Аэродинамический расчет системы вентиляции и кондиционирования

Аэродинамический расчет системы вентиляции

Что такое аэродинамический расчёт и зачем он нужен? Мы попытаемся донести до Вас важность проведения грамотного аэродинамического расчёта простым и общедоступным языком на примере системы вентиляции, хотя, всё, что здесь будет сказано, в равной степени будет относится и к системам отопления, и системам кондиционирования.

Система вентиляции , как Вы уже понимаете, состоит из множества элементов. Некоторые из них:

защитная наружная решётка;
обратный клапан;
фильтр;
подогреватель воздуха;
вентилятор;
глушитель шума;
сеть воздуховодов;
приточно-вытяжные решётки.

забрать свежий воздух с улицы;
очистить воздух от пыли и пуха;
подогреть воздух (в зимний период года);
понизить уровень звукового давления;
распределить подготовленный воздух по помещениям;
равномерно раздать подготовленный свежий воздух по каждому помещению;
собрать отработанный воздух по каждому помещению;
собрать отработанный воздух со всех помещений;
удалить отработанный воздух на улицу.

1. Рабочее тело.

В данной системе это воздух. В выше приведённом списке слово воздух употреблялось 8 из 9 раз. Любое рабочее тело, будь это либо воздух, либо вода, либо фреон, либо любое другое, характеризуется такими основными (с точки зрения аэродинамического расчёта) физическими величинами как:

плотность;
динамическая вязкость;
кинематическая вязкость.

Причём значения этих величин зависят от температуры рабочего тела.

Как Вы видите из задач оборудования Системы Вентиляции, чтобы забрать, подготовить, доставить, раздать, собрать и удалить воздух его необходимо пропустить через целый ряд оборудования. Одно и то же количество воздуха, проходя через отверстия с разной площадью сечения, соответственно, будет иметь разную скорость. Отсюда мы формулируем второй очень важный параметр.

2. Скорость движения рабочего тела.

При движении воздух «сталкивается» с различными элементами системы вентиляции, которые препятствуют движению воздуха. Эти элементы получили название:

3. Местные сопротивления , которые характеризуются соответствующим коэффициентом местного сопротивления, а величина препятствия движению воздуха получила название:

4. Потеря давления.

Теперь обобщим все основные параметры, необходимые для проведения аэродинамического расчёта:

r — плотность рабочего тела.

v — скорость движения рабочего тела.

x — коэффициент местного сопротивления.

DP — потеря давления.

Все эти параметры «связываются» следующей формулой:

DP=x*r*v2/2

Теперь мы можем сформулировать задачу проведения аэродинамического расчёта — определить суммарную величину потери давления на всех элементах Системы Вентиляции (в данном примере). Располагая величиной суммарной потери давления, мы наконец-то имеем право подобрать — вентилятор (Системы Отопления — насос, Системы Кондиционирования — компрессор).

Абсолютно любой вентилятор имеет «напорно-расходную» характеристику. Чем больше потеря давления в сети Системы Вентиляции, тем меньше расход воздуха вентилятора, вплоть до полного прекращения подачи воздуха. И наоборот, чем меньше потеря давления в сети Системы Вентиляции (вплоть до нуля), тем больше расход воздуха вентилятора.

Сейчас мы заострим Ваше внимание на очень любопытном моменте. Значения и характеристики располагаемого напора очень сильно различаются. Как такое может быть? Абсолютно один и тот же вентилятор у разных фирм-продавцов имеет разную производительность. Если Вы сами можете ответить на этот вопрос, значит, наша статья была написана не напрасно и Вы не зря потратили Ваше время. Всё верно… «Фирма-продавец» не знает характеристику Вашей вентиляционной сети и сознательно указывает значение производительности вентилятора при «нулевой» потере давления. В данном конкретном примере производительность вентилятора составляет 1260 м3/час при потере давления в сети 0Па.

Как Вы понимаете — это практически не возможно. Любая вентиляционная сеть создает определенное сопротивление движению воздуха. Следовательно, Вы никогда не получите от вентилятора производительность 1260 м3/час.

Но как Вы теперь уже знаете, для определения реальной производительности данного вентилятора необходимо провести аэродинамический расчёт Системы Вентиляции.

В заключение хочется сказать несколько слов о местных сопротивлениях. Для примера возьмём такой элемент системы отопления как тройник. Многие считают, что коэффициент местного сопротивления тройника — величина постоянная, абсолютно не учитывая направление движения водяного потока (либо прямо, либо по отводу в сторону), не учитывают — разделяется водяной поток или наоборот, потоки объединяются. Также не учитывают процентное соотношение разделяющихся/соединяющихся потоков относительно общего потока воды. А если учесть все выше описанные аспекты, то величина коэффициента местного сопротивления данного тройника даже в первом приближении может варьироваться в следующем диапазоне 0,9…90. Как Вы видите, возможная ошибка — два порядка. А из скольких элементов состоит Система отопления? Это сотни, тысячи элементов. И какова тогда может быть величина ошибки?… Как следствие — неправильно подобранный насос, который либо никогда не выдаст требуемых параметров, либо очень скоро выйдет из строя. Это еще раз подтверждает необходимость проведения аэродинамического расчёта.

Отзывы о компании ООО «ИНТЕХ»: