Proračun zračnih kanala prema brzini i protoku + načini mjerenja protoka zraka u prostorijama

Uravnotežena izmjena zraka temelj je dobrog osjećaja i radne sposobnosti ljudi. Nije li tako? No, kako bi se stvorili ugodni uvjeti u stambenim i proizvodnim prostorijama, važno je pravilno izvršiti proračun zračnih kanala prema brzini i protoku te osigurati učinkovit način kretanja zračnih struja.

Dalje ćemo vam reći što je potrebno za proračun zračnih kanala, koje metode i instrumenti se koriste za mjerenje brzine zračnog toka.

Što je zračni kanal?

Zračni kanal – osnovni element sustava distribucije zraka. Predstavlja skup metalnih ili plastičnih cijevi postavljenih radi osiguranja zračne ravnoteže. Princip rada zračnog kanala sastoji se u dovodu i odvodu zraka pomoću posebnih ventilatora.

Osnovne karakteristike zračnog kanala:

• oblik (okrugli ili pravokutni);
• površina presjeka;
• krutost (fleksibilni, polufleksibilni i kruti).

O tim karakteristikama ovisi performans sustava ventilacije i njegova funkcionalnost u cjelini.

Odaberite zračni kanal s pravokutnim presjekom ako vam je važno učiniti ga neprimjetnim. Takav se zračni kanal lako može sakriti na gornjoj površini ormara.

Pravilan odabir parametara zračnog kanala uzimajući u obzir sve značajke prostorije osigurat će njegov dugotrajan i učinkovit rad.

Algoritam izvođenja proračuna

Pri projektiranju, podešavanju ili modifikaciji već postojećeg ventilacijskog sustava obavezno se izvode proračuni zračnog kanala. To je potrebno kako bi se pravilno odredili njegovi parametri uzimajući u obzir optimalne karakteristike performansi i buke u stvarnim uvjetima.

Pri izvođenju proračuna veliku važnost imaju rezultati mjerenja protoka i brzine kretanja zraka u zračnom kanalu.

Protok zraka – volumen zračne mase koji ulazi u ventilacijski sustav u jedinici vremena. U pravilu se ovaj pokazatelj mjeri u m³/h.

Brzina kretanja – veličina koja pokazuje koliko se brzo zrak kreće u ventilacijskom sustavu. Ovaj se pokazatelj mjeri u m/s.

Ako su poznata ova dva pokazatelja, može se izračunati površina kružnih i pravokutnih presjeka, kao i tlak potreban za svladavanje lokalnog otpora ili trenja.

Pri sastavljanju sheme potrebno je odabrati kut gledanja s one fasade zgrade koja se nalazi u donjem dijelu tlocrta. Zračni kanali prikazuju se punim debelim linijama.

Najčešće se koristi sljedeći algoritam provođenja izračuna:

1. Sastavljanje aksonometrijske sheme u kojoj su nabrojani svi elementi.
2. Na temelju ove sheme izračunava se duljina svakog kanala.
3. Mjeri se protok zraka.
4. Određuje se brzina strujanja i tlak na svakom dijelu sustava.
5. Provodi se izračun gubitaka zbog trenja.
6. Korištenjem potrebnog koeficijenta provodi se izračun gubitaka tlaka pri svladavanju lokalnog otpora.

Pri provođenju izračuna na svakom dijelu mreže razvoda zraka dobivaju se različiti rezultati. Sve podatke potrebno je izjednačiti pomoću dijafragmi s granom najvećeg otpora.

Izračun površine presjeka i promjera

Pravilan izračun površine kružnih i pravokutnih presjeka vrlo je važan. Neprikladna veličina presjeka neće omogućiti postizanje potrebne ravnoteže zraka.

Prevelik zračni kanal zauzet će puno prostora i smanjiti efektivnu površinu prostorije. Ako se odabere premala veličina kanala, pojavit će se propuh jer će se povećati tlak strujanja.

Da bi se izračunala potrebna površina presjeka (S), potrebno je znati vrijednosti protoka i brzine kretanja zraka.

