Výpočet vzduchovodů podle rychlosti a průtoku + způsoby měření průtoku vzduchu v místnostech

Vyvážená výměna vzduchu – základ dobrého pocitu a pracovní výkonnosti lidí. Není tomu tak? Aby však byly vytvořeny komfortní podmínky v obytných a výrobních prostorách, je důležité správně provést výpočet vzduchovodů podle rychlosti a průtoku a zajistit efektivní režim pohybu vzduchových proudů.

Dále vám řekneme, co je potřeba pro výpočet vzduchovodů, jaké metody a přístroje se používají k měření rychlosti vzdušného proudu.

Co je to vzduchovod?

Vzduchovod – základní prvek systému distribuce vzduchu. Představuje soubor kovových nebo plastových trubek umístěných k zajištění vzduchové rovnováhy. Princip činnosti vzduchovodu spočívá v přívodu a odvodu vzduchu pomocí speciálních ventilátorů.

Základní charakteristiky vzduchovodu:

• tvar (kulatý nebo obdélníkový);
• plocha průřezu;
• tuhost (pružné, polopružné a tuhé).

Na těchto charakteristikách závisí výkon ventilačního systému a jeho funkčnost jako celek.

Vyberte si vzduchovod s obdélníkovým průřezem, pokud je pro vás důležité, aby byl nenápadný. Takový vzduchovod lze snadno schovat na horní plochu skříní.

Správný výběr parametrů vzduchovodu s ohledem na všechny zvláštnosti místnosti zajistí jeho dlouhodobý a efektivní provoz.

Algoritmus provádění výpočtů

Při projektování, nastavování nebo úpravě již fungujícího ventilačního systému se vždy provádějí výpočty vzduchovodu. To je nezbytné pro správné určení jeho parametrů s ohledem na optimální charakteristiky výkonu a hluku v aktuálních podmínkách.

Při provádění výpočtů mají velký význam výsledky měření průtoku a rychlosti pohybu vzduchu ve vzduchovém kanálu.

Průtok vzduchu – objem vzduchové hmoty vstupující do ventilačního systému za jednotku času. Zpravidla se tento ukazatel měří v m³/h.

Rychlost pohybu – veličina, která ukazuje, jak rychle se vzduch pohybuje ve ventilačním systému. Tento ukazatel se měří v m/s.

Jsou-li známy tyto dva ukazatele, lze vypočítat plochu kruhových a obdélníkových průřezů, stejně jako tlak potřebný k překonání místního odporu nebo tření.

Při sestavování schématu je třeba zvolit úhel pohledu z fasády budovy, která je umístěna v dolní části dispozice. Vzduchovody se zobrazují plnými tlustými čarami.

Nejčastěji se používá následující algoritmus výpočtu:

1. Sestavení axonometrického schématu, ve kterém jsou vyjmenovány všechny prvky.
2. Na základě tohoto schématu se vypočítá délka každého kanálu.
3. Měří se průtok vzduchu.
4. Určuje se rychlost proudění a tlak v každém úseku systému.
5. Provádí se výpočet ztrát třením.
6. Pomocí potřebného koeficientu se provádí výpočet tlakových ztrát při překonávání místního odporu.

Při provádění výpočtů v každém úseku sítě distribuce vzduchu se získávají různé výsledky. Všechny údaje je třeba srovnat pomocí clon s větví největšího odporu.

Výpočet plochy průřezu a průměru

Správný výpočet plochy kruhových a obdélníkových průřezů je velmi důležitý. Nevyhovující velikost průřezu neumožní zajistit potřebnou vzduchovou rovnováhu.

Příliš velký vzduchovod zabere mnoho místa a zmenší efektivní plochu místnosti. Pokud zvolíte příliš malou velikost kanálů, objeví se průvan, protože se zvýší tlak proudění.

Pro výpočet potřebné plochy průřezu (S) je třeba znát hodnoty průtoku a rychlosti proudění vzduchu.

Pro výpočty se používá následující vzorec:

S = L/3600*V,

přičemž L – průtok vzduchu (m³/h) a V – jeho rychlost (m/s);

Pomocí následujícího vzorce lze vypočítat průměr vzduchovodu (D):

D = 1000*√(4*S/π), kde

S – plocha průřezu (m²);

π – 3,14.

Pokud se plánuje instalace obdélníkových, nikoli kruhových vzduchovodů, místo průměru se určuje potřebná délka/šířka vzduchového kanálu.

Všechny získané hodnoty se porovnají s normami GOST a vyberou se výrobky, které jsou nejblíže průměrem nebo plochou průřezu.

Při výběru takového vzduchovodu se bere v úvahu přibližný průřez. Používá se princip a*b ≈ S, kde a – délka, b – šířka a S – plocha průřezu.

Podle norem by poměr šířky a délky neměl být vyšší než 1:3. Rovněž je třeba použít tabulku typických rozměrů poskytovanou výrobním závodem.

Nejčastěji se setkáváme s těmito rozměry obdélníkových kanálů: minimální rozměry – 0,1 m x 0,15 m, maximální – 2 m x 2 m. Výhodou kruhových vzduchovodů je, že mají nižší odpor a v důsledku toho vytvářejí méně hluku při provozu.

Výpočet tlakové ztráty na odpor

Při postupu vzduchu potrubím vzniká odpor. K jeho překonání vytváří ventilátor přívodní jednotky tlak, který se měří v Pascalech (Pa).

Tlakovou ztrátu lze snížit zvětšením průřezu vzduchovodu. Přitom lze zajistit přibližně stejnou rychlost proudění v síti.

Aby bylo možné zvolit vhodnou přívodní jednotku s ventilátorem požadovaného výkonu, je nutné vypočítat tlakovou ztrátu na překonání místního odporu.

Používá se tento vzorec:

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

R – měrná tlaková ztráta třením na určitém úseku vzduchovodu;

L – délka úseku (m);

Ei – celkový součinitel místní ztráty;

V – rychlost vzduchu (m/s);

Y – hustota vzduchu (kg/m³).

Hodnoty R se určují podle norem. Tento ukazatel lze také vypočítat.

Je-li průřez vzduchovodu kruhový, tlaková ztráta třením (R) se vypočítá následovně:

R = (X*D/B) * (V*V*Y)/2g, kde

X – součinitel tření;

L – délka (m);

D – průměr (m);

V – rychlost vzduchu (m/s) a Y – jeho hustota (kg/m³);

g – 9,8 m/s².

Pokud není průřez kruhový, ale obdélníkový, je do vzorce nutné dosadit alternativní průměr rovný D = 2AB/(A + B), kde A a B jsou strany.

Software pro provádění výpočtů

Všechny výpočty lze provádět ručně, ale pohodlnější a rychlejší je použít specializované programy.

Pomocí takových programů lze nejen přesně provést potřebné výpočty, ale také připravit výkresy.

V případě potřeby lze pro provádění výpočtů použít specializovaný software. Tím se vyloučí možné chyby, které by mohly hrát fatální roli během provozu. Do programu se zadají vstupní hodnoty a již za několik sekund lze získat přesné výsledky výpočtů.

Vent–Calc – funkční aplikace pro výpočty vzduchovodů. Pro výpočty se používají hodnoty průtoku a rychlosti vzduchu, stejně jako teploty.

MagiCAD – provádí všechny typy výpočtů pro inženýrské sítě, obrázky jsou prezentovány ve formátech 2D a 3D.

GIDRV – program pro výpočty všech parametrů vzduchovodů. Je umožněn výběr libovolných kombinací parametrů pro dosažení nejlepších pracovních výsledků.

Ducter 2.5 – utilita, která přesně vypočítává průměry průřezů vzduchovodů. Ideálně se hodí pro výběr jejich typů.

