Kalkulačka pro výpočet a výběr komponent ventilačního systému.

Výběr potrubního ventilátoru pro soukromý sektor a průmyslové potřeby. Na co byste měli věnovat zvláštní pozornost při výpočtu a plánování ventilačního systému? Jaká kritéria a vlastnosti moderních zařízení jsou nejdůležitější při výběru dobrého ventilátoru?

Potrubní ventilátory se používají k vytváření moderních a efektivních ventilačních systémů. Jejich charakteristickou vlastností je přímá instalace do vzduchovodních šachet a mezi hlavní výhody patří snadná instalace a kompaktnost zařízení. Vzhledem k vlastnostem potrubních ventilátorů je možné navrhnout efektivní ventilační systém, který je zcela skrytý za zavěšeným stropem a nenarušuje realizaci interiérových designových řešení.

Abyste si vybrali správný potrubní ventilátor, musíte jasně pochopit, kde a jak se používá, jaké související příslušenství a zařízení existuje a jak vybrat správnou kombinaci všech komponent. Důležitými faktory v kontextu úkolu návrhu ventilačního systému jsou také výkon a výkonnost. To vše bude probráno v tomto materiálu.

Typy potrubních ventilátorů a jejich použití

Zařízení pro instalaci do kanálových šachet a vzduchovodů se používají pro odsávání a přívod vzduchu v navrhovaném větracím systému. Mohou být použity jak v soukromém sektoru venkovských a bytových domů, tak i v průmyslových dílnách, výrobních závodech a veřejných budovách.

Podle typu se potrubní ventilátory dělí především podle tvaru. Existují kulaté, obdélníkové a kombinované modely. Připojení všech typů zařízení k vzduchovodu je zajištěno pomocí spojovacích přírub nebo pružných spojovacích prvků. Některé modely lze umístit přímo do větrací šachty.

Kulaté ventilátory mají zpravidla nižší kapacitu, až 14 tisíc metrů krychlových za hodinu, zatímco obdélníkové ventilátory mají výrazně vyšší kapacitu, až 27 tisíc.

Klíčové vlastnosti pro výběr ventilátoru

Účelem potrubního ventilátoru je zajistit normální výměnu vzduchu mezi místností a ulicí. Tato zařízení jsou nedílnou součástí moderního ventilačního systému a pomáhají udržovat normální mikroklima uvnitř budovy. Z tohoto důvodu musí ventilátor v první řadě odpovídat výkonu celkové ploše obsluhovaných prostor.

Vzorec pro výkon potrubního ventilátoru vypadá takto:

Kde L je výkon, V je objem místnosti v metrech krychlových a K je normativní norma pro výměnu vzduchu. Poslední parametr lze nalézt ve speciálních tabulkách, v průměru se pohybuje od 5 do 15 jednotek.

Je lepší brát získanou produktivitu s rezervou 20-30 %, aby se překonal možný odpor v úsecích vzduchovodů, filtračních konstrukcích atd.

Dalším důležitým faktorem je rychlost výměny vzduchu. Pokud je výkon zodpovědný za objem, pak tento parametr, měřený v metrech za sekundu, ukazuje rychlost proudění vzduchu. Čím nižší je toto číslo, tím méně efektivní a pomalejší bude proces výměny vzduchu a naopak.

Existuje však i nevýhoda – modely s vyšší rychlostí proudění vzduchu produkují více hluku a vibrací a také vytvářejí značnou úroveň tlaku na ventilační potrubí. Optimální rozsah rychlosti je 10-14 metrů za sekundu.

Po určení hlavních parametrů je třeba vybrat typ ventilátoru na základě tvaru průřezu, způsobu instalace, typu motoru, úrovně napětí, akustických parametrů a dalších charakteristik. To zahrnuje i výběr doprovodného vybavení a příslušenství, jako je zpětná klapka, teplotní a tlakové senzory, různé filtry a další komponenty.

Díky tomu všemu je proces výpočtu a výběru správného „potrubí“ netriviálním úkolem, který je v kontextu složitého ventilačního systému nejlepší přenechat profesionálům.

Tvar a provedení potrubního ventilátoru

Jak jsme již uvedli výše, podle tvaru existují kulaté, obdélníkové a smíšené typy zařízení. Každý z těchto typů se vyrábí v různých provedeních a průřezech a liší se také typem instalace.

Tělo zařízení je vyrobeno z nárazuvzdorného plastu nebo pozinkovaného kovu. Moderní ventilátory mohou být vyrobeny z kompozitních materiálů.

Oběžné kolo pro přívod vzduchu a lopatky ventilátoru mohou být také z různých materiálů a tvarů, s dozadu nebo dopředu zahnutými lopatkami. Všechny tyto konstrukční prvky umožňují dosáhnout proudění vzduchu požadovaných parametrů.

