будет предложено выбрать тип воздушного потока или элемент потока в воздуховоде

, который должен представлять взаимосвязь между воздушным потоком и падением давления через

путь потока, например, силовой затвор, диафрагму или саморегулирующийся вентиль, или воздуховод, например , сегмент или

клемма / штуцер.

ПРИМЕЧАНИЕ. Вы можете проверить давление ветра на путях и на концах воздуховодов, прилегающих к окружающей зоне

, переключившись в режим давления ветра на SketchPad через меню View

.Отобразится масштабированный набор красных линий, указывающих относительное давление на каждом отверстии

. Строка состояния / всплывающая подсказка покажет давление ветра на текущем выбранном пути конверта

или значке клеммы воздуховода.

6. Используйте инструмент рисования контура (стрелка), чтобы нарисовать предполагаемые схемы воздушного потока (контуры давления)

через пути потока и каналы. Начните рисовать за пределами здания и нарисуйте в направлении

, в котором вы хотите, чтобы воздух проходил через пути воздушного потока.Рисование остановится, когда

выйдете из здания через поток или воздуховод. Обратите внимание, что стрелки, которые вы рисуете, представляют

концепцию сохранения давления в методе расчета по петлевому уравнению.

7. Определите расчетные условия для случая, над которым вы работаете, в диалоговом окне «Расчетные данные».

, доступном в меню «Расчеты»:

o Температура наружного воздуха и скорость ветра

o Заданные значения температуры охлаждения и нагрева в зоне: Tcsp и Thsp

8.Откройте диалоговое окно Simple Thermal Design через меню расчетов по следующему адресу:

a. пересмотреть требуемый расход воздуха для каждой зоны

b. установить скорость воздушного потока для каждого контура в соответствии с требуемой скоростью воздушного потока

c. выполнить расчет Simple Thermal Design для балансировки воздушных потоков и определить

температур для каждой зоны, пути воздушного потока и воздуховода

9. Дважды щелкните значок стрелки каждого контура, чтобы открыть диалоговое окно «Свойства контура давления», а

просмотрите асимптотические отношения между компонентами, чтобы быть размером.В этом анализе

используется обратная форма элементов воздушного потока для представления возможных расчетных кривых. Установите

для каждого компонента по очереди, пока все они не будут определены.

10. Шаги 1–9 по существу формируют проектную часть процесса для заданного набора проектных

условий (например, температуры наружного воздуха и скорости ветра). После того, как проектная часть процесса

будет завершена для данного набора проектных условий, используйте команду Run Simulation

в меню Calculation для выполнения расчетного расчета.Это позволит

вычислить скорость воздушного потока для выбранной вами комбинации размеров.

11. После успешного запуска моделирования SketchPad переключается в режим отображения результатов

. В этом режиме будут отображаться масштабированные линии для отображения относительной скорости воздушного потока

и разницы давлений на каждом пути воздушного потока и значка клеммы воздуховода, а также состояния

% PDF-1.7
%
1749 0 объект
>
эндобдж

xref
1749 77
0000000016 00000 н.
0000003500 00000 н.
0000003823 00000 н.
0000003877 00000 н.
0000004007 00000 н.
0000004413 00000 н.
0000004463 00000 н.
0000004528 00000 н.
0000005455 00000 н.
0000006128 00000 н.
0000006757 00000 н.
0000007028 00000 н.
0000007688 00000 н.
0000007945 00000 н.
0000008547 00000 н.
0000009034 00000 н.
0000009285 00000 п.
0000009873 00000 п.
0000010268 00000 п.
0000058465 00000 п.
0000089249 00000 п.
0000124669 00000 н.
0000124726 00000 н.
0000140759 00000 н.
0000141017 00000 н.
0000141408 00000 н.
0000215322 00000 н.
0000303780 00000 н.
0000304286 00000 п.
0000305434 00000 н.
0000305707 00000 н.
0000306012 00000 н.
0000306063 00000 н.
0000306138 00000 н.
0000306218 00000 н.
0000306382 00000 п.
0000306439 00000 н.
0000306597 00000 н.
0000306653 00000 п.
0000306803 00000 н.
0000306859 00000 н.
0000307031 00000 н.
0000307087 00000 н.
0000307195 00000 н.
0000307251 00000 н.
0000307359 00000 н.
0000307415 00000 н.
0000307517 00000 н.
0000307573 00000 н. I ڤ I & MM44-? ov إ />

Оборудование и системы HVAC — Воздуховоды для механического экзамена PE

Воздуховоды

В области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используются системы распределения воздуха для подачи холодного / горячего воздуха в различные помещения для обеспечения комфорта людей и / или поддержания работоспособности оборудования.Свежий воздух также должен подаваться через систему распределения воздуха для обеспечения надлежащего уровня вентиляции и снижения уровня углекислого газа (CO2).

КАНАЛЫ

Воздух направляется по всему зданию с помощью воздуховодов, которые могут быть изготовлены из металла, пластика или стекловолокна. Как минимально компетентный инженер, человек должен уметь:

1) Определите скорость в воздуховодах.
2) Определите падение давления в воздуховодах.

3) Выберите размер воздуховода в соответствии с требуемой скоростью или перепадом давления.

Уравнение Дарси Вайсбаха

Уравнение, используемое для определения падения давления в воздуховодах, — это уравнение Дарси Вайсбаха.

Переоборудование на более часто используемые установки HVAC и холодоснабжения:

Хотя это уравнение является основным уравнением для определения падения давления, оно чаще всего не используется в области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и охлаждения.В этом поле расчеты падения давления в воздушном потоке выполняются с использованием диаграмм трения. Воздушные потоки, давления, возвышения и конструкция воздуховодов, которые обычно не встречаются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и охлаждения, должны использовать уравнение Дарси.

Определение скорости в воздуховодах для расчета давления.

В области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и охлаждения обычно измеряется в кубических футах в минуту или кубических футах в минуту.Но скорость — это термин, который требуется для определения падения давления воздушного потока в воздуховоде. Чтобы определить скорость, необходимо определить площадь воздуховода. Определение площади воздуховодов представляет собой простой расчет для круглых воздуховодов, которые показаны ниже.

Для прямоугольных и овальных воздуховодов площадь НЕВОЗМОЖНО рассчитать, как показано ниже. Размеры прямоугольного и овального воздуховода ДОЛЖНЫ быть СНАЧАЛА преобразованы в Эквивалентный диаметр. Помните, что для расчета потери давления требуется круглая форма.

Определение диаметра воздуховода

Графики трения и уравнение Дарси обычно зависят от диаметра воздуховода. Таким образом, для воздуховода круглого сечения не требуется никаких расчетов. Однако прямоугольные и овальные воздуховоды должны быть преобразованы в круглые воздуховоды эквивалентного диаметра, прежде чем уравнение может быть правильно завершено. Уравнения для определения эквивалентных диаметров показаны ниже.

Более быстрый способ определить эквивалентный диаметр — использовать Таблицы эквивалентных диаметров для прямоугольных и овальных воздуховодов, приведенные в ASHRAE Fundaments.

Определение падения давления в воздуховодах

После того, как будет найден эквивалентный диаметр воздуховода и известен CFM, просто обратитесь к таблицам трения для воздуховодов и просто считайте падение давления. Этот процесс более подробно описан в разделе «Размер вентилятора» далее в этом разделе.

Вернуться к механическому P.E. Темы экзаменов

Вентиляция и борьба с жарой — The Dairyland Initiative

ТЕПЛОВАЯ СРЕДСТВА И ВЕНТИЛЯЦИЯ ВЗРОСЛЫХ КОВРОВ

Критерии проектирования вентиляции коровника для взрослых коров

Не существует единой идеальной конструкции вентиляции, которую можно было бы использовать повсеместно, учитывая большое количество молочных коровников, которые подходят для множества вентиляционных решений.

Производители молочных продуктов должны решить, использовать ли для вентиляции коровника естественную, поперечную, туннельную, гибридную систему подачи или систему подачи с избыточным давлением. Мы рекомендуем, чтобы какая бы система ни была выбрана, план должен соответствовать следующим критериям проектирования:

1. Обеспечьте заданную скорость воздуха в микросреде зоны отдыха коровы.

Нам необходимо обеспечить быстрый воздух в зоне отдыха летом и легкий ветерок зимой. Это может быть достигнуто пассивно за счет расположения впуска и размещения перегородки или активно за счет использования вентиляторов и систем подачи труб положительного давления.