Výkresy, které jsou vytvářeny v těchto programech, umožňují přesněji vidět schéma rozmístění všech komponentů systému a zajistit jejich nejefektivnější provoz.

Měření rychlosti a průtoku vzduchu

Při provádění měření je důležité správně zvolit přístroje a metodiky, stejně jako dodržovat postupy provádění měření.

Přístroje používané k měření

Nejčastěji se používají následující typy kontrolně-měřicích přístrojů:

• ultrazvukový 3D anemometr – provádí měření na základě změny frekvence zvuku mezi danými body;
• Pitotova trubice – zaznamenává rozdíl mezi statickým a celkovým tlakem;
• Termoanemometr – určuje rychlost proudění na základě rychlosti poklesu teploty senzoru.
• Křídlový anemometr – provádí měření na základě změny rychlosti otáčení vrtulky.
• Bolometr – určuje průtok vzduchu koncentrací proudu v místě měření, přičemž průřez je předem nastaven.

Mnoho přístrojů v tomto seznamu je poměrně drahých a vzácných. Lze je pronajmout a provést měření sami, ale je lepší zavolat zkušeného seřizovacího inženýra, který zná všechny nuance provádění měřicích prací.

Pitotova trubice se používá v sadě s čidly. Je to jednoduchý přístroj k použití. Trubice se vyvede otevřeným koncem proti proudu vzduchu a její druhý konec se připojí k manometru.

Měření rychlosti je nezbytné nejen pro provádění výpočtů, ale také pro kontrolu hygienických parametrů vzduchu v místnosti. Během určitého časového úseku nevyhnutelně dochází k znečištění ventilačních kanálů a vzduchovodů.

V takových případech mohou spoje ztratit těsnost, výkon zařízení klesá. Kromě toho jsou měření nezbytná při plánované údržbě, čištění a opravě ventilačního systému.

Při provádění měření je třeba dodržovat řadu pravidel. Za prvé, rychlost vzduchu je regulována stavebními normami a standardy. Je nutné se řídit těmito hodnotami.

Jsou povoleny malé odchylky od těchto parametrů za přítomnosti zvláštních technických okolností. Například při instalaci zařízení, provádění oprav atd.

Za druhé, při provádění měření je také nutné brát v úvahu normy souvisejících faktorů – hladiny hluku a vibrací, které jsou uvedeny v regulačních dokumentech.

Překročení těchto norem svědčí o nedostatcích ventilačního systému. Rychlost vzduchu by neměla mít žádný vliv na tyto ukazatele.

Metody provádění měření průtoku vzduchu

Ve fázi zprovoznění je nezbytné provést měření objemového průtoku vzduchu v systému ventilace a klimatizace. To zajistí možnost kvalitního nastavení systému a jeho nepřerušovaného provozu.

Taková měření se provádějí přímo v vzduchovodu nebo na vstupní mřížce. Existuje několik jednoduchých metod.

Měření na stropních difuzorech

Nejčastěji se pro měření podle této metody používá bolometr. Je nutné zakrýt difuzor a horní konfuzor přiložit ke stropu. Je třeba změřit jak celkový objem odsávání vzduchu z místnosti, tak i přívodní proud.

Bolometr se vyznačuje vysokou přesností díky tomu, že vestavěný usměrňovač proudění snižuje pravděpodobnost chyby. I když přístroj vypadá objemně, je poměrně lehký – jeho hmotnost nepřesahuje 3 kg.

V některých zdrojích se pro měření doporučuje použít sondu, zasunutím do mezery mezi lamelami difuzoru pro získání průměrného výsledku.

Tento přístup je neúčinný ze dvou důvodů:

1. Turbulence proudění je velmi vysoká, proto nelze vidět skutečný průtok.
2. Není možné nastavit sondu přímo v souladu s prouděním. Výsledky měření budou v každém případě zkresleny.

