Производительность вентилятора — как узнать и увеличить

Если комфорту в доме вы уделяете достаточно внимания, то наверное, согласитесь, что качество воздуха должно стоять на одном из первых мест. Свежий воздух полезен для здоровья и мышления. В хорошо пахнущую комнату не стыдно пригласить гостей. Проветривать каждое помещение по десять раз в день — нелегкое занятие, неправда ли?

Необходимость проверки вентиляции

проведение замеров

Зачастую сложно обнаружить самостоятельно, что вентиляция неэффективна. Оборудование может работать, но вытягивать отработанный воздух слабо или наоборот плохо подавать свежий. Жители современных домов, оснащенных центральными системами кондиционирования и вентиляции, могут жаловаться на плохое самочувствие, бессонницу и головные боли. Причина недомоганий иногда скрывается в не достаточно эффективной работе вентиляционной системы.

Необходимость проверки вентиляции

На промышленных объектах в воздух выделяются пыль, ядовитые или зловонные испарения, тепло. Поэтому еще важнее эффективная работа вентиляционной системы в производственных цехах. Некачественное удаление вредных выделений с рабочего места может привести к травматизации персонала, развитию профессиональных заболеваний и даже гибели. Визуальные методы проверки работы вентиляции обычно не достаточно эффективны.

Необходимы проверки эффективности системы вентиляции и перед ревизией санитарно-эпидемиологических инстанций.

Давление в вентиляционной системе

Чтобы вентиляция была эффективной, нужно правильно подобрать давление вентилятора. Есть два варианта для самостоятельного измерения напора. Первый способ — прямой, при котором замеряют давление в разных местах. Второй вариант — рассчитать 2 вида давления из 3 и получить по ним неизвестную величину.

Давление (также — напор) бывает статическим, динамическим (скоростным) и полным. По последнему показателю выделяют три категории вентиляторов.

К первой относят приборы с напором < 1 кПа, второй — 1—3 кПа и более, третьей — больше 3—12 кПа и выше. В жилых строениях используют устройства первой и второй категории.

Аэродинамическая характеристика осевых вентиляторов на графике: Pv — полное давление, N — мощность, Q — расход воздуха, ƞ — КПД, u — скорость, n — частота вращения

Давление в вентиляционной системе

В технической документации к вентилятору обычно указывают аэродинамические показатели, включая полное и статическое давление при определенной производительности. На практике «заводские» и реальные параметры часто не совпадают, и связано это с конструктивными особенностями вентиляционных систем.

Существуют международные и государственные стандарты, направленные на повышение точности измерений в лабораторных условиях.

В России обычно применяют методы A и C, при которых напор воздуха после вентилятора определяют косвенно, исходя из установленной производительности. В разных методиках в площадь выхода включают или не включают втулку рабочего колеса.

Естественная вентиляция

Естественная вентиляция – это система вентиляции, не имеющая принудительной движущей воздух силы (вентилятора). Движение воздуха в естественной системе вентиляции осуществляется за счет естественных сил (перепада давления).

Проветривание помещений

К естественной вентиляции, например, относится осуществляемое вручную проветривание помещений: при открытии окон в двух комнатах без использования вентиляторов начинается движение воздуха, вызванное тем, что атмосферное давление на улице возле одного окна несколько выше, чем возле другого. Как следствие, наружный воздух попадает в квартиру через первое окно и движется ко второму.

Читайте также:  Виды и принципы работы датчиков влажности

Кстати, именно такую схему воздухообмена в квартирах рекомендует СНиП „Жилые здания“: наружный воздух поступает через открытые форточки жилых комнат и удаляется через вытяжные решетки, установленные в кухнях, ванных комнатах и туалетах.

Воздухообмен квартиры не должен быть ниже:

  • суммарной нормы вытяжки из туалетов, ванных комнат и кухни:
    • от кухонной электроплиты объем вытяжки должен составлять 60 м 3 /ч
    • от кухонной газовой плиты — 90 м 3 /ч
    • из совмещенного (душ + унитаз) санузла в квартире — 50 м 3 /ч
  • нормы притока, равной 3 м 3 /ч на каждый квадратный метр жилой площади

Применение естественной вентиляции

Естественная вентиляция предусматривается для вспомогательных помещений (склады, санузлы, кухни в жилых зданиях и т.д.).

На системах естественной вентиляции вентиляторы не устанавливаются, удаление воздуха происходит за счет перепада давления между воздухозаборной решеткой и верхней точкой шахты. На шахтах таких систем устанавливается либо зонт, либо дефлектор, который увеличивает тягу в шахте.