2. Отводите тепло, влагу, пыль и ядовитые газы из коровника с достаточной скоростью круглый год.

Вентиляция — это подача свежего воздуха в пространство здания, которое вытесняет загрязненный теплый влажный воздух. Если мы не будем эффективно вытягивать этот воздух, то скот будет подвергаться риску теплового стресса (лето / жаркий климат) и плохого состояния органов дыхания (зима / холодный климат).

3. Убедитесь, что система работает нормально в любое время года.

Слишком часто конструкция системы вентиляции эффективна в течение одного сезона (чаще всего летом), но не работает зимой, когда скорость воздухообмена снижается.Важно с самого начала спроектировать систему, которая может одинаково хорошо работать как при низкой, так и при высокой скорости вентиляции.

Если инженеры будут придерживаться этих критериев проектирования, система будет успешной как для коровы, так и для производителя молочных продуктов.

Контрольный список для проектирования вентиляции:

  • Обеспечивает заданную скорость воздуха в зоне отдыха
  • Обеспечивает адекватную вентиляцию круглый год
  • Хорошо работает в любое время года

Корова и ее тепловая среда

Молочные коровы выделяют много тепла.Корова, дающая 120 фунтов (54 кг) молока в день, производит около 6300 БТЕ (британских тепловых единиц) в час — в два раза больше тепла, чем корова, производящая всего 40 фунтов (18 кг) молока в день (3300 БТЕ / ч). и в 19 раз больше, чем 330 БТЕ / га, производимая человеком в состоянии покоя.

Хотя коровы довольно терпимы к холоду, они подвергаются тепловому стрессу при температуре, которую большинство людей считает комфортной; их термонейтральная зона находится в диапазоне от 40 до 70 o F (от 4 до 21 o ° C). Поэтому при проектировании комфортной тепловой среды для молочного скота необходимо, чтобы она функционировала независимо от вмешательства человека.Коровы не могут дождаться, когда мы включим вентиляторы!

Мы часто держим скот в тепле зимой, что снижает качество воздуха, чтобы рабочие не охлаждались, а летом мы не включаем системы охлаждения при достаточно низкой температуре.

Задача при проектировании коровника зимой — добиться достаточной циркуляции воздуха внутри коровника для получения воздуха хорошего качества. Это ограничит риск респираторных заболеваний и, как правило, означает, что нам необходимо проветривать коровник с частотой от 4 до 8 воздухообменов в час.Между тем, летом потребность в чистом свежем воздухе для вентиляции коровника сохраняется с большей скоростью — примерно от 40 до 60 воздухообменов в час.

Мы знаем, что коровы чувствительны к сочетанию жары и влажности. Чтобы учесть и то, и другое, мы используем индекс температуры и влажности (THI), который регулирует температуру с учетом воздействия высокой влажности для описания климатических условий.

THI рассчитывается как:

THI = (сухой термометр) Наружная температура o F — (0.55- (0,55 x (относительная влажность% / 100)) x (температура наружного воздуха o F — 58)

THI учитывает влияние относительной влажности (RH) на корову. На поведение и продуктивность коров влияет примерно значение THI, равное 68. При относительной влажности 20% это будет при 75 o F (24 o ° C), но при относительной влажности 90% коровы будут испытывать стресс при 69 o F (21 o ° C). Таким образом, чем выше влажность, тем ниже температура окружающей среды, при которой корова будет испытывать тепловой стресс.

Коровы быстро накапливают тепло, когда они лежат (около одного градуса по Фаренгейту (0.5 o C) за час покоя) и рассеивают тепло, когда они стоят (около половины градуса F (0,25 o C) в час). При повышении температуры количество схваток лежа в день остается неизменным, но продолжительность схваток лежа сокращается. Ежедневное время лежания может быстро сокращаться до 6 часов в день во время теплового стресса, поскольку коровы больше стоят и теряют температуру в трусах. Коровы могут выдыхать из легких более 4 галлонов (15 литров) воды в день! Это значительное изменение поведения в сочетании с физиологическими изменениями, происходящими из-за теплового стресса, является причиной клинических признаков, которые мы связываем с жаркой погодой.

Корова оснащена вагинальным регистратором температуры и регистратором активности, определяющим, когда корова стоит (верхняя горизонтальная оранжевая линия) и лежит (нижняя горизонтальная оранжевая линия). Обратите внимание, как температура тела коровы увеличивается, когда она лежит, и снижается, когда она встает. (Из Atkins et al. (2018). Transactions of the American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE) .61 (5): 1475-1485, 2018)

Скучивание — обычная жалоба летом, особенно в стойловых стойлах, где коровы тянутся к центру стойла, а не к боковым стенкам.Этому поведению есть простое объяснение: коровы — пасущиеся животные, и они запрограммированы на поиск тени в жаркую погоду. Стадные коровы пытаются сказать нам, что они горячие и что текущие стратегии снижения жары не позволяют охладить коров в достаточной степени. Скопление также является реакцией на беспокойство мух и может быть вызвано попаданием в стойло устойчивых мух.

Признаки теплового стресса

Производители могут скептически относиться к влиянию теплового стресса на своих коров. Записи по молочным продуктам можно использовать для определения значительного влияния на продуктивность коров, чтобы решить, следует ли вкладывать средства в меры по охлаждению коров.

Контрольные признаки теплового стресса, которые следует искать в документации молочного завода:

  1. Снижение молочной продуктивности — Используйте суточные весы молока, чтобы увидеть снижение молочной продуктивности более чем на 5 фунтов (2 кг) на корову в день в периоды теплой погоды. Не используйте ежемесячные тесты, так как воздействие теплового стресса может происходить между тестами.
  2. Снижение скорости зачатия — обратите внимание на снижение скорости зачатия на 5 или более пунктов в летние месяцы по сравнению со среднегодовой скоростью зачатия.
  3. Увеличение хромоты — Посмотрите в записях о состоянии копыт, чтобы узнать об увеличении кровоизлияний и язв на подошве через два месяца после периода основного теплового стресса, обычно наблюдаемого в начале осени.
  4. Изменения поведения, например, скопление в загонах в теплую погоду.

Любой или все эти признаки указывают на проблему теплового стресса, заслуживающую внимания.

Контрольный список теплового стресса

  • Ваши коровы могут подвергнуться тепловому стрессу, если:
    • Суточный вес молока снижается более чем на 5 фунтов (2 кг) на корову в период теплой погоды
    • Уровень зачатия снижается на 5 или более пунктов в летние месяцы
    • Хромота из-за острой язвы на подошве в начале осени примерно через два месяца после начала течки
    • Коровы собираются летом сбоку от боковых и торцевых стен

Охлаждающие коровы

Коровы теряют тепло из-за механизмов явного и скрытого тепла.Явная потеря тепла происходит без фазового перехода — например, при движении воздуха по коже, вдыхании холодного воздуха и охлаждении при контакте с холодной поверхностью. Скрытая потеря тепла происходит при фазовом переходе — например, при испарении пота и тепловом дыхании. Когда температура окружающей среды приближается к температуре тела, скрытые потери тепла становятся более важными, чем ощутимые потери, так что они могут составлять 80% от общих тепловых потерь при 81 o F (27 o C).

Эффективная система вентиляции должна обеспечивать как ощутимую, так и скрытую теплопередачу, и система должна влиять на микроклимат зоны отдыха коровы, удаляя накопленное тепло для поддержания благоприятного градиента теплопередачи, чтобы корова продолжала отдыхать. .

К сожалению, в большинстве спецификаций вентиляции игнорируется тот простой факт, что воздух в коровнике не распределяется равномерно. Корова живет в загоне внутри коровника, и в этом загоне она лежит в стойле. Эффективный дизайн вентиляции должен учитывать различные микросреды в коровнике, что обычно означает, что какую бы систему вентиляции мы ни выбрали, нам необходимо использовать вентиляторы или перегородки, чтобы влиять на движение воздуха в помещении для отдыха.

Концепция микросреды коровника, загона и стойла (Ветеринарные клиники Северной Америки, 2019)

Также очевидно, что коровы остаются под воздействием теплового стресса после того, как температура окружающей среды начинает снижаться в течение дня.Системы, которые контролируются исключительно температурой окружающей среды, отключают вентиляцию и охлаждение слишком рано, когда коровам все еще требуется помощь. Поэтому мы рекомендуем системы, которые контролируются THI, если это возможно, с переопределениями, чтобы гарантировать, что они продолжат работать после наступления темноты.

