Beregning af luftkanaler baseret på hastighed og flow + metoder til måling af luftflow i rum

Balanceret luftudveksling er grundlaget for menneskers velbefindende og arbejdsevne. Er det ikke? Men for at skabe komfortable forhold i bolig- og erhvervslokaler er det vigtigt at udføre beregning af luftkanaler efter hastighed og luftmængde korrekt og sikre en effektiv bevægelse af luftstrømme.

Derefter fortæller vi, hvad der er nødvendigt for beregning af luftkanaler, hvilke metoder og instrumenter der bruges til måling af lufthastighed.

Hvad er en luftkanal?

Luftkanal – hovedelementet i luftfordelingssystemet. Det består af en samling af metal- eller plastrør, der er placeret for at sikre luftbalance. Princippet for luftkanalens funktion er at tilføre og udsuge luft ved hjælp af specielle ventilatorer.

Grundlæggende egenskaber for luftkanalen:

• form (rund eller rektangulær);
• tværsnitsareal;
• stivhed (fleksible, halvfleksible og stive).

Disse egenskaber bestemmer ventilationssystemets ydeevne og dets funktionalitet som helhed.

Vælg en luftkanal med rektangulært tværsnit, hvis det er vigtigt for dig at gøre den usynlig. Sådan en luftkanal er let at skjule på toppen af skabe.

Korrekt valg af luftkanalens parametre under hensyntagen til alle rummets særlige forhold sikrer dens langvarige og effektive drift.

Algoritme for beregninger

Ved design, justering eller modifikation af et eksisterende ventilationssystem udføres der nødvendigvis beregninger af luftkanalen. Dette er nødvendigt for korrekt at bestemme dens parametre under hensyntagen til optimale ydeevne- og støjkarakteristika under de aktuelle forhold.

Ved udførelse af beregninger har resultaterne af målinger af luftmængde- og hastighed i luftkanalen stor betydning.

Luftmængde – volumen af luftmasse, der tilføres ventilationssystemet pr. tidsenhed. Som regel måles denne værdi i m³/t.

Hastighed – en værdi, der viser, hvor hurtigt luft bevæger sig i ventilationssystemet. Denne værdi måles i m/s.

Hvis disse to parametre er kendt, kan man beregne arealet af runde og rektangulære tværsnit samt trykket, der er nødvendigt for at overvinde lokal modstand eller friktion.

Når diagrammet udarbejdes, skal man vælge en synsvinkel fra den facade af bygningen, der er placeret i den nederste del af planløsningen. Luftkanaler vises med solide tykke linjer.

Oftest anvendes følgende algoritme til beregningerne:

1. Udarbejdelse af et aksonometrisk diagram, hvor alle elementer oplistes.
2. På grundlag af dette diagram beregnes længden af hver kanal.
3. Luftstrømmens flow måles.
4. Hastighed og tryk bestemmes på hvert afsnit af systemet.
5. Friktionstab beregnes.
6. Ved hjælp af den relevante koefficient beregnes tryktab ved overvindelse af lokal modstand.

Under beregningerne i hvert afsnit af luftfordelingsnetværket opnås forskellige resultater. Alle data skal udjævnes ved hjælp af membraner med den gren, der har størst modstand.

Beregning af tværsnitsareal og diameter

Korrekt beregning af arealet for runde og rektangulære tværsnit er meget vigtig. En uhensigtsmæssig tværsnitsstørrelse vil ikke kunne sikre den nødvendige luftbalance.

En for stor luftkanal vil optage meget plads og reducere rummets effektive areal. Hvis kanalstørrelsen vælges for lille, vil der opstå træk, fordi strømningstrykket øges.

For at beregne det nødvendige tværsnitsareal (S), skal man kende værdierne for flow og lufthastighed.

Til beregningerne anvendes følgende formel:

S = L/3600*V,

hvor L er luftstrømmens flow (m³/h), og V er hastigheden (m/s);

Ved hjælp af følgende formel kan diameteren af luftkanalen (D) beregnes:

D = 1000*√(4*S/π), hvor

S – tværsnitsareal (m²);

π – 3,14.

Hvis det planlægges at installere rektangulære i stedet for runde luftkanaler, bestemmes i stedet for diameteren den nødvendige længde/bredde af luftkanalen.

Alle opnåede værdier sammenlignes med GOST-standarder, og der vælges produkter, der er tættest på diameter eller tværsnitsareal.

Ved valg af en sådan luftkanal tages der hensyn til et omtrentligt tværsnit. Princippet a*b ≈ S anvendes, hvor a er længden, b er bredden, og S er tværsnitsarealet.

I henhold til normerne må forholdet mellem bredde og længde ikke være højere end 1:3. Man bør også anvende en tabel med standardstørrelser, som leveres af producenten.

De mest almindelige dimensioner for rektangulære kanaler er: minimumsdimensioner – 0,1 m x 0,15 m, maksimum – 2 m x 2 m. Fordelen ved runde luftkanaler er, at de har lavere modstand og dermed skaber mindre støj under drift.