Расчет естественной вентиляции

Движение воздуха при естественной вентиляции обеспечивается перепадом давления. Давление, принуждающее перемещаться воздух, определяется по следующей формуле:

Р ест = (ρ вн — ρ н )*h*g, Где:

  • ρ н — плотность наружного воздуха, кг/м 3 ;
  • ρ вн — плотность воздуха внутри помещения, кг/м 3 ;
  • h — расстояние oт центра приточного проема до центра вытяжного пo вертикали, м;
  • g — ускорение свобoдного падения, равное 9,81 м/с 2 .

Расчет естественной вентиляции сводится к определению живого сечения воздуховодов (воздушных каналов). Условием расчета является равенство давления, принуждающего перемещаться воздух, и аэродинамического сопротивления воздуховодов.

Сопротивление воздуховодов определяется по формуле:

где

  • R — удельная потеря давления пo длине участка из-за трения, Па/м;
  • l — длина участка, м;
  • Z — потери в местных сопротивлениях, Па.

Величины R и Z зависят от вида воздуховодов или воздушных каналов, их сечения и геометрической формы вытяжного канала (повороты, сужения, расширения и др.). Эти величины выбираются по таблицам в зависимости от скорости движения воздуха. В свою очередь скорость движения воздуха определяется по формуле:

  • G – расход вытяжного воздуха, м 3 /ч;
  • S – площадь вытяжного канала, м 2 ;

Целью расчета является либо определение расхода воздуха, который будет вытягиваться через имеющиеся каналы, либо определение конфигурации вытяжных каналов и высоты подъёма вытяжной шахты для обеспечения требуемого расхода воздуха.

Этап первый

Сюда входит аэродинамический расчёт механических систем кондиционирования или вентиляции, который включает ряд последовательных схема в аксонометрии, которая включает вентиляцию: как приточную, так и вытяжную, и подготавливается к расчёту.

Размеры площади сечений воздуховодов определяются в зависимости от их типа: круглого или прямоугольного.

Формирование схемы

Схема составляется в аксонометрии с масштабом 1:100. На ней указываются пункты с расположенными вентиляционными устройствами и потреблением воздуха, проходящего через них.

Читайте также:  Вентиляция в квартире своими руками: схема и процесс монтажа

Здесь следует определиться с магистралью – основной линией исходя из которой проводятся все операции. Она представляет собой цепь последовательно соединённых отрезков, с наибольшей нагрузкой и максимальной протяжённостью.

Выстраивая магистраль, следует обратить внимание на то какая система проектируется: приточная или вытяжная.

Приточная

Здесь линия расчёта выстраивается от самого удалённого распределителя воздуха с наибольшим потреблением. Она проходит через такие приточные элементы, как воздуховоды и вентиляционная установка вплоть до места где происходит забор воздуха. Если же система должна обслуживать несколько этажей, то распределитель воздуха располагают на последнем.

Вытяжная

Строится линия от самого удалённого вытяжного устройства, максимально расходующего воздушный поток, через магистраль до установки вытяжки и дальше до шахты, через которую осуществляется выброс воздуха.

Если планируется вентиляция для нескольких уровней и установка вытяжки располагается на кровле или чердаке, то линия расчёта должна начинаться с воздухораспределительного устройства самого нижнего этажа или подвала, который тоже входит в систему. Если установка вытяжки находится в подвальном помещении, то от воздухораспределительного устройства последнего этажа.

Вся линия расчёта разбивается на отрезки, каждый из них представляет собой участок воздуховода со следующими характеристиками:

  • воздуховод единого размера сечения;
  • из одного материала;
  • с постоянным потреблением воздуха.

Следующим шагом является нумерация отрезков. Начинается она с наиболее удалённого вытяжного устройства или распределителя воздуха, каждому присваивается отдельный номер. Основное направление – магистраль выделяется жирной линией.

Далее, на основе аксонометрической схемы для каждого отрезка определяется его протяжённость с учётом масштаба и потребления воздуха. Последний представляет собой сумму всех величин потребляемого воздушного потока, протекающего через ответвления, которые примыкают к магистрали. Значение показателя, который получается в результате последовательного суммирования, должно постепенно возрастать.

Определение размерных величин сечений воздуховодов

Производится исходя из таких показателей, как:

  • потребление воздуха на отрезке;
  • нормативные рекомендуемые значения скорости движения воздушного потока составляют: на магистралях — 6м/с, на шахтах где происходит забор воздуха – 5м/с.

Рассчитывается предварительное размерная величина воздуховода на отрезке, которая приводится к ближайшему стандартному. Если выбирается прямоугольный воздуховод, то значения подбираются на основе размеров сторон, отношение между которыми составляет не более чем 1 к 3.