Как обеспечить быстрое движение воздуха в зоне отдыха?

Цель любой конструкции вентиляции — обеспечить скорость воздуха от 200 до 400 футов / мин (от 1 до 2 м / с) как можно большему количеству коров в зоне отдыха с помощью перегородок или вентиляторов.

Скорость воздуха может быть направлена ​​в микросреду зоны отдыха коровы с помощью вентиляторов или перегородок, в зависимости от конструкции вентиляционной системы. Перегородки чаще всего используются в конструкциях с перекрестной вентиляцией, а вентиляторы используются как в коровниках с механической, так и естественной вентиляцией.

Насколько быстро это быстро?

В то время как коровы демонстрируют поведенческое предпочтение быстро движущемуся воздуху в жарком климате, очень немногие исследования спрашивают, с какой скоростью воздух должен двигаться.Доступные с 1950 года исследования показывают, что минимальная скорость охлаждающего воздуха (MCAS), которая должна быть обеспечена каждой корове в зоне отдыха, составляет 200 футов / мин (1 м / с). Есть свидетельства того, что есть некоторые дополнительные преимущества в обеспечении увеличенной скорости воздуха до 400 футов / мин (2 м / с), но мало доказательств в поддержку обеспечения скорости воздуха, превышающей эту. Было показано, что скорость воздуха в этом диапазоне снижает частоту дыхания коровы при повышенных температурах, снижает негативное влияние влажности на частоту дыхания, снижает температуру влажной кожи и снижает сопротивление волосяного покрова, тем самым улучшая теплопроводность волосяного слоя.В контролируемых исследованиях не было показано, что высокая скорость воздуха увеличивает время лежания, но, по некоторым данным, это было замечено на фермах с улучшенными системами вентиляции.

Использование перегородок

С целью перенаправления воздуха в зону отдыха коровы использование перегородок рекомендуется только в коровниках с механической перекрестной вентиляцией. В таких сараях над стойлами располагается занавеска или металлическая перегородка.

Были опробованы и смоделированы различные высоты, углы и положения перегородок, что привело к следующим основным рекомендациям:

  1. Лучше всего делать перегородку из материала завесы, чтобы перегородку можно было убрать зимой, когда больше не требуется высокая скорость воздуха.Выдвижные перегородки служат для улучшения циркуляции воздуха зимой при более низкой скорости вентиляции и предотвращения скопления застоявшегося воздуха за ними.
  2. Нижний край перегородки должен выходить на высоту от 9 до 10 футов (от 2,7 до 3 м) над полом сарая, чтобы уменьшить мощность выхлопа, необходимую для вентиляции сарая, при обеспечении достаточной скорости воздуха в зоне отдыха под перегородкой.
  3. Перегородка должна быть вертикальной, так как наклон перегородки лишь незначительно влияет на воздушный поток и увеличивает стоимость установки.
  4. В верхней части перегородки должно быть оставлено открытое пространство примерно 12 дюймов (30 см), чтобы воздух мог выходить через нее, уменьшая конденсацию и скопление застоявшегося воздуха за перегородкой.
  5. Оптимальное размещение перегородок зависит от коровника, но, как правило, перегородки идеально расположены посередине ряда стойл, расположенных напротив друг друга, и влияют на воздушный поток на расстоянии примерно от 10 до 15 футов (от 3 до 4,6 м). Альтернативой является размещение перегородки на краю площадки стойла, ближайшей к входным отверстиям, но необходимо принять меры для защиты перегородки от механизмов, используемых в сарае.
  6. Как показывает опыт, каждая перегородка увеличивает статическое давление в коровнике примерно на 0,017 дюйма рт.

Использование вентиляторов

В предыдущих рекомендациях по размещению вентиляторов в коровниках указывалось, что вентиляторы следует размещать на расстоянии 10 диаметров вентиляторов друг от друга и располагать под углом к ​​коровам. Эта рекомендация не отвечает цели обеспечения достаточной скорости воздушного потока как можно большему количеству коров в зоне отдыха, и ее больше не следует использовать.

Когда воздух выходит из вентилятора, он немедленно контактирует с «неподвижным» воздухом в коровнике. Часть воздуха в коровнике «увлекается» воздушной струей, заставляя струю замедляться и расширяться, создавая «угол увлечения» внутри воздушной струи. Угол увлечения составляет от 22 до 24 градусов и хорошо выражен возле вентилятора, но становится волнообразным по мере удаления от вентилятора. Это явление создает конус быстро движущегося воздуха, покидающего вентилятор, который расширяется по мере удаления от вентилятора.Использование жалюзи перед вентилятором не оказывает существенного влияния на воздушный конус.

Очевидно, что существует широкий диапазон типов и диаметров вентиляторов, используемых для этой цели, с диаметрами вентиляторов от 36 до 72 дюймов (от 91 до 183 см). Вентиляторы большей мощности могут перемещать большее количество воздуха дальше с более высокой скоростью, что позволяет использовать меньшее количество вентиляторов с большим расстоянием между ними и меньшими затратами на проводку и установку. Однако коровы, стоящие и лежащие в стойлах, сами действуют как перегородки, перенаправляя воздух вокруг себя, поэтому стремление к оптимальному распределению скорости воздуха побуждает нас чаще размещать вентиляторы с меньшим расстоянием между ними.

На практике с опорами крыши, обычно расположенными на расстоянии от 10 до 12 футов (от 3 до 3,7 м) по центру, мы рекомендуем разместить один вентилятор от 48 до 55 дюймов (от 122 до 140 см) над стойлами на высоте от 24 до 30 футов ( 7,3–9,1 м), повернутые с одной стороны платформы стойла на противоположную сторону, наклоняя вентилятор так, чтобы он был нацелен на стойло под следующим соседним вентилятором в очереди. Над каждым рядом стойл должны быть вентиляторы. При расположении пера «голова к голове» один веер может располагаться под углом по платформе или они могут располагаться в шахматном порядке по обе стороны от чередующихся опорных стоек.Могут использоваться большие расстояния, если известно, что расстояние выброса вентилятора превышает указанные выше общие рекомендации. Например, циклонные вентиляторы 72 дюйма (183 см) могут быть расположены через каждые 40–60 футов (12,2–18,3 м).

Воздушные форсунки из черного вентилятора обеспечивают быстрое движение воздуха непосредственно под красным вентилятором, если они расположены с интервалом 24 фута (7,3 м). Без красного вентилятора струи от черного вентилятора не достигли бы 20-футовой (6 м) зоны под синим вентилятором до того, как струи синего вентилятора достигнут пола (Ветеринарные клиники Северной Америки, 2019).

Направление вентиляторов должно соответствовать преобладающим ветрам или направлению вытяжки вентилятора в механических системах. Вентиляторы должны включаться при температуре выше 68 o F (20 o C).

Высокопроизводительные низкоскоростные вентиляторы (HVLS) не предназначены для оптимизации обеспечения заданной скорости воздуха в помещении для отдыха коровы. Если они должны использоваться, предпочтительнее расстояние между вентиляторами 40 футов (12,2 м), при этом вентилятор должен располагаться непосредственно над зоной отдыха.

Трубные системы положительного давления

Системы подачи с трубками положительного давления

могут успешно устанавливаться над стойлами для охлаждения коров, обеспечивая быстрое движение свежего воздуха над зоной отдыха. Они особенно используются в плохо вентилируемых коровниках, где они обеспечивают вторичное преимущество подачи свежего воздуха в коровник. Эти системы будут дополнять естественную вентиляцию, но они не смогут достичь желаемой скорости вентиляции 40 воздухообменов в час или более только летом.

Проблемы при установке трубных систем положительного давления над стойлами:

  1. Доступ к внешней стене для размещения вентилятора
  2. Подвеска труб и монтажная высота — трубы должны быть в стороне от машин, используемых вокруг переходов, и вне досягаемости коров
  3. Воздействие бокового ветра на воздушные жиклеры от открытых боковин
  4. Мощность вентилятора и длина трубки для покрытия больших расстояний

Длина ручки может превышать несколько сотен футов, что затрудняет подачу достаточного количества воздуха по длине трубок.Текущая доступность вентиляторов ограничивает этот тип системы небольшими загонами, длина которых составляет менее 128 футов (39 м).

Система труб, установленная над одним рядом стойл в отдельно стоящем помещении.

