Аэродинамический расчет. 
Отопление, вентиляция и водоснабжение коттеджа

Аэродинамический расчет системы вентиляции выполняется для точного подбора размеров вентиляционных каналов, определения скорости воздуха в них и потерь давления. По результатам аэродинамического расчета можно будет окончательно определить параметры для подбора рекуператора.

Расчет вентканала топочной.

Как уже было сказано выше в топочной необходимо организовать естественную канальную вентиляцию обеспечивающую не менее чем 3-х кратный воздухообмен (нормативное значение для топочных).

Канальными системами естественной вентиляции являются системы, в которых загрязненный воздух удаляется по специальным каналам, предусмотренным в конструкциях здания, или приставным воздуховодам. В этих системах воздух перемещается под действием естественного давления, возникающего вследствие разности холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.

Естественное давление? Ре, Па, определяют по формуле:

Ре = hi•g•(сH — сB),.

где hi•- высота воздушного столба, принимая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м;

сH, сB — плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3.

Расчетное естественное давление для систем вентиляции жилых и общественных зданий согласно СНиП 2.04.05−86 определяется для температуры наружного воздуха +5 С. Считается, что при более высоких наружных температурах, когда естественное давление становится весьма незначительным, дополнительный воздухообмен можно получать, открывая более часто и на более продолжительное время форточки, фрамуги, а иногда створки оконных рам. Температура внутреннего воздуха для помещения принята +16 °С. Плотность воздуха при данных температурах сB =1,221 кг/м3, сH =1,27кг/м3. Высота воздушного столба, принимая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, равна 10,3 м. Результаты представлены ниже Расчет располагаемого давления.

Выполним расчет потерь в канале. Необходимые данные:

расчетный расход при объеме топочной 35 м3 — 105 м3/ч;

кинематическая вязкость воздуха 15,56 10−6 м2/сек;

коэффициент абсолютной шероховатости для кирпичных стен в зависимости от степени подготовки 2−8 мм, принимаем 6 мм;

сумма КМС (решетка + колено + зонт) =2,5;

размер канала 120×250.

Потери давления в системе вентиляции состоят из потерь давления по длине и потере в местных сопротивлениях. Сравниваем полученные суммарные потери с располагаемым давлением. Если потери давления оказываются больше располагаемого давления, то площадь сечения каналов необходимо увеличить.

Данное значение слишком велико, поэтому увеличиваем размер канала до 250×250. Получаем? P=1,0 Па, учитывая коэфициент запаса 1,0*1,1=1,1 Па, что гораздо меньше располагаемого давления 4.88 Па.

Вывод: При размерах канала 250×250 мм требуемый нормативный воздухообмен будет обеспечен со значительным запасом.

Аэродинамический расчет системы механической вентиляции Расчетные расходы для проведения расчета.

Объем кухни 45,9 м2×3,3 м =152 м3. При заложенной кратности 4 расход составит 608 м3/ч. Для каждой системы в кухне устраивается по 6 отверстий. То есть расход на каждом из них ??100 м3/ч.

В санузлах расход согласно таблице раздела 4−1 80 м3/ч, в уборной 50 м3/ч. В санузлах принимается по 2 отверстия и соответственно на лестничной клетке, куда будет подаваться приток, в уборной 1.

На рисунке 4.1 приведена аксонометрическая расчетная схема системы вентиляции. На схемах в кружке у выносной черты указан номер участка, над чертой — нагрузка участка, м3/ч и длина участка, м. Против вытяжных отверстий помещений указано количество воздуха, удаляемого по каналу.

Расчет проведем только для приточной системы вентиляции, т. к. установки совмещающие в своей конструкции и приточный и вытяжной вентилятор имеют одинаковую напорную характеристику в обоих направлениях.

Имеется три ветви вентиляции, уже сейчас ясно, что диктующим направлением будет ветвь к кухне (участки 1−5), поэтому необходимо будет, в случае невозможности уравнять ветви диаметрами, искусственно увеличивать сопротивление ветвей от санузлов (7−9 и 10−14). Приставные каналы используются двух типоразмеров 70×140 и 70×200. Большие размеры не рассматриваются, так как не рекомендуется использовать каналы с соотношением сторон более 1:3.

Рис. 4-1

Алгоритм расчета:

Переводим расход воздуха в м3/сек:

Определяем длину участка по схеме, м;

Принимаем предварительный диаметр воздуховода. Для участков из прямоугольных каналов необходимо найти величину эквивалентного диаметра, т. е. такого диаметра круглого воздуховода, при котором для той же скорости движения воздуха, как и в прямоугольном воздуховоде, удельные потери давления на трение были бы равны, эквивалентный диаметр, dэ, определяется по формуле:

dэ =2ab/(a+b),.

где, а и b — размеры сторон прямоугольного воздуховода, м;

находим площадь живого сечения воздуховода.

м2.

определяем скорость воздуча на участках:

где Fплощадь сечения канала или воздуховода, м2;

L — расход воздуха, м3/ч определяем величину динамического давления, Па по формуле.

Данная величина не будет включена в последующие формулы, она приводится для наглядности, т.к. любые потери определяются как доля от динамического давления.

Определяем число Рейнольдса.

Принимаем расчетный коэффициент абсолютной шероховатости для гибких воздуховодов 0,037 м, для прямоугольных пластиковых каналов 0,1 мм;

Определяем значение коэффициента Дарси (безразмерная величина). При значениях числа Рейнольдса от 4000 находим его по формуле.

Находим сумму коэффициентов местных сопротивлений ??, их значения принимаем из таблиц «Вентиляция и кондиционирование, справочник проектировщика» под ред. И. Г. Староверова Определяем величину характеристики сопротивления по зависимости.

Потери давления на участке находим как произведение характеристики сопротивления и расхода, выраженного в м3/сек.

; Па Таким образом, мы определили потери давления на участках, суммируем потери по каждой ветви и изменяя диаметры увеличиваем потери на 2-й и 3-й ветви. Невязки менее 10% достичь не удается, поэтому дорегулировку придется производить шиберами. Требуемое давление вентилятора равняется потерям диктующей вентви с учетом добавочного коэффициента 1,1. Получаем 366×1,1=461 Па Результаты расчета представлены в таблицах 4−1 и 4−2.

Данные для подбора вентоборудования: L=900 м3/ч; P=460 Па.