Beregning af tryktab på grund af modstand

Når luften bevæger sig gennem kanalen, opstår der modstand. For at overvinde den skaber ventilatoren i indblæsningsanlægget et tryk, som måles i pascal (Pa).

Tryktabet kan reduceres ved at øge luftkanalens tværsnit. Derved kan der opnås en omtrent ensartet strømningshastighed i nettet.

For at vælge et passende indblæsningsanlæg med en ventilator med den nødvendige ydelse, skal tryktabet for at overvinde den lokale modstand beregnes.

Denne formel anvendes:

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

R – specifikt tryktab på grund af friktion i et bestemt afsnit af luftkanalen;

L – længde af afsnit (m);

Ei – samlet lokal tabskoefficient;

V – lufthastighed (m/s);

Y – lufttæthed (kg/m3).

Værdierne for R bestemmes i henhold til standarder. Denne værdi kan også beregnes.

Hvis luftkanalens tværsnit er rund, beregnes tryktabet på grund af friktion (R) som følger:

R = (X*D/B) * (V*V*Y)/2g, hvor

X – friktionsmodstandskoefficient;

L – længde (m);

D – diameter (m);

V – lufthastighed (m/s), og Y er dens tæthed (kg/m3);

g – 9,8 m/s².

Hvis tværsnittet ikke er rundt, men rektangulært, skal der i formlen indsættes en alternativ diameter, som er D = 2AB/(A + B), hvor A og B er siderne.

Software til beregninger

Alle beregninger kan udføres manuelt, men det er nemmere og hurtigere at bruge specialiserede programmer.

Med sådanne programmer kan man ikke kun udføre de nødvendige beregninger præcist, men også forberede tegninger.

Om nødvendigt kan man bruge specialiseret software til at udføre beregningerne. Dette vil eliminere mulige fejl, som kan få fatale konsekvenser under drift. Primære værdier indtastes i programmet, og efter få sekunder kan man få præcise beregningsresultater.

Vent–Calc – en funktionel applikation til beregning af luftkanaler. Til beregningerne bruges værdier for luftstrøm og -hastighed samt temperatur.

MagiCAD – udfører alle typer beregninger for tekniske netværk. Billederne præsenteres i 2D- og 3D-formater.

GIDRV – program til beregning af alle parametre for luftkanaler. Det er muligt at vælge enhver kombination af parametre for at opnå de bedste resultater.

Ducter 2.5 – et værktøj, der nøjagtigt beregner diametre af luftkanaltværsnit. Ideel til at vælge deres typer.

Tegninger, der udarbejdes i disse programmer, gør det muligt at se layoutet af alle systemkomponenter mere nøjagtigt og sikre deres mest effektive drift.

Måling af hastighed og luftmængde

Ved målinger er det vigtigt at vælge de rigtige instrumenter og metoder samt at overholde procedurerne for målingerne.

Instrumenter brugt til målinger

Oftest anvendes følgende typer kontrol- og måleinstrumenter:

• ultralyd 3D-anemometer – udfører målinger baseret på ændring i lydfrekvens mellem bestemte punkter;
• Pitotrør – registrerer forskellen mellem statisk og totaltryk;
• termoanemometer – bestemmer strømningshastigheden baseret på hastigheden af sensorens temperaturfald.
• vingeanemometer – udfører målinger baseret på ændring i vingens rotationshastighed.
• bolometer – bestemmer luftstrømmen ved at koncentrere strømmen i målepunktet, mens tværsnittet forudindstilles.

Mange af instrumenterne på denne liste er ret dyre og sjældne. Man kan leje dem og udføre målingerne selv, men det er bedre at tilkalde en erfaren justeringsingeniør, der kender alle nuancerne ved målearbejde.

Pitotrør bruges sammen med sensorer. Det er et simpelt instrument. Røret føres med den åbne ende mod luftstrømmen, og den anden ende tilsluttes en manometer.

Måling af hastighed er ikke kun nødvendig for beregninger, men også for at kontrollere de hygiejniske luftparametre i rummet. Over tid sker der uundgåeligt forurening af ventilationskanaler og luftkanaler.

I sådanne tilfælde kan forbindelserne miste tætheden, udstyrets ydeevne falder. Desuden er målinger nødvendige ved planlagt vedligeholdelse, rengøring og reparation af ventilationssystemet.

Ved målinger skal en række regler overholdes. For det første er lufthastigheden reguleret af bygningsnormer og standarder. Man skal forholde sig til disse værdier.

Mindre afvigelser fra disse parametre er tilladt under særlige tekniske omstændigheder. F.eks. under installation af udstyr, udførelse af reparationsarbejde osv.

For det andet, når du udfører målinger, skal du også tage højde for normerne for tilhørende faktorer – støj- og vibrationsniveauer, som er angivet i regulerende dokumenter.

Overskridelse af disse normer indikerer mangler i ventilationssystemet. Lufthastigheden må ikke påvirke disse indikatorer.

Metoder til udførelse af målinger af luftmængde

På stadiet af idriftsættelse skal du udføre målinger af luftvolumenstrømmen i ventilations- og klimaanlægssystemet. Dette sikrer mulighed for kvalitetsjustering af systemet og dets uafbrudte drift.

Sådanne målinger udføres direkte i luftkanalen eller på indløbsristen. Der er flere enkle metoder.

Målinger på loftsdiffusorer

Oftest bruges et bolometer til målinger efter denne metode. Det er nødvendigt at lukke diffuseren og presse den øvre konfuser mod loftet. Du skal måle både det samlede volumen af luftudsugning fra rummet, og tilførselsstrømmen.

Bolometeret er meget præcist, fordi den indbyggede flowretter reducerer sandsynligheden for fejl. Selvom apparatet ser klodset ud, er det ret let – dets vægt er ikke mere end 3 kg

I nogle kilder anbefales det at bruge en sonde til målinger, ved at indsætte den i mellemrummet mellem lamellerne på diffusoren for at opnå et gennemsnitligt resultat.

Denne fremgangsmåde er ineffektiv af to grunde:

1. Turbulensen i strømningene er meget høj, så den virkelige strømning kan ikke ses.
2. Det er umuligt at justere sonden direkte i overensstemmelse med strømmen. Måleresultaterne vil under alle omstændigheder være forvrængede.

Derfor er det ikke værd at spilde din tid på unødvendige manipulationer med sonden. Der er langt enklere og mere præcise målemetoder.

Der er en anden måde at udføre målinger på med denne metode. Den kræver et lige afsnit og ensartet strømning. Målinger udføres gennem forborede huller.

Denne metode er meget præcis, men betingelserne er ikke altid til stede for dens implementering. Ikke alle steder er der lige sektioner, nogle gange er det umuligt at forberede to huller til målinger. Desuden kræver denne metode flere personer: en skal udføre målinger, en anden skal holde stigen, og så videre.

I betragtning af alt ovenstående, hvis du har brug for at få et hurtigt og præcist resultat uden unødig indsats – brug et bolometer.

Målinger på ventilationsristen

Til udførelse af kontrol- og måleoperationer efter denne metode anvendes et termoanemometer med et vingehjul med en diameter på 60 til 100 mm. Vingehjulet skal være sammenligneligt med ristens dimensioner.

Termoanemometeret er et multifunktionelt instrument, som ikke kun kan bruges til at måle luftens hastighed, men også til at måle andre parametre. En sådan enhed vil være meget nyttig i hjemmet. Når du køber et termoanemometer, er det bedst at vælge en enhed, der har funktion til dataanalyse og dokumentation.

Denne metode sikrer høj nøjagtighed af resultaterne, og antallet af udførte målinger er minimalt. For at få adgang til svært tilgængelige steder kan du bruge en speciel forlænger eller en teleskopsonde.

Målinger i luftkanalen

Til målingerne bruges et specielt boret arbejdshul i luftkanalens væg.

Det er vigtigt at overholde følgende betingelser:

• åbningens tværsnitsstørrelse skal nøjagtigt svare til sondens diameter;
• Målepunktet skal vælges omhyggeligt. Hullet bores kun på et lige stykke, hvis længde skal være mindst 5 kanaldiametre. Hullet skal placeres således, at afstanden før det er 3 diametre, og efter det er 2 diametre af røret.

Ved målinger inde i luftkanalen skal du bruge et instrument med en vinge med en diameter på 16 til 25 mm. Hvis luftkanalen er placeret højt, kan en teleskopsonde eller en forlænger hjælpe.

Regler for brug af måleinstrumenter

Ved måling af luftstrømmens hastighed og flow i ventilations- og airconditionsystemer kræves korrekt valg af instrumenter og overholdelse af følgende driftsregler.

Dette giver nøjagtige resultater af kanalberegningen og et objektivt billede af ventilationssystemet.

For at registrere gennemsnitlige flowværdier skal der udføres flere målinger. Antallet afhænger af rørets diameter eller sidestørrelserne, hvis kanalen er rektangulær.

Overhold temperaturforholdene, der er angivet i instrumentets specifikationer. Hold også øje med sondesensorens position. Den skal altid være orienteret nøjagtigt mod luftstrømmen.

Hvis denne regel ikke overholdes, vil måleresultaterne blive forvrænget. Jo større afvigelse sensoren har fra den ideelle position, desto større er fejlen.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Indretning af husets ventilation:

Derfor er det meget vigtigt at overholde målingsreglerne, da selv den mindste fejl kan påvirke beregningsresultaterne.

Korrekte kanalberegninger gør det muligt at vælge den optimale konfiguration og nødvendige komponenter, hvilket sikrer en uafbrudt og effektiv funktion af ventilationen.

Hvis du har spørgsmål eller kan tilføje værdifulde oplysninger til materialet, så læg venligst dine kommentarer, del din erfaring. Kontaktblokken findes under artiklen.