Варианты вентиляции — естественная и механическая

После того, как в помещение для отдыха поступит быстро движущийся воздух, сарай можно проветрить, чтобы обеспечить целевую смену воздуха в час с помощью различных естественных, механических и гибридных опций для соответствия климатическим условиям и экономическим условиям.

При условии, что ограничения площадки для естественной вентиляции минимальны, у нас есть сильное желание сохранить некоторую возможность естественной вентиляции в стойлах для взрослых коров в умеренном климате. Однако, если местоположение снижает способность коровника к естественной вентиляции и в климате, который создает тепловой стресс круглый год, мы считаем, что системы механической вентиляции необходимы для поддержания здоровья и благополучия коров.

Естественная вентиляция

Естественная вентиляция — эффективный и наименее затратный вариант во многих ситуациях.Свежий воздух попадает в сарай, а затхлый воздух выходит в основном из-за разницы в давлении ветра по всему зданию и, в меньшей степени, разницы между внутренней и внешней температурой. Ветер, дующий через открытый гребень, создает эффект всасывания, вытягивая теплый влажный воздух из сарая и втягивая свежий воздух через карниз и открытые боковые стены. Летом открытие гребня играет относительно второстепенную роль. Гораздо большее значение имеет способность улавливать ветер с юга и юго-запада (в Северной Америке) через открытые боковые стены.В тихие дни тепловая плавучесть вытесняет воздух через отверстие гребня, этот процесс называется «эффектом дымохода».

По мере того, как воздух поступает в сарай через открытые карнизы и боковые стены, он по-разному взаимодействует с воздухом, уже находящимся внутри сарая, в зависимости от времени года и ветровых условий и в конечном итоге выходит через открытый гребень.

Эффект дымохода усиливается за счет разницы температур внутри и снаружи коровника.Ночью при низких скоростях ветра (<10 миль / ч или <16 км / ч) внутренняя температура коровника будет на 1,5–4 градуса выше, чем снаружи, а при более высоких скоростях разница может составлять всего около 2 градусов. Было исследовано использование изоляции крыши для увеличения этой разницы температур. Однако изоляция со значением R до 14,3 дала относительно небольшую разницу температур менее 2 градусов, что эквивалентно увеличению плотности поголовья коровника с 1 до 1,2 коровы на стойло в 4-рядном стойле.Таким образом, изоляция крыши не рассматривается как существенное преимущество во всех климатических условиях, кроме самых суровых.

Ключевые критерии естественной вентиляции

Чтобы обеспечить адекватное движение воздуха для оптимальной естественной вентиляции, необходимо выполнить четыре ключевых критерия:

1. Найдите здание без теней от ветра

В большей части Северной Америки амбары должны быть ориентированы с востока на запад, чтобы улавливать общие преобладающие юго-западные ветры. См. Региональные карты роз ветров на веб-сайте Университета штата Айова — Экологической сети Айовы по адресу http: // mesonet.agron.iastate.edu/sites/locate.php. Поскольку большинство преобладающих ветров в Северной Америке дует с юго-запада, непосредственная близость близлежащих строений к югу и западу от естественно вентилируемого сарая является потенциальной проблемой для оптимизации естественной вентиляции из-за эффекта ветровой тени — явления, когда воздушный поток нарушается с подветренной стороны от препятствия, такого как здание, дерево, бункер или холм.

Чтобы найти минимальное расстояние между наветренным препятствием и зданием, которое должно вентилироваться естественным образом (D мин ), было предложено следующее уравнение:

D мин = 0.4 * (высота препятствия в футах или метрах) * [(длина препятствия в футах или метрах) 0,5 ]

Например, здание, расположенное с подветренной стороны от конструкции высотой 13 футов (4 м) и длиной 96 футов (29,3 м), должно быть 0,4 x 13 x 96 0,5 = 5,2 x 9,8 = 51 фут (0,4 x 4 х 29,3 0,5 = 15,5 м). Для сарая высотой 30 футов (9,1 м) и длиной 500 футов (152,4 м) расстояние разделения должно составлять не менее 268 футов (81,7 м).

Эти расстояния для больших зданий не приемлемы с текущими строительными стандартами, площадью, доступной для сараев на большинстве участков, и стоимостью соединения сараев вместе.У Стоуэлла есть практическое правило для определения минимального расстояния между зданиями — возьмите квадратный корень из высоты x длины здания. Например, здание высотой 30 футов (9,1 м) и длиной 500 футов (152,4 м) даст минимальное разделительное расстояние в 123 фута (37,5 м) — все же больше, чем типичные 100 футов (30,5 м), которые мы обычно видим. в отрасли.

Ориентация коровника также влияет на тепловой стресс. Когда сараи ориентированы с севера на юг, а не с востока на запад, будет больше солнечного излучения вдоль западной стороны сарая в дневные часы, создавая проблемы с группированием и уменьшая использование внешнего ряда стойл.

Углы солнца в амбаре, ориентированном с востока на запад, 21 августа, 40 градусов северной широты (Омаха-Спрингфилд).

Солнечные углы сарая, ориентированного с севера на юг, на 21 августа, 40 градусов северной широты (Омаха-Спрингфилд).

2. Отрегулируйте проем боковой стенки так, чтобы по крайней мере половина площади поверхности боковой стенки могла открываться летом и 1 дюйм на 10 футов (2,5 см на 3 м) ширины здания зимой.

Зимой входные отверстия карниза следует открывать на 1 дюйм на каждые 10 футов (2,5 см на 3 м) ширины здания с каждой стороны сарая. В условиях минимальной скорости ветра и умеренных температур естественная вентиляция обеспечивается тепловой плавучестью и эффектом дымохода. Отверстия карниза менее 0,5 дюйма на 10 футов (1,3 см на 3 м) ширины не могут обеспечить минимальные требования к вентиляции — четыре воздухообмена в час. Это следует рассматривать как минимальное время открытия круглый год, независимо от погодных условий.Любые признаки конденсации укажут на необходимость увеличенного открытия входного отверстия карниза. В идеале карниз никогда не должен закрываться полностью.

Летом должна быть открыта не менее половины общей площади боковины. Боковые занавески предпочтительны, так как вся стена может быть открыта в летнюю жару, а приточная часть контролируется зимой. Занавески, которые расположены на две трети высоты боковой стенки, защищают материал от постельного белья зимой и позволяют легко регулировать проем верхней трети для создания входного размера, равного половине проема конька наверху. с каждой стороны сарая так, чтобы общий проем карниза равнялся полному проему конька.

Для коровников с естественной вентиляцией высота боковой стенки обычно составляет от 14 до 16 футов (4,3 и 4,9 м), что позволяет открывать 12 футов (3,7 м) для облегчения потока воздуха. При больших проемах в боковых стенках рекомендуется свес крыши от 3 до 4 футов (от 0,9 до 1,2 м) для защиты проема от снега и проливного дождя.

3. Убедитесь, что гребень достаточно открыт для выхода воздуха из коровника.

Ширина проема конька должна быть не менее 6 дюймов (15 см) для сараев до 30 футов (9.1 м) в ширину и 2 дюйма в ширину на 10 футов ширины здания (5 см на 3 м ширины здания) для сараев шириной более 30 футов (9,1 м).

Гребень подходящего размера в сочетании с правильной плотностью животных обычно не приводит к попаданию большого количества осадков в стойло. Однако отверстие можно изменить, чтобы уменьшить количество осадков, попадающих в сарай, если это является проблемой.

Некоторые коровники оснащены регулируемыми коньковыми вентиляторами, которые можно свести к минимуму в суровую погоду.Самый распространенный коньковый вентилятор — это тот, в котором для подъема и опускания трубы используется труба из ПВХ и нейлоновый шнур.

Самая простая модификация гребня без ущерба для проема — это добавление вертикальных перегородок по обе стороны от проема. Это значительно уменьшит занос снега, но не устранит его полностью. Вертикальный бортик обычно имеет размер в 1,5–2 раза больше ширины проема конька.

Другие решения для уменьшения количества осадков, попадающих в коровник, включают установку конькового колпака или использование перекрытия крыши.

Коньковые насадки могут ограничивать поток воздуха через коньки, поэтому они должны быть правильно спроектированы. В этих конструкциях вертикальные перегородки отклоняют воздух над гребнем гребня. Они часто используются, когда наслоения расположены ниже гребня, а не бетонной аллеи. Общая ширина проема гребня должна быть постоянной, поскольку воздух движется под крышкой и вокруг нее.