Za izračune koristi se sljedeća formula:

S = L/3600*V,

pri čemu je L – protok zraka (m³/h), a V – njegova brzina (m/s);

Koristeći sljedeću formulu, može se izračunati promjer zračnog kanala (D):

D = 1000*√(4*S/π), gdje

S – površina presjeka (m²);

π – 3,14.

Ako se planira ugradnja pravokutnih, a ne kružnih zračnih kanala, umjesto promjera određuje se potrebna duljina/širina zračnog kanala.

Sve dobivene vrijednosti uspoređuju se sa standardima GOST i odabiru se proizvodi najbliži po promjeru ili površini presjeka.

Pri odabiru takvog zračnog kanala u obzir se uzima približni presjek. Koristi se načelo a*b ≈ S, gdje je a – duljina, b – širina, a S – površina presjeka.

Prema normama, omjer širine i duljine ne smije biti veći od 1:3. Također se treba koristiti tablicom tipskih dimenzija koju daje proizvođač.

Najčešće se susreću dimenzije pravokutnih kanala: minimalne gabarite – 0,1 m x 0,15 m, maksimalne – 2 m x 2 m. Prednost okruglih zračnih kanala je u tome što imaju manji otpor i stvaraju manje buke pri radu.

Proračun gubitka tlaka na otpor

Dok se zrak kreće kroz mrežu, stvara se otpor. Kako bi ga se nadvladao, ventilator dovodne jedinice stvara tlak koji se mjeri u paskalima (Pa).

Gubitak tlaka može se smanjiti povećanjem presjeka zračnog kanala. Pritom se može osigurati približno ista brzina strujanja u mreži.

Kako bi se odabrala odgovarajuća dovodna jedinica s ventilatorom potrebne snage, potrebno je izračunati gubitak tlaka za prevladavanje lokalnog otpora.

Primjenjuje se ova formula:

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

R – specifični gubitak tlaka zbog trenja na određenom dijelu zračnog kanala;

L – duljina dijela (m);

Ei – ukupni koeficijent lokalnog gubitka;

V – brzina zraka (m/s);

Y – gustoća zraka (kg/m3).

Vrijednosti R određuju se prema normama. Također se ovaj pokazatelj može izračunati.

Ako je presjek zračnog kanala okrugao, gubitak tlaka zbog trenja (R) izračunava se na sljedeći način:

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

X – koef. otpora trenja;

L – duljina (m);

D – promjer (m);

V – brzina zraka (m/s), a Y – njegova gustoća (kg/m³);

g – 9,8 m/s².

Ako presjek nije okrugao, već pravokutan, u formulu je potrebno uvrstiti alternativni promjer jednak D = 2AB/(A + B), gdje su A i B stranice.

Programska podrška za izvođenje proračuna

Svi se izračuni mogu izvoditi ručno, ali je praktičnije i brže koristiti specijalizirane programe.

Pomoću takvih programa moguće je ne samo točno izvršiti potrebne izračune, već i pripremiti nacrte.

Po potrebi se za izvođenje izračuna može koristiti posebna programska podrška. Time se isključuju moguće pogreške koje bi mogle imati kobnu ulogu tijekom rada. U program se unose početne vrijednosti i već nakon nekoliko sekundi mogu se dobiti točni rezultati izračuna.

Vent–Calc – funkcionalna aplikacija za proračun zračnih kanala. Za izračune se koriste vrijednosti protoka i brzine zraka, kao i temperature.

MagiCAD – obavlja sve vrste izračuna za inženjerske mreže, slike su prikazane u 2D i 3D formatima.

GIDRV – program za izračun svih parametara zračnih kanala. Omogućen je odabir bilo koje kombinacije parametara za postizanje najboljih radnih pokazatelja.

Ducter 2.5 – uslužni program koji točno izračunava promjere presjeka zračnih kanala. Idealno je prikladan za odabir njihovih tipova.

Crteži koji se izrađuju u ovim programima omogućuju točnije sagledavanje sheme rasporeda svih komponenti sustava i osiguravaju njihov najučinkovitiji rad.