Tedy nestojí za to trávit svůj čas zbytečnými manipulacemi se sondou. Existují mnohem jednodušší a přesnější způsoby měření.

Existuje ještě jeden způsob provádění měření podle této metody. Předpokládá přítomnost přímého úseku a rovnoměrného proudění. Měření se provádějí přes předem připravené otvory.

Tento způsob se vyznačuje vysokou přesností, ale pro jeho realizaci nejsou vždy podmínky. Ne všude jsou přímé úseky, někdy není možné připravit dva otvory pro měření. A navíc k realizaci tohoto způsobu je potřeba několik lidí: jeden musí provádět měření, druhý držet žebřík atd.

S ohledem na vše výše uvedené, pokud potřebujete získat rychlý a přesný výsledek bez zbytečného úsilí – použijte bolometr.

Měření na ventilační mřížce

Pro provádění kontrolně-měřicích operací podle této metody se používá termoanemometr s lopatkovým kolem o průměru 60 až 100 mm. Lopatkové kolo by mělo být srovnatelné s rozměry mřížky.

Termoanemometr – multifunkční přístroj, který lze použít nejen k měření rychlosti vzduchu, ale také k měření dalších parametrů. Takové zařízení bude v domácnosti velmi užitečné. Při pořizování termoanemometru je lepší zvolit přístroj, který má funkci analýzy a dokumentace dat.

Tato metoda zajišťuje vysokou přesnost výsledků a počet prováděných měření je přitom minimální. Pro přístup k obtížně dostupným místům lze použít speciální nástavec nebo teleskopickou sondu.

Měření ve vzduchovodu

Pro provádění měření se používá speciálně vytvořený pracovní otvor ve stěně kanálu vzduchovodu.

Je důležité dodržovat následující podmínky:

• velikost průřezu tohoto otvoru musí přesně odpovídat průměru sondy;
• Místo pro měření je třeba pečlivě vybrat. Otvor se vrtá pouze na přímém úseku, jehož délka musí činit nejméně 5 průměrů vzduchovodu. Otvor je třeba umístit tak, aby vzdálenost před ním byla 3 průměry a za ním 2 průměry trubky.

V případě provádění měření uvnitř vzduchovodu je třeba použít přístroj s lopatkovým kolem o průměru 16 až 25 mm. Pokud je vzduchovod umístěn vysoko, pomůže teleskopická sonda nebo nástavec.

Pravidla používání měřicích zařízení

Při měření rychlosti proudění vzduchu a jeho průtoku v systému větrání a klimatizace je nutný správný výběr přístrojů a dodržování následujících pravidel jejich provozu.

To umožní získat přesné výsledky výpočtu vzduchovodu a také sestavit objektivní obraz systému větrání.

Aby bylo možné zaznamenat průměrné hodnoty průtoku, je třeba provést několik měření. Jejich počet závisí na průměru trubky nebo na velikosti stran, pokud je kanál obdélníkového tvaru.

Dodržujte teplotní režim, který je uveden v pasu přístroje. Také sledujte polohu senzoru sondy. Ten musí být vždy orientován přesně proti proudu vzduchu.

Pokud toto pravidlo není dodržováno, výsledky měření budou zkresleny. Čím větší bude odchylka senzoru od ideální polohy, tím vyšší bude chyba.

Závěry a užitečné video k tématu

Zřízení větrání domu:

Je tedy velmi důležité dodržovat pravidla provádění měření, neboť sebemenší chyba může ovlivnit výsledky výpočtů.

Správné výpočty vzduchovodu umožní zvolit jeho optimální konfiguraci a potřebné komponenty, a tím bude zajištěno nepřerušované a produktivní fungování větrání.

Pokud máte dotazy nebo můžete doplnit materiál o cenné informace, zanechte prosím své komentáře, podělte se o zkušenosti. Blok pro kontakt se nachází pod článkem.