Альтернативный гребенчатый колпак, используемый в молочных стадах Огайо, по-видимому, сохраняет поток воздуха, предотвращая попадание осадков в коровник.Для типичного отверстия размером 20 дюймов (51 см) крышка расположена на 20 дюймов (51 см) над линией крыши с перегородкой на 4 дюйма (10 см). Колпачок перекрывает отверстие гребня на 6 дюймов (15 см) с каждой стороны.

В последние годы стало популярным использование крыши с перекидным верхом. Однако, по нашему опыту, эти отверстия не решили проблему осадков и, в зависимости от направления ветра, могут уменьшить втягивание воздуха через гребень и направить снег в коровник.

Модификации конька могут значительно увеличить стоимость постройки. Например, крыша с перекрытием по сравнению с простым коньком может стоить примерно на 60 долларов за фут (30 см) дороже.

Летом исследовалось влияние гребня на вентиляцию. Сараи с герметичным утепленным потолком без конькового выхода сравнивают с традиционными коньковыми проемами. Когда ветер дул перпендикулярно над амбаром с открытым коньком, была достигнута дополнительная вентиляция, на которую не повлияло расширение конькового проема более 2 дюймов на 10 футов (5 см на 3 м) ширины здания.При скорости ветра 10 миль / ч (16 км / ч) увеличение вентиляции составило около 20%.

4. Наклон крыши должен позволять подниматься по крайней мере на 1 единицу на каждые 4 единицы в поперечнике (1 из 4)

Вертикальное разделение карниза и конька влияет на разницу давлений, создаваемую тепловой плавучестью и эффектом дымохода. Чаще всего новые коровники с естественной вентиляцией строятся с уклоном крыши 4 на 12. Соответствующий уклон необходим, если необходимо, чтобы воздух беспрепятственно направлялся к отверстию конька для зимней вентиляции.Этому потоку способствует относительно гладкая облицовка потолка, свободная от поперечных балок и стропильных ферм. Сведите к минимуму глубину используемых прогонов до 4 дюймов (10 см), если они не накрыты, или выровняйте более глубокие прогоны, чтобы избежать попадания воздуха между ними.

Скаты крыши с меньшим уклоном (например, уклон крыши 2 из 12) не остановят естественное движение воздуха к коньку, но уменьшат его.

Контрольный список требований к естественной вентиляции

  • Без теней от ветра
  • Проем в боковине не менее 50% летом и минимальный проем карниза 1 дюйм на 10 футов (2.5 см на 3 м) ширины здания зимой
  • Открытый конек 2 дюйма на 10 футов (5 см на 3 м) ширины здания
  • Рекомендуемый уклон крыши 1 из 4 с гладкими потолками

Механическая вентиляция

В следующих ситуациях механическая вентиляция более предпочтительна, чем естественная:

  1. В сарае заметны тени от ветра
  2. Сарай должен быть ориентирован с севера на юг, а не с востока на запад
  3. В коровнике более 4 рядов стойл
  4. Планируется несколько коровников параллельно друг другу
  5. Стадо коров из-за теплового стресса

Чтобы определить характеристики вентиляции для вашей фермы или устранить неисправности в существующей конструкции, загрузите Рабочий лист вентиляции для взрослых коров.

Типы систем механической вентиляции

Хлев может вентилироваться с использованием положительного давления (когда свежий воздух нагнетается в хлев) или отрицательного давления (когда воздух выходит из хлева, а свежий воздух всасывается через предусмотренные входные отверстия).

Все механические системы для стойл для взрослых коров указаны в соответствии с руководящими принципами, изложенными в Стандартах ASABE 2012, которые в основном включают:

  1. Избегайте повышения температуры в коровнике на 1,8–3,6 от o F (от 1 до 2 o C)
  2. Обеспечьте стены с достаточной изоляцией, чтобы избежать температуры точки росы при относительной влажности от 70 до 80% внутри помещения
  3. Поддерживайте содержание вредных газов в допустимых пределах (NH 3 <10 ppm, CO <50 ppm, H 2 S <0.7 частей на миллион, CH 4 <30 000 частей на миллион, CO 2 <3000 частей на миллион)

На практике эти стандарты не особенно полезны, поскольку таблицы тепловыделения, на которых они основаны, не обновлялись с 1950-х годов, а коровы производят гораздо больше молока и выделяют больше тепла, чем 70 лет назад. Основываясь на наших выводах и наблюдениях в отрасли, The Dairyland Initiative предоставляет следующие дополнительные дополнительные рекомендации по проектированию систем механической вентиляции для взрослого молочного скота:

  1. Достаточный воздухообмен в час (ACH)
    • 4-8 АЧ зимой
    • От 40 до 60 ACH летом (обычно ~ 40 ACH для туннелей, ~ 50 ACH для коровников с перекрестной вентиляцией)
    • Линейное или ступенчатое изменение скорости вентиляции от минимальной до максимальной
  2. Достаточный воздухообмен на единицу массы тела при пиковом тепловом стрессе (лето)
    • 1,500 кубических футов в минуту (2,550 м 3 / ч) на взрослую корову
  3. Скорость воздуха в поперечном сечении (примечание: 90 фут / мин = 1 миля в час и 0.5 м / с = 2 км / ч)
    • Используется только при определенных обстоятельствах, например, в системах перекрестной вентиляции, где целевая скорость воздуха под перегородкой составляет от ~ 400 до 500 футов / мин (от 2 до 2,5 м / с)
    • Общая скорость воздуха в поперечном сечении не должна использоваться для определения вентиляции коровника, так как воздух не распределяется равномерно по поперечному сечению здания, что делает оценку бесполезной.
    • …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

  4. Скорость на входе
    • Поддерживайте скорость на входе от ~ 500 до 800 футов / мин (2.От 5 до 4 м / с), чтобы обеспечить хорошее перемешивание воздуха без ограничения потока воздуха к вытяжным вентиляторам. Ограниченный поток воздуха к вентиляторам называется «засорением» вентиляторов.
  5. Поддержание статического давления в амбаре менее 0,15 дюйма ч30 (37 Па)

Хлевы для дойных коров превышают эти стандарты и, как правило, не причиняют вреда коровам. Основным недостатком эксплуатации системы вентиляции коровника с более высокой скоростью вытяжки вентилятора является более высокая стоимость покупки и установки, а также более высокие эксплуатационные расходы.

Варианты механической вентиляции

Гибридные помещения с положительным давлением

Этот тип системы является относительно новым для отрасли и основан на преимуществах других систем положительного давления в других отраслях животноводства. По сути, хлев спроектирован как хлев с естественной вентиляцией в течение большей части года, но летом он переключается на хлев с механической вентиляцией и положительным давлением в жарких условиях (температура выше 68 o F, 20 o C).В некоторых устанавливаются вентиляторы HVLS для использования зимой только для удаления стратификации воздуха.

Летом вентиляторы, расположенные вдоль каждой боковой стенки, нагнетают воздух в центр коровника, направляя его на соседнюю площадку стойла. Шторы закрыты, а конек открыт. Достаточная мощность вентилятора обеспечивает от 40 до 60 А / ч, в зависимости от температуры и условий. Первые установки были установлены с вентиляторами 1 HP диаметром 36 дюймов (91 см), установленными через каждые 10 футов (3 м). Однако эти вентиляторы не были предназначены для этой цели, и для более поздних конструкций были предложены вентиляторы большего размера, которые более стабильны при более высоких статических давлениях.

Эта система соответствует 3-м критическим требованиям при условии, что конструкция коровника ограничена 4-рядным расположением стойла «голова к голове» с центральным приводом через подачу, и это относительно низкая стоимость для круглогодичного использования.

Однако система имеет следующие недостатки:

  1. По сравнению с эквивалентной конструкцией сарая с перекрестной вентиляцией, используется в 4 раза больше вентиляторов и необходимо устанавливать боковые занавески, что приводит к высоким затратам на установку. За каждым вентилятором нужно ухаживать.
  2. Внутри коровника создается значительное статическое давление, что требует большего отверстия в гребне (около 4,5 футов (1,4 м) ширины), чем обычно. Высокое статическое давление может иметь долгосрочное негативное влияние на производительность вентилятора, если его не устранить.
  3. Во время дождя вентиляторы могут выталкивать дождевую воду с крыши в сарай, загрязняя грядки стойл.