Mjerenje brzine i protoka zraka

Pri izvođenju mjerenja važno je pravilno odabrati instrumente i metode, te se pridržavati postupaka izvođenja mjerenja.

Instrumenti koji se koriste za mjerenja

Najčešće se primjenjuju sljedeće vrste kontrolno-mjernih instrumenata:

• ultrazvučni 3D anemometar – obavlja mjerenja na temelju promjene frekvencije zvuka između zadanih točaka;
• Pitotova cijev – bilježi razliku između statičkog i ukupnog tlaka;
• termoanemometar – određuje brzinu strujanja na temelju brzine smanjenja temperature senzora.
• krilni anemometar – obavlja mjerenja na temelju promjene brzine okretanja krila.
• bolometar – određuje protok zraka koncentracijom strujanja u mjernoj točki, pri čemu se presjek unaprijed postavlja.

Mnogi instrumenti na ovom popisu prilično su skupi i rijetki. Mogu se iznajmiti i mjerenja obaviti samostalno, ali je bolje pozvati iskusnog inženjera za podešavanje koji poznaje sve nijanse izvođenja mjernih radova.

Pitotova cijev se koristi u kompletu sa senzorima. To je jednostavan uređaj za korištenje. Cijev se otvorenim krajem postavlja nasuprot strujanju zraka, a njezin drugi kraj se spaja na manometar.

Mjerenje brzine potrebno je ne samo za izvođenje izračuna, već i za kontrolu higijenskih parametara zraka u prostoriji. Tijekom određenog vremenskog razdoblja neizbježno dolazi do onečišćenja ventilacijskih kanala i zračnih kanala.

U takvim slučajevima spojevi mogu izgubiti brtvljenje, performanse opreme se smanjuju. Osim toga, mjerenja su potrebna prilikom planiranog održavanja, čišćenja i popravka ventilacijskog sustava.

Prilikom izvođenja mjerenja treba se pridržavati niza pravila. Prvo, brzina zraka je regulirana građevinskim normama i standardima. Potrebno je usmjeriti se na te vrijednosti.

Dopuštena su manja odstupanja od ovih parametara uz postojanje posebnih tehničkih okolnosti. Na primjer, prilikom instaliranja opreme, izvođenja popravaka itd.

Drugo, prilikom provođenja mjerenja također morate uzeti u obzir norme pratećih čimbenika – razine buke i vibracija, koje su navedene u regulatornim dokumentima.

Prekoračenje ovih normi ukazuje na nedostatke ventilacijskog sustava. Brzina zraka ne smije imati nikakav utjecaj na te pokazatelje.

Metode izvođenja mjerenja protoka zraka

U fazi puštanja u rad obavezno morate izvršiti mjerenja volumenskog protoka zraka u sustavu ventilacije i klimatizacije. To će omogućiti kvalitetno podešavanje sustava i njegov nesmetan rad.

Takva se mjerenja provode izravno u zračnom kanalu ili na ulaznoj rešetki. Postoji nekoliko jednostavnih metoda.

Mjerenja na stropnim difuzorima

Najčešće se za mjerenja ovom metodom koristi bolometar. Potrebno je zatvoriti difuzor, a gornji konfuzor prisloniti na strop. Trebate izmjeriti i ukupni volumen odvoda zraka iz prostorije, i dovodni protok.

Bolometar se odlikuje visokom točnošću zahvaljujući ugrađenom ispravljaču toka koji smanjuje vjerojatnost pogreške. Unatoč tome što uređaj izgleda glomazno, prilično je lagan – njegova težina nije veća od 3 kg.

U nekim se izvorima preporučuje korištenje sonde, umetanjem u razmak između lamela difuzora kako bi se dobio prosječni rezultat.

Ovaj pristup je neučinkovit iz dva razloga:

1. Turbulencija tokova je vrlo visoka, stoga se stvarni protok ne može vidjeti.
2. Nemoguće je postaviti sondu izravno u skladu s tokom. Rezultati mjerenja u svakom će slučaju biti iskrivljeni.

