Как определить нужный воздухообмен
Расход приточного воздуха находят одним из двух способов. По кратности объём помещения умножают на число обменов воздуха в час: для жилых комнат принимают около 1–3, для кухонь и санузлов намного больше. По людям расход равен числу присутствующих, умноженному на норму притока на человека, и она выше в офисах и залах, чем в спальнях.
Если важны оба критерия, берётся больший расход: именно он обеспечит и санитарную норму, и разбавление запахов. Калькулятор умеет считать любым из способов или сразу двумя и показывает сравнение в таблице воздухообмена. Нормативные значения вводятся пользователем, поэтому не забудьте сверить их с СП 60.13330 и проектом.
Сечение и стандартный диаметр воздуховода
Нужное сечение равно расходу воздуха, делённому на целевую скорость. Для жилых помещений комфортна скорость 2–5 м/с, для магистралей допускается до 8–10, но шум и сопротивление растут быстро. Из расчётного диаметра выбирается ближайший стандартный размер в большую сторону: 100, 125, 160, 200, 250 и так далее.
Для прямоугольных каналов вы задаёте высоту, а ширина подбирается с шагом 50 мм так, чтобы сечение хватало. После выбора стандартного размера скорость пересчитывается, и в результате вы видите реальную скорость, а не желаемую. Таблица сравнения размеров показывает потери давления для соседних вариантов.
Потери давления: трение и местные сопротивления
Потери давления в воздуховоде складываются из трения по длине и местных сопротивлений: отводов, тройников, решёток, дроссель-клапанов. Трение зависит от скорости, диаметра, длины и шероховатости стенок, и считается по формуле Дарси — Вейсбаха с коэффициентом Альтшуля. Местные потери выражаются через сумму коэффициентов ζ и динамическое давление.
Сумма коэффициентов сопротивления вводится по схеме системы: отвод 90 градусов даёт 0,3–1,0, решётка и шумоглушитель — заметно больше. Полученное давление нужно сопоставить с характеристикой вентилятора: рабочая точка должна лежать в зоне устойчивой работы. Запас в 10–20 процентов компенсирует загрязнение фильтров.
Подогрев приточного воздуха
Зимой приточный воздух нагревают до комфортной температуры, и мощность калорифера равна расходу воздуха, умноженному на плотность, теплоёмкость и разность температур. При -26 градусах и подаче воздуха 18 градусов разность достигает 44 К, поэтому калорифер для квартиры может требовать несколько киловатт.
Рекуператор возвращает часть тепла вытяжного воздуха. КПД рекуперации вводится в процентах и уменьшает нужную мощность подогрева. Современные пластинчатые рекуператоры дают 60–80 процентов, но их КПД падает при обмерзании, поэтому для сурового климата нужна защита от льда.
Ограничения расчёта
Калькулятор подходит для проверочных расчётов одного участка воздуховода и для выбора размера вентилятора на начальном этапе. Для разветвлённых сетей с множеством ответвлений требуется гидравлическая увязка, а для общественных зданий и производств — учёт пожарных норм, дымоудаления и шума.
Результат нельзя считать окончательным проектом вентиляции. Используйте цифры как основу для разговора с проектировщиком и подбора оборудования, а точные значения коэффициентов, нормативных расходов и допустимых скоростей берите из действующих СП, паспортов оборудования и технического задания.
Формула расчёта
L = max(k·V; n·l); F = L/(3600·v); Δp = λ·(l/d)·ρv²/2 + Σζ·ρv²/2
Проверенные примеры
Кратность 3, круглый воздуховод, скорость 4 м/с, длина 15 м, Σζ = 4.
Объём 168 м³, расход 504 м³/ч, с запасом на утечки 554,4 м³/ч; принят Ø250 мм.
Норма 30 м³/ч на человека, прямоугольный канал высотой 200 мм, скорость 5 м/с.
Расход 1200 м³/ч, с запасом 1320 м³/ч; принят канал 200×400 мм, скорость 4,58 м/с.
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Выберите способ расчёта воздухообмена и введите размеры помещения.
- Задайте кратность или число людей с нормой на человека.
- Выберите форму воздуховода, скорость, длину и сумму коэффициентов сопротивлений.
- Укажите наружную и приточную температуры и КПД рекуператора, затем изучите таблицу размеров.