Система подходит для использования в помещениях для содержания коров и других коровниках, которые трудно вентилировать, которые относительно узкие, где зона отдыха находится рядом с боковой стенкой.

Гибридный амбар с положительным давлением с 36-дюймовыми (91 см) вентиляторами, расположенными вдоль каждой боковой стены через каждые 10 футов (3 м) в 4-рядном птичнике лицом к голове (любезно предоставлено доктором Горди Джонсом, Хэнком Вагнером)

Сараи с туннельной вентиляцией

Туннельная вентиляция — это коровники с механической вентиляцией с отрицательным давлением, втягивающие воздух через предусмотренные входные отверстия на одном конце коровника по всей длине коровника параллельно кормовой дорожке. Большинство новых туннельных амбаров предназначены для механической вентиляции круглый год, обычно с боковыми стенками из поликарбонатного композитного материала, что исключает необходимость в дорогостоящих занавесках.

Конструкции обычно ограничиваются коровниками, имеющими от 1 до 2 кормовых дорожек и до 12 рядов стойл. Качество воздуха ухудшается по мере того, как он перемещается по длине коровника, что делает длину коровника ограничивающим фактором. Как правило, эти сараи имеют длину не более 500 футов (152 м). Были построены несколько более длинных коровников, где свежий воздух поступает через входные отверстия в боковых стенках в дальнем конце коровника, входные отверстия на крыше или вентиляторы с положительным давлением. Однако с помощью этих конструкций сложно равномерно распределить воздух в вытяжной части коровника.

Мы рекомендуем, чтобы большая часть входного отверстия располагалась в конце коровника (обычно на южном / юго-западном конце коровника), а не на боковой стене. Воздух поступает в загоны для коров прямо и равномерно через входное отверстие и направляется к вытяжным вентиляторам, расположенным на северной / северо-восточной оконечности коровника. Воздухозаборники необходимо будет проектировать для летних и зимних нужд. Очень важно сделать переходные стены в этих коровниках как можно более низкими (не намного выше, чем высота стандартного водного желоба), чтобы не препятствовать потоку воздуха в зону отдыха.

Поскольку объем коровника влияет на производительность выхлопных газов, туннельные амбары строятся с меньшим уклоном крыши, чем естественные вентилируемые; обычно от 1 до 2 из 12 шагов. Как вариант, можно установить плоский подвесной потолок. Однако даже с этим меньшим объемом помещения для коров на площадь загона приходится только 13% от общей вентиляции коровника, при этом большая часть воздуха перемещается над коровами и вниз по кормовой дорожке.

Перегородки не могут быть расположены достаточно низко, чтобы влиять на поток воздуха в загонах или влиять на такое количество стойл, как в стойлах с перекрестной вентиляцией, поэтому мы не одобряем использование перегородок в туннельных стойлах.

Модели

Computational Fluid Dynamic (CFD) показывают, что оптимальная вентиляция может быть достигнута в туннельном коровнике, рассчитанном на 40 ACH в течение лета (при условии, что это дает не менее 1500 кубических футов в минуту (2550 м 3 / ч) на взрослую корову) с вентиляторами более зоны отдыха, как описано ранее.

Туннельно-вентилируемый 6-рядный сарай с плоским изолированным потолком и большими 72-дюймовыми (183 см) циклонными вентиляторами над зонами отдыха

Туннельные гибридные коровники

Туннельные гибридные сараи по сути представляют собой гибрид туннеля и сарая с естественной вентиляцией, предназначенные для переключения между туннельной вентиляцией летом и естественной вентиляцией зимой.Таким образом, эти амбары обеспечивают большую гибкость и устраняют один из главных недостатков конструкции туннельных амбаров — риск плохой вентиляции зимой. Гибридные туннельные коровники позволяют гибко переключаться между системами и могут использоваться там, где коровы должны иметь доступ наружу. Они подходят для более умеренного климата с большими перепадами температур между сезонами. Их строительство более дорогое, потому что они требуют установки вытяжных и циркуляционных вентиляторов, боковых стенок занавеса и управляемого конькового проема; с системой занавеса или купола (дымохода) с вытяжными вентиляторами или без них — затраты, которые трудно оправдать в регионах с очень жарким климатом круглый год.

Конструкция и конструкция такие же, как у туннельного амбара, но боковые стенки снабжены полной или частичной завесой для обеспечения зимнего приточного воздуха. Хлевы с единственной кормовой дорожкой обычно имеют сдвинутую крышу с открывающимся по коньку занавесом, который можно закрывать летом. В коровниках с 2-мя кормовыми коридорами чаще можно увидеть купольную (дымовую) систему с вытяжными вентиляторами в крыше, чтобы облегчить поток воздуха к коньку, особенно в коровниках с меньшим уклоном крыши, чем 3 или 4 из 12. шаг считается идеальным для естественной вентиляции.

Гибридный коровник с туннельной вентиляцией и 6-рядным стойлом, боковыми стенками-занавесками и коньковым проемом, управляемым занавесом

Сараи с перекрестной вентиляцией

Поперечная вентиляция относится к коровникам, спроектированным с механической вентиляцией с отрицательным давлением, втягивающим воздух через предусмотренные входные отверстия вдоль одной стороны коровника по ширине коровника перпендикулярно кормовой дорожке (-ам). Большинство новых коровников с перекрестной вентиляцией предназначены для механической вентиляции круглый год, без возможности естественной вентиляции.

Несмотря на то, что широкофюзеляжные коровники были построены с несколькими коридорами подачи и 26 или более рядами стойл, они страдают теми же ограничениями, что и туннельные коровники в отношении снижения качества воздуха, особенно в холодную погоду при низкой скорости вентиляции, как и коровники. становиться шире. По этой причине мы отдаем предпочтение коровникам шириной не более 10 рядов стойл с максимум 3 полосами подачи корма. Попытки улучшить качество воздуха в более широких коровниках были предприняты с использованием систем впуска воздуха через крышу, но распределение воздуха при низкой скорости вентиляции по-прежнему является проблемой.

В коровниках с перекрестной вентиляцией обычно предпочтительны кормовые коридоры, расположенные по внешнему периметру коровника, так что воздух, поступающий через входное отверстие, нагревается в кормовой дорожке, прежде чем он попадет в загон для коров. Боковые стены обычно имеют высоту от 13 до 16 футов (от 4 до 4,9 м) с уклоном крыши от 0,5 до 1: 12. Конек либо закрыт, либо может быть оборудован системой купола (дымохода).

Эти сараи могут быть спроектированы с перегородками или вентиляторами над стойлами или с плоским потолком (так называемая конструкция «Big Box»).Мы отдаем предпочтение амбарам с выдвижными перегородками по следующим причинам:

  1. Перегородки обеспечивают заданную скорость полета в зоне отдыха при правильном расположении без необходимости покупать, устанавливать и обслуживать вентиляторы. Это делает эти амбары относительно недорогими в строительстве и эксплуатации.
    • Система вентиляции коровника рассчитана на основе площади под перегородкой — скорость воздуха составляет от 400 до 500 футов / мин (от 2 до 2,5 м / с). Мы видим большинство коровников, рассчитанных на производительность ~ 50 ACH и> 1500 кубических футов в минуту (2550 м 3 / ч).
    • Перегородки препятствуют прохождению воздуха зимой, поэтому их выдвижные занавески позволяют нам удалять это препятствие при низких расходах воздуха, облегчая прохождение воздуха через коровник.
  2. Установка вентиляторов над стойлами вместо использования перегородки сводит на нет одно из самых больших преимуществ экономии затрат на птичник с перекрестной вентиляцией по сравнению с туннельным стойлом. Как правило, установка и эксплуатация перегородок обходятся дешевле, чем вентиляторы.
  3. Конструкции

  4. «Big Box» обеспечивают приемлемую скорость воздуха в зоне отдыха при летней вентиляции, но их очень сложно успешно вентилировать зимой.Эти конструкции должны быть ограничены жарким климатом круглый год, если они должны быть рассмотрены.

10-рядный коровник с перекрестной вентиляцией с 3-мя кормовыми дорожками с использованием перегородок над площадками стойл «голова к голове»

В жарком климате с низкой влажностью у коровников с перекрестной вентиляцией есть дополнительное преимущество, заключающееся в том, что они идеально подходят для использования испарительных охлаждающих подушек на входе для снижения температуры внутри помещения.