Stoga nemojte tratiti svoje vrijeme na nepotrebne manipulacije sondom. Postoje mnogo jednostavniji i točniji načini mjerenja.

Postoji još jedan način provođenja mjerenja ovom metodom. On podrazumijeva postojanje ravnog dijela i ravnomjernog toka. Mjerenja se provode kroz prethodno napravljene otvore.

Ova se metoda odlikuje visokom točnošću, ali za njezinu provedbu nisu uvijek prisutni uvjeti. Nema svugdje ravnih dijelova, ponekad je nemoguće pripremiti dva otvora za mjerenja. Osim toga, za provedbu ove metode potrebno je nekoliko osoba: jedna treba izvoditi mjerenja, druga držati ljestve i tako dalje.

Uzimajući u obzir sve gore navedeno, ako želite dobiti brz i točan rezultat bez nepotrebnog napora – upotrijebite bolometar.

Mjerenja na ventilacijskoj rešetki

Za izvođenje kontrolno-mjernih operacija ovom metodom koristi se termoanemometar s krilnim rotorom promjera od 60 do 100 mm. Krilni rotor mora biti usporediv s dimenzijama rešetke.

Termoanemometar je višenamjenski uređaj koji se može koristiti ne samo za mjerenje brzine zraka, već i za mjerenje drugih parametara. Takav uređaj bit će vrlo koristan u kući. Pri kupnji termoanemometra, bolje se odlučiti za uređaj koji ima funkciju analize i dokumentiranja podataka.

Ova metoda osigurava visoku točnost rezultata, a broj izvedenih mjerenja pritom je minimalan. Kako bi se omogućio pristup teško dostupnim mjestima, može se koristiti poseban produžni kabel ili teleskopska sonda.

Mjerenja u zračnom kanalu

Za izvođenje mjerenja koristi se posebno izbušeni radni otvor u stijenci zračnog kanala.

Važno je poštivati sljedeće uvjete:

• veličina presjeka ovog otvora mora točno odgovarati promjeru sonde;
• mjesto za mjerenja treba pažljivo odabrati. Otvor se buši samo na ravnom dijelu čija duljina mora biti najmanje 5 promjera zračnog kanala. Otvor treba postaviti tako da udaljenost do njega iznosi 3 promjera, a nakon njega 2 promjera cijevi.

U slučaju mjerenja unutar zračnog kanala, potrebno je koristiti uređaj s krilcima promjera od 16 do 25 mm. Ako se zračni kanal nalazi visoko, u pomoć će doći teleskopska sonda ili produžni kabel.

Pravila korištenja mjernih uređaja

Pri mjerenju brzine protoka zraka i njegovog protoka u sustavu ventilacije i klimatizacije potreban je pravilan odabir uređaja i poštivanje sljedećih pravila njihova rada.

To će omogućiti dobivanje točnih rezultata proračuna zračnog kanala, kao i objektivnu sliku sustava ventilacije.

Kako bi se zabilježile prosječne vrijednosti protoka, potrebno je izvršiti nekoliko mjerenja. Njihov broj ovisi o promjeru cijevi ili o veličini stranica ako je kanal pravokutnog oblika.

Poštujte temperaturni režim naveden u tehničkom listu uređaja. Također pazite na položaj senzora sonde. On uvijek mora biti usmjeren točno prema protoku zraka.

Ako se ne poštuje ovo pravilo, rezultati mjerenja bit će iskrivljeni. Što je veće odstupanje senzora od idealnog položaja, veća će biti pogreška.

Zaključci i koristan video na temu

Uređenje ventilacije kuće:

Dakle, vrlo je važno pridržavati se pravila izvođenja mjerenja, jer i najmanja pogreška može utjecati na rezultate izračuna.

Ispravni proračuni zračnog kanala omogućit će odabir njegove optimalne konfiguracije i potrebnih komponenti, a time će se osigurati neprekidan i produktivan rad ventilacije.

Ako imate pitanja ili možete dopuniti materijal vrijednim informacijama, ostavite svoje komentare, podijelite svoje iskustvo. Obrazac za kontakt nalazi se ispod članka.