На графике

Индивидуальный график характеристик вентилятора Аксипал

1 производительность Q,м3/час 2 полное давление Pv, Па 3 сплошными синими линиями показаны кривые характеристик работы вентилятора в зависимости от угла установки лопаток рабочего колеса с точностью до одного градуса 4 синей пунктирной линией показано динамическое давление без диффузора 5 синей пунктирной линией показано динамическое давление с диффузором 6 угол установки лопаток рабочего колеса 7 максимальное значение угла установки лопаток рабочего колеса 8 сплошными зелёными линиями показаны кривые потребляемой вентилятором мощности, кВт 9 зелёными пунктирными линиями показаны уровни среднего звукового давления, дБ(А)

Подбор вентилятора начинают с определения его номера (размера) и синхронной частоты вращения. По заданным аэродинамическим характеристикам (производительноcти Q и полному давлению Pv) на сводных графиках определяют размер (номер) вентилятора и синхронную частоту вращения рабочего колеса вентилятора. При этом может учитываться оптимальный размер воздуховодов или проёмов в стенах или перекрытиях. На соответствующем индивидуальном графике характеристик в точке пересечения координат производительности и полного давления (рабочей точке) находят кривую характеристик вентилятора для соответствующего угла установки лопаток рабочего колеса. Данные кривые проведены с интервалом установки угла лопаток в один градус. Рабочая точка одновременно показывает потребляемую вентилятором мощность (в случае несовпадения рабочей точки и кривой потребляемой мощности необходимо провести интерполяцию) и средний уровень звукового давления. Динамическое давление и динамическое давление с присоединённым диффузором находят на пересечении соответствующих наклонных прямых с вертикалью, проведённой от производительности Q (значения считывают на шкале полного давления Pv). Вентиляторы Аксипал по заказу потребителя могут оснащаться электродвигателями как отечественного, так и зарубежного производства. В случае если фактические параметры эксплуатации вентилятора (температура, влажность, абсолютное атмосферное давление, плотность воздуха или фактические обороты вращения электродвигателя) отличаются от параметров, при которых составлены графики аэродинамических характеристик следует уточнить фактические аэродинамические характеристики вентилятора и потребляемую мощность по следующим формулам (ГОСТ 10616-90) и основным законам вентиляции: Q=Q0n/n0 (1)

Читайте также:  Ливневая канализация: что такое, виды, монтаж

Pv = Pv0 (n/n0 )2 (2)

N=N0(n/n0)3 , (3)

где Q – фактическая производительность, м3/час или м3/с;

На графике

Pv – фактическое полное давление, Па; N – фактическая потребляемая мощность, кВт;

n – фактические обороты электродвигателя, об/мин;

Q0 – производительность, взятая из графика, м3/час или м3/с;

Pv0 – полное давление, взятое из графика, Па;

N0 – потребляемая мощность, взятая из графика, кВт;

n0 – обороты электродвигателя, взятые из графика, об/мин. В случае экслуатации вентиляторов при температуре, превышающей 40 °С, следует иметь в виду, что при повышении температуры на каждые 10 °С потребляемая мощность электродвигателя снижается на 10%. Таким образом, при температуре +90 °С потребная мощность электродвигателя должна быть в два раза больше, чем найденная по графикам аэродинамических характеристик. Класс нагревостойкости изоляции электродвигателя должен быть не ниже класса «F».

Вытяжная вентиляция на кухне

Благодаря вытяжной кухонной вентиляции удается проводить воздухообмен в самых проблемных зонах комнаты. К примеру, улучшать качество воздуха на кухне в момент приготовления пищи. От применения таких конструкций зависит не только общее самочувствие проживающих здесь людей, но и состояние стен в жилом помещении. Рекомендованные по СНиП технические нормативы при организации вентиляции:

  • 60 м³ в час (электроплита);
  • 100 м³ в час (газовые варочные плиты).

Данное значение следует помножить на площадь комнаты, чтобы выяснить положенную производительность вентиляционной системы. Именно по полученному значению следует подбирать прибор, с соотвествующим электродвигателем. Установка вытяжки над варочной плитой позволяет обеспечить дополнительный воздухообмен, препятствуя распространению ароматов пищи по всему жилью. При соединении данных элементов следует правильно подбирать все комплектующие, с равными сечениями.

При правильной установке кухонной вытяжки осуществляется подключение вентиляционной шахты с присоединенным устройством. Благодаря этому осуществляется полное удаление образующихся в момент готовки вредных химических соединений из компоненты.