Затраты на установку и эксплуатацию

Поскольку многие коровники могут быть спроектированы с несколькими вариантами вентиляции, мы рекомендуем оценить затраты на установку и эксплуатацию любого данного коровника с различными системами для данного местоположения.

Мы создали конструкторскую электронную таблицу для использования в наших мастерских, которая оценивает эксплуатационные расходы для каждой системы, и в обычном порядке мы рассчитываем текущие расходы для следующих операционных систем, используя вышеупомянутые рекомендации:

  1. Естественная вентиляция с вентиляторами над стойлами
  2. Гибридная вентиляция с положительным давлением
  3. Туннельная гибридная вентиляция с купольными вентиляторами и завесами для зимней вентиляции
  4. Туннельная вентиляция с вентиляторами над стойлами
  5. Поперечная вентиляция с вентиляторами над стойлами
  6. Поперечная вентиляция с перегородками
  7. Поперечная вентиляция «Big Box» с плоским потолком

Эти семь вариантов могут быть разработаны и использованы для расчета относительных затрат.Например, для коровника на 800 коров, расположенного в Грин-Бей, штат Висконсин, с использованием схемы ниже, затраты на установку системы вентиляции варьировались от 104 до 290 долларов США на корову, а эксплуатационные расходы варьировались от 20 до 61 доллара США на корову в год. Для сравнения, предполагаемые предельные потери из-за стоимости теплового стресса для коров в Грин-Бей, штат Висконсин, составляют 74 доллара США на корову в год, что говорит о том, что все доступные варианты являются рентабельными и могут рассматриваться на основе их относительных достоинств. Эти расходы будут варьироваться в зависимости от расположения сарая.

Пример компоновки коровника на 800 коров для поперечной или туннельной вентиляции, используемого для сравнения затрат

Пример компоновки коровника на 800 коров для гибридной вентиляции с естественным или положительным давлением, используемой для сравнения затрат

Затраты на установку и эксплуатацию коровника на 800 коров в Грин-Бей, штат Висконсин, с использованием одних и тех же моделей вентиляторов для каждой системы вентиляции. Значения в этой таблице приведены только для иллюстрации и будут меняться в зависимости от модели используемого вентилятора и расположения коровника

Тип системы # Вентиляторы рециркуляции # Вытяжные вентиляторы # Купольные вентиляторы # Вентиляторы HVLS Всего # фанатов Операционные расходы ($ / корову в год) Ориентировочная стоимость установки вентилятора ($ / корову)
Естественная вентиляция 68 68 20 долларов.05 104,00
Гибрид положительного давления 192 11 203 $ 19,68 $ 268,55
Туннельный гибрид с вентиляторами 68 57 16 141 61,12 $ 247,94
Туннель с вентиляторами 68 56 124 $ 55,43 229 долларов.05
Крест с вентиляторами 68 56 124 $ 55,43 $ 229,05
Крестовина с перегородками 56 56 35,38 $ 125,06 $
Крест «Big Box» 79 79 48,22 $ 176,42

Такая оценка затрат может позволить производителю молочных продуктов принять обоснованное решение относительно того, какой вариант выбрать, исходя из количества вентиляторов, которые необходимо установить и поддерживать, затрат на эксплуатацию и установку, а также эффективности каждой системы. относительно друг друга, уравновешивая потенциальные выгоды от улучшения качества воздуха и снижения теплового стресса.

Выбор вентилятора и стандарты

После расчета мощности вытяжного вентилятора для коровника выбор вентилятора основывается на характеристиках, надежности, стоимости и производительности. При выборе вентилятора стоимость эксплуатации любой системы вентиляции может варьироваться на 30 долларов на корову в год или больше, что делает это очень важным решением, столь же важным, как и тип используемой системы вентиляции.

Мы рекомендуем вентиляторы, прошедшие независимые испытания. В США ищите одобренные AMCA (Ассоциация воздушного движения и контроля) результаты испытаний или результаты независимых испытаний, сообщенные такими учреждениями, как Bess Labs в Университете Иллинойса при требуемом статическом давлении 0.От 10 до 0,15 дюйма вод. Ст. (От 25 до 37 Па) для систем с отрицательным давлением.

Показатели производительности, которые следует учитывать при выборе вентилятора:

  • Скорость воздушного потока (мощность вентилятора), указанная в куб. Фут / мин (м 3 / ч) — определяет количество вентиляторов, необходимое для обеспечения требуемой скорости воздухообмена
  • Эффективность вентилятора или коэффициент эффективности вентиляции (VER), представленный как CFM ( 3 / ч) на ватт / киловатт потребляемой электроэнергии, что позволяет выбрать вентиляторы, которые потребляют меньше электроэнергии на единицу перемещаемого воздуха
  • Airflow ratio (AFR) — расход воздуха при 0.Статическое давление 2 дюйма вод. Ст. (50 Па), разделенное на расход воздуха при статическом давлении 0,05 дюйма вод. Ст. (12 Па). При необходимости вентиляторы с высоким AFR могут хорошо работать в условиях более высокого статического давления.

Вентиляторы должны быть установлены правильно и подключены с учетом функции линейного изменения, используемой для перехода между сезонами, чтобы рабочие вентиляторы при каждой уставке могли распределяться равномерно. Также становится обычным делом иметь вентиляторы с регулируемой скоростью, которые могут работать более эффективно.

Согласно стандартам OSHA, вентиляторы в пределах 7 футов (2.1 м) пола или рабочего уровня необходимо охранять. Отверстия в ограждении не должны быть больше 0,5 дюйма (1,3 см) в ширину.

Каждый установленный вентилятор необходимо регулярно чистить и обслуживать. Плохо обслуживаемые вентиляторы могут потерять от 20 до 50% своей производительности, поэтому мы рекомендуем как минимум проводить техническое обслуживание каждые два года.

Использование воды для дополнительного охлаждения

Вода может быть использована для усиления охлаждения путем замачивания коровы непосредственно или использования тонкого тумана или испарительной охлаждающей подушки для охлаждения воздуха до того, как он достигнет коровы.

Стратегии замачивания воды

Эффективное охлаждение коровы достигается за счет увлажнения кожи коровы и воздействия на нее движущегося воздуха. Поскольку коровы выделяют очень мало пота на коже, необходимо использовать воду для увлажнения кожи для оптимального охлаждения. Лучше всего это делать с помощью крупных капель воды, а не тумана. Оптимальный диапазон скорости воздуха для охлаждения составляет от 200 до 400 футов / мин (от 1 до 2 м / с) (Берман, 2008 г.). Используя модель влажной кожи, Берман (JDS 91: 4571, 2008) показал, что неподвижный воздух и воздух движутся со скоростью 100 футов / мин (0.5 м / с) не смогли охладить кожу. Однако при скорости воздуха от 200 до 400 футов / мин (от 1 до 2 м / с) охлаждение достигалось в течение примерно 10 минут.

При более высокой скорости воздуха повторное увлажнение должно происходить чаще, так как кожа сохнет, а сама скорость воздуха оказывает минимальное влияние. Относительная влажность (RH) движущегося воздуха также оказывает существенное влияние на скорость испарения и охлаждение коровы. Увеличение относительной влажности на 10% существенно снизит эффективность испарительного охлаждения (Берман, 2006).

Температура влажной поверхности изменяется при воздействии воздуха, движущегося с разной скоростью (Берман, 2006)

Установка Soaker

Смокатели

были установлены в помещениях для хранения, доильных залах, на выходах из доильных залов и над кормушками в загонах для свободного размещения, потому что тщательное увлажнение коровы — отличный способ улучшить потерю тепла за счет испарения. Существуют блоки управления для изменения времени и интервалов замачивания при различных температурах окружающей среды.

Однако замачивание загонов вдоль кормушки проблематично.Дополнительная вода в переулке вызывает перенос влажного навоза на свободную подстилку, повышая риск мастита. В амбарах с песчаным слоем лишняя вода приводит к оседанию песка в перегрузочных каналах и приемных ямах, что приводит к проблемам с перекачкой. Кроме того, вода тратится зря, когда коровы не лежат на койке (19 часов в день!).

Одна из идей повышения эффективности замачивания состоит в создании станций замачивания вокруг загонов, куда коровы могут добровольно заходить в течение всего дня и замачиваться, активируя оптический датчик, когда они того пожелают.Для облегчения этого подхода теперь доступны новые блоки управления замачивателем (например, система охлаждения движения Edstrom Cool SenseTM с двойными датчиками движения и активацией температуры). По мере того, как оптические датчики становятся дешевле и надежнее, мы наблюдаем системы питающих линий, в которых форсунки активируются при наличии коровы под ними.