Existují také konstrukce vyvinuté speciálně pro odstraňování kouře z budov v případě nebezpečí požáru, výbušných nečistot ve vzduchu v potenciálně nebezpečné chemické výrobě a modely schopné provozu v podmínkách významného teplotního gradientu a vysoké vlhkosti.

Výkon ventilátoru a ekonomická složka

Spotřeba energie potrubního ventilátoru zpravidla do značné míry koreluje s jeho výkonem. Nejnovější požadavky na pozadí energeticky úsporných projektů a evropských norem kvality však nutí výrobce hledat kompromisní řešení a vylepšovat konstrukční vlastnosti elektromotorů instalovaných v zařízeních.

Ventilátory používají střídavé nebo elektronické motory. První jmenované jsou žravější a přispívají k emisím CO2. Druhé se blíží evropským normám a jsou navrženy s ohledem na environmentální normy a požadavky na energetickou účinnost, i když jsou poněkud dražší než jejich protějšky. Při navrhování složitého a rozsáhlého ventilačního systému lze náklady kompenzovat náklady na elektřinu, které se poměrně rychle amortizují.

Výsledek?

Potrubní ventilátor je spolehlivé a nepostradatelné zařízení s řadou výhod, které se široce používá při návrhu složitých ventilačních systémů i nejjednodušších konstrukcí pro organizaci nuceného větrání v soukromém sektoru. Mezi výhody patří snadná instalace a možnost skrýt zařízení přímo ve ventilačním potrubí, což nenarušuje dekorativní úpravu místnosti. Relativně nízké náklady a provozní účinnost také umožňují používat „potrubní ventilátory“ téměř všude, bez ohledu na úkol. Pokud je však ventilační systém místnosti poměrně složitý, bude vyžadovat přesné výpočty a zohlednění mnoha faktorů. Pokud je návrh proveden nesprávně, mohou se objevit problémy s větráním a v důsledku toho nedostatek čistého vzduchu, nebo naopak jeho nadbytek doprovázený průvanem. Negativní roli může hrát i úroveň hluku a vibrací, pokud se k této problematice dostatečně nepřistoupí, zejména v prostorách používaných jako kanceláře nebo obchody. Pokud tedy pochybujete o své vlastní kompetenci, je nejlepší svěřit výběr, výpočet a instalaci potrubních ventilátorů a ventilačních systémů profesionálnímu týmu. Zkušení zaměstnanci provedou veškerou práci efektivněji a výsledkem bude efektivní a odolný systém!

V tomto příkladu si ukážeme, jak vypočítat přívodní větrání pro pokojový byt, ve kterém žije tříčlenná rodina (dva dospělí a dítě). Přes den je občas přijedou navštívit příbuzní, takže v obývacím pokoji může dlouho zůstat až 5 lidí. Výška stropu bytu je 2,8 metru. Parametry pokoje:

Míry spotřeby pro ložnici a dětský pokoj nastavíme v souladu s doporučeními SNiP – 60 m³/h na osobu. V obývacím pokoji se omezíme na 30 m³/h, protože v této místnosti je málokdy velký počet lidí. Podle SNiP je takové proudění vzduchu přípustné pro místnosti s přirozeným větráním (pro větrání můžete otevřít okno). Pokud bychom pro obývací pokoj nastavili průtok vzduchu 60 m³/h na osobu, pak by požadovaná produktivita pro tuto místnost byla 300 m³/h. Náklady na elektřinu na ohřev tohoto množství vzduchu by byly velmi vysoké, proto jsme udělali kompromis mezi komfortem a účinností. Pro výpočet výměny vzduchu násobkem pro všechny místnosti vybereme komfortní dvojitou výměnu vzduchu. Hlavní vzduchotechnické potrubí bude obdélníkové, tuhé, odbočky budou pružné, zvukově izolované (tato kombinace typů potrubí není nejčastější, ale zvolili jsme ji pro demonstrační účely). Pro dočištění přiváděného vzduchu bude osazen jemný filtr třídy EU5 (vypočítáme odpor sítě se znečištěnými filtry). Rychlosti vzduchu ve vzduchovodech a přípustnou hladinu hluku na mřížkách ponecháme na doporučených hodnotách, které jsou standardně nastaveny. Výpočet začínáme sestavením schématu rozvodné sítě vzduchu. Tento diagram nám umožní určit délku vzduchovodů a počet závitů, které mohou být v horizontální i vertikální rovině (musíme počítat všechny závity v pravých úhlech). Takže naše schéma:

Odpor vzduchotechnické rozvodné sítě se rovná odporu nejdelšího úseku. Tento úsek lze rozdělit na dvě části: hlavní vzduchové potrubí a nejdelší větev. Pokud máte dvě větve přibližně stejné délky, musíte určit, která z nich má větší odpor. K tomu můžeme předpokládat, že odpor jedné otáčky se rovná odporu 2,5 metru vzduchovodu, pak největší odpor bude mít větev, jejíž hodnota (2,5 * otáčky + délka vzduchovodu) je maximální. Z trasy je nutné oddělit dvě části, abyste mohli zadat různé typy vzduchovodů a různé rychlosti vzduchu pro hlavní úsek a větve. V našem systému jsou na všech větvích instalovány vyvažovací ventily, které umožňují upravit průtok vzduchu v každé místnosti v souladu s projektem. Jejich odpor (v otevřeném stavu) byl již zohledněn, protože se jedná o standardní prvek ventilačního systému. Délka hlavního vzduchovodu (od mřížky nasávání vzduchu k odbočce do místnosti č. 1) je 15 metrů, v tomto úseku jsou 4 pravoúhlé otáčky. Délku jednotky přívodu vzduchu a vzduchového filtru lze ignorovat (jejich odpor bude zohledněn samostatně) a odpor tlumiče hluku lze brát jako odpor vzduchového potrubí stejné délky, tzn. jednoduše to považujte za součást hlavního vzduchovodu. Nejdelší větev je 7 metrů dlouhá a má 3 pravoúhlé otáčky (jedna na větvi, jedna na potrubí a jedna na adaptéru). Tím jsme zadali všechna potřebná počáteční data a nyní můžeme začít s výpočty (screenshot). Výsledky výpočtu jsou shrnuty v tabulkách: Výsledky výpočtu pro prostory

Výsledky výpočtu obecných parametrů

Výpočet sítě vzduchovodů

• Pro každou místnost (pododdíl 1.2) se spočítá výkon, určí se průřez vzduchovodu a vybere se vhodné vzduchovod standardního průměru. Pomocí katalogu Arktos jsou určeny rozměry rozvodných mřížek s danou hlučností (používá se údaj pro řady AMN, ADN, AMP, ADR). Můžete použít jiné mřížky se stejnými rozměry – v tomto případě může dojít k mírné změně hlučnosti a odporu sítě. V našem případě se mřížky pro všechny místnosti ukázaly být stejné, protože při hlučnosti 25 dB(A) je přípustný průtok vzduchu přes ně 180 m³/h (menší mřížky v těchto řadách nejsou).
• Součet průtoků vzduchu pro všechny tři místnosti nám udává celkový výkon systému (pododdíl 1.3). Při použití bude výkon systému o třetinu nižší díky samostatnému nastavení proudění vzduchu v každé místnosti. Dále se vypočítá průřez hlavního vzduchovodu (v pravém sloupci – pro systém VAV) a zvolí se vhodně dimenzované obdélníkové vzduchovody (obvykle je uvedeno několik možností s různými poměry stran). Na konci úseku je vypočítán odpor vzduchové sítě, který se ukazuje jako poměrně velký – je to dáno použitím jemného filtru ve ventilačním systému, který má vysoký odpor.
• Obdrželi jsme všechny potřebné údaje k dokončení rozvodné sítě vzduchu, s výjimkou velikosti hlavního vzduchovodu mezi větvemi 1 a 3 (tento parametr není v kalkulačce počítán, protože konfigurace sítě není předem známa). Plochu průřezu této sekce však lze snadno vypočítat ručně: od plochy průřezu hlavního vzduchového potrubí je třeba odečíst plochu průřezu větve č. 3. Po získání plochy průřezu vzduchového potrubí lze jeho velikost určit z tabulky.

Výpočet výkonu ohřívače a výběr vzduchotechnické jednotky

Dále je na základě výkonu systému a rozdílu teplot vzduchu určen maximální výkon ohřívače. Poté se na základě všech přijatých dat vybere jednotka přívodu vzduchu.

Doporučený model Breezart 550 Lux má softwarově konfigurovatelné parametry (výkon a výkon ohřívače), takže výkon, který by měl být zvolen při nastavování řídící jednotky, je uveden v závorce. Lze poznamenat, že maximální možný výkon ohřívače této jednotky je o 11 % nižší než vypočítaná hodnota. Nedostatek energie se projeví až při venkovní teplotě pod -22°C, a to se nestává často. V takových případech se vzduchotechnická jednotka automaticky přepne na nižší otáčky, aby udržela nastavenou výstupní teplotu (funkce „Komfort“).

Výsledky výpočtu kromě požadovaného výkonu ventilačního systému udávají maximální výkon řídící jednotky při daném odporu sítě. Pokud se ukáže, že tento výkon je výrazně vyšší než požadovaná hodnota, můžete využít možnosti programového omezení maximálního výkonu, která je dostupná u všech větracích jednotek Breezart. Maximální výkon je pouze orientační, protože výkon se upravuje automaticky za chodu systému.

Kalkulace provozních nákladů

Tato část vypočítává náklady na elektřinu vynaloženou na ohřev vzduchu během chladného období. Náklady závisí na jeho konfiguraci a provozním režimu, proto jsou brány jako rovné průměrné hodnotě: 60 % nákladů na konvenční ventilační systém. V našem případě můžete ušetřit snížením spotřeby vzduchu v obývacím pokoji v noci a v ložnici přes den.