Спринклеры низкого давления (от 15 до 20 фунтов на квадратный дюйм, от 103 до 138 кПа или от 1 до 1,4 бар) могут быть использованы вдоль питающей камеры в загонах для подачи 0,03 галлона воды на квадратный фут (1.1 литр воды на квадратный метр смачиваемой поверхности на спринклер за цикл при температурах выше 70 o F (21 o C). Смачиваемая область в загонах для свободной установки должна быть настроена таким образом, чтобы покрывать область от 6 до 8 футов (1,8–2,4 м) за линией подачи, а размер источника воды должен быть таким, чтобы обеспечивать необходимый расход воды.

Мы рекомендуем проводить циклы смачивания с замачиванием на 0,5–1,5 минуты каждые 10 минут при температуре выше 70 o F (21 o C). Однако, возможно, потребуется увеличить частоту замачивания в периоды сильного теплового стресса.При температуре 85 o F (29 o C) смачиватели должны включаться каждые 5 минут.

Форсунки на ватерлинии обычно подвешены на высоте от 6 до 12 дюймов (от 15 до 30 см) над верхней частью замков, от 5 до 6 футов (от 1,5 до 1,8 м) над коровьей аллеей и от 12 до 18 дюймов (от 30 до 46 см) за линией подачи. Форсунки, используемые в сарае, должны распылять воду по дуге 180 градусов, и они должны располагаться на расстоянии в соответствии с диаметром распыления, который обычно составляет от 6 до 8 футов (от 1,8 до 2,4 м). Избегайте использования форсунок, создающих мелкий туман.Капли должны быть большими, чтобы проникать в шерсть и охлаждать кожу коровы. Всегда проверяйте выравнивание форсунок, чтобы убедиться, что вода действительно попадает на спины коров, и используйте форсунки с обратными клапанами, чтобы предотвратить слив воды из распределительной линии после каждого цикла.

Рекомендуемый диаметр трубы для форсунок TeeJet разной мощности в зависимости от длины линии подачи.
Пропускная способность сопла влияет на время, необходимое для подачи 0,05 дюйма воды на квадратный фут (1.3 см воды на квадратный метр) за цикл.

Диаметр трубы (дюймы) Производительность турбо-форсунки TeeJet (галлонов в минуту) Потребление воды на входе (галлонов в минуту) **
0,5 галлона в минуту 1,75 галлонов в минуту 1,0 галлонов в минуту
Длина фидера (фут) Количество сопел * Длина фидерной линии (фут) Количество сопел * Длина фидерной линии (фут) Количество сопел *
1.00 200 25 140 18 100 12 12
1,25 320 40 210 25 160 20 20
1,50 480 60 320 40 240 30 30
2,00 800 100 530 70 400 50 50
2.50 1600 200 1000 125 800 100 100
Время цикла для нанесения 0,05 дюйма воды на квадратный фут 2,5 минуты (150 секунд) 1,7 минуты (100 секунд) 1,25 минуты (80 секунд)
Диаметр трубы (см) Мощность сопла TeeJet Turbo (литры в минуту (л / мин)) Потребление воды на входе (л / мин) **
1.9 л / мин 2,8 л / мин 3,8 л / мин
Длина фидера (м) Количество сопел * Длина фидера (м) Количество сопел * Длина фидера (м) Количество сопел *
2,5 61 25 43 18 30 12 45
3,2 98 40 64 25 49 20 76
3.8 146 60 98 40 73 30 114
5,1 244 100 162 70 122 50 189
6,4 488 200 305 125 244 100 378
Время цикла для нанесения 1,4 см воды на квадратный метр 2.5 минут (150 секунд) 1,7 минуты (100 секунд) 1,25 минуты (80 секунд)

* Предположим, что расстояние между форсунками составляет 8 футов (2,4 м) по центру при использовании сельскохозяйственных форсунок с минимальным давлением 20 фунтов на кв. Дюйм (138 кПа или 1,4 бара) на выходе из форсунки.
** Потребление воды основано на максимальной скорости потока 5 футов в секунду (1,5 метра в секунду) в трубе.

Из статьи «Снижение теплового стресса в 4-рядных стойлах с естественной вентиляцией (стойла с встречным проходом) с использованием форсунок TeeJet Turbo Jet.’Дж. П. Харнер, Дж. Ф. Смит, Дж. Бумер и М. Брук

Схема компонентов спринклерной системы (Бюллетень расширений KSU)

Контроллеры

  • Термостатически контролирует запуск спринклерной системы
  • Управление несколькими зонами с помощью электромагнитных клапанов

Фильтр: канистровый фильтр 50 микрон, соответствующий требуемой пропускной способности

Электромагнитные клапаны

  • Подобрать размер трубы спринклера и скорость потока (галлон сопла в минуту, умноженный на количество сопел, или литр сопла в минуту, умноженный на количество сопел)
  • Используйте «нормально закрытые» соленоиды

Редуктор давления

  • При более низком давлении воды капли воды большего размера проникают сквозь волосы до кожи коровы
  • Регулируемые редукторы давления понижают давление до рекомендуемых значений от 15 до 20 фунтов на кв. Дюйм (от 103 до 138 кПа или от 1 до 1.4 бар) в загонах и кормушках

Сопла и наконечники

  • Используйте наконечники для подачи от 0,5 до 1 галлона в минуту (от 1,9 до 3,8 литра в минуту), низкого давления и большого размера капель
  • Обратные клапаны на 10 фунтов на кв. Дюйм (69 кПа или 0,69 бар) обеспечивают заполнение трубопроводов между циклами подачи воды
  • Зажимные корпуса форсунок типа «седло» зажимают предварительно просверленные отверстия 3/8 дюйма (0,95 см) в трубе из ПВХ S40 с максимальной длиной спринклерной линии 180 футов (54,9 м). Используйте 1-дюймовую (2,5 см) трубу с 0.Форсунки 5 галлонов в минуту (1,9 литра в минуту).
  • Корпуса насадок с резьбой ввинчиваются непосредственно в резьбовые отверстия диаметром 1/4 дюйма (0,64 см) в ПВХ или стальной трубе S80. Используется для труб большого диаметра не менее 1 дюйма (2,5 см).
  • Крышки сопел с резьбой требуют гаечного ключа для очистки сопла, но безопасны для коров, в то время как «быстроразъемные колпачки» не требуют инструментов для очистки
  • Сопла удерживающей ручки должны иметь обратные клапаны от 6 до 8 фунтов на квадратный дюйм (от 41 до 55 кПа или от 0,41 до 0,55 бар) с пропускной способностью, обеспечивающей 1 галлон на 150 квадратных футов (1 литр на 3 штуки).7 квадратных метров)

Поставщики

Форсунки:

Teejet Technologies — www.teejet.com

Edstrom Industries — www.avidityscience.com

Nelson Irrigation Corporation — www.nelsonirrigation.com

Senninger Irrigation Inc — www.senninger.com

Контроллеры:

Edstrom Industries — www.avidityscience.com

FarmTek — www.farmtek.com

Мистеры и испарительное охлаждение

Когда вода используется для охлаждения воздуха, движущегося к корове, требуются условия относительно низкой влажности.К вентиляторам могут быть добавлены мистеры, чтобы помочь охладить воздушный конус, выходящий из них, или могут использоваться подушки испарительного охлаждения для охлаждения воздушного потока, когда он втягивается через подушку испарительного охлаждения. Этот тип охлаждения может быть умеренно эффективным в условиях низкой влажности с возможным перепадом температуры более 10 градусов F (5 o C). Однако при относительной влажности более 55% перепад температуры может быть менее 1 градуса по Фаренгейту (0,5 o ° C), что делает этот тип охлаждения неэффективным (см. Исследование Бермана ниже).

В климате, где влажность часто превышает 60%, испарительное охлаждение менее надежно, поэтому замачивание коровы является предпочтительным методом охлаждения.

Эффективность испарительного охлаждения при различных% относительной влажности (Берман, JDS 89: 3817, 2006) с охлажденным воздухом при относительной влажности 65%

Температура окружающей среды Относительная влажность,%
При 93 o F 15 25 35 45 55
Падение температуры (градусы) 24 18 12 7 1

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *