Подбор вентагрегата систем вентиляции общего назначения

Подбор вентагрегата выполняется после окончания аэродинамического расчета и подбора оборудования для обработки воздуха.

Для подбора вентагрегата необходимо знать его производительность L_в, м³/ч, определяемую по формуле

L_в = 1,1 L, (15)

и давление вентилятора p_в, Па, которое находится по формуле

p_в = 1,1 (∆p_обор + ∆p_сети), (16)

где L – расход воздуха в системе, м³/ч; ∆p_обор – потери давления в вентиляционном оборудовании (клапане, фильтре, воздухонагревателе) и в воздухозаборной решетке, Па.

Примеры расчета систем вентиляции общего назначения

Пример 1.

Выполнить аэродинамический расчет приточной системы П1, схема которой представлена на рисунке 2. Раздача воздуха производится плафонами ВДУМ-4Д, коэффициент местного сопротивления которых ζ = 1,45.

Подобрать вентагрегат. Потери давления в воздухозаборной решетке ∆p_ж. р = 10 Па, в утепленном клапане ∆p_КВУ = 20 Па, в фильтре ∆p_ф = 200 Па, в калорифере (воздухонагревателе) ∆p_в. н = 75 Па.

Решение.

1. На каждом участке схемы проставляем расход воздуха L, м³/ч, и длину участка l, м.

Рисунок 2 – Расчетная схема системы П1

2. Разбиваем схему на участки и выбираем расчетное магистральное направление (участки 1, 2, 3, 4), ответвлениями являются участки 5 и 6. Заносим номера участков, значения L и l в таблицу аэродинамического расчета (таблица 9).

3. Задаемся скоростью движения воздуха на участках 1, 5, 6 до 5 м/с; на участке 2 – 4-6 м/с, на участке 3 – до 8 м/с, на участке 4 – 3 м/с. По таблице А.4 принимаем диаметры воздуховодов, которые заносим в графу 4 таблицы 9. Сопоставляем намеченные на участках диаметры воздуховодов с диаметрами унифицированных тройников (приложение Б) и при необходимости вносим корректировку.

Из таблицы 1 выписываем площадь поперечного сечения воздуховодов в графу 6.

4. Рассчитываем по формуле (8) или определяем по таблице А.4 фактическую скорость воздуха на участках, заносим значение v в графу 7.

5. По расходу воздуха и диаметру воздуховодов из таблицы А.4 определяем удельные потери давления на трение R, Па/м, и вычисляем потери давления на трение R l n, Па. Для стальных воздуховодов n = 1. Результаты заносим в графы 8 и 10 таблицы 9.

6. Определяем на каждом участке коэффициенты местных сопротивлений ζ по приложению А. Записываем ζ в таблицу коэффициентов местных сопротивлений (таблица 10). Определяем значение Σζ и заносим его в графу 11 таблицы 9.

7. По формуле (6) или по таблице А.4 определяем динамическое давление p_д, Па, затем по формуле (5) вычисляем потери давления в местных сопротивлениях Z, Па. Результаты заносим в графы 12, 13 таблицы 9.

8. Определяем потери давления ∆p_уч на каждом участке. Результаты заносим в графу 14 таблицы 9.

Таблица 9 – Аэродинамический расчет воздуховодов системы П1 (пример 1)

№ участка	L, м3/ч	l, м	ab или d, мм	dэv, мм	F, м2	v, м/с	R, Па/м	n	R l n, Па	Σζ	Рд, Па	Z, Па	∆pуч, Па	Σ∆pуч, Па	Примечания
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Магистраль
1	2000	4	400		0,126	4,5	0,548		2,19	2,15	12,1	26,02	28,20	28,2
2	4000	8	560		0,246	4,5	0,370		2,96	0,22	12,1	2,66	5,62	33,8
3	6000	20	630		0,312	5,5	0,466		9,32	0,62	18,2	11,50	20,80	54,6
4	6000	6,5	700700	710	0,49	3,4	0,17	1,46	1,61	2,4	6,94	16,6	18,3	72,9	Kэ = 1,5,
Ответвления
5	2000	1	400		0,126	4,5	0,548		0,548	2,17	12,1	26,26	26,8
Невязка: ∆ = 100 = 100 = 5% < 10%. Диафрагма не требуется.
6	2000	1	400		0,126	4,5	0,548		0,548	2,43	12,1	29,4	30,0
Невязка: ∆ = 100 = 100 = 11,4% > 10%. На участке 6 необходима установка диафрагмы. Подбираем диафрагму. Коэффициент местного сопротивления по формуле (12) равен: ζд=pизб/pд=(33,8 – 30,0)/12,1 = 0,318. По таблице А.39 диаметр диафрагмы (при d=400 и ζд=0,318) равен 365 мм.

Таблица 10 – Коэффициенты местных сопротивлений в системе П1

(пример 1)

№ уча­стка	Наименование местного сопротивления	Ссылка на таблицу	ζ	
1	Плафон ВДУМ-4Д		1,45	2,15
	Отвод 90°	А.35	0,35
	Тройник на проход в режиме нагнетания при Lо/Lс=2000/4000=0,5; Fп/Fс=0,126/0,246=0,51	А.29	0,35
5	Плафон ВДУМ-4Д		1,45	2,17
	Тройник на ответвление с переходом в режиме нагнетания при Lо/Lс=2000/4000=0,5; Fо/Fс=0,126/0,246=0,51	А.28	0,72
2	Тройник на проход в режиме нагнетания при Lо/Lс=2000/6000=0,33; Fп/Fс=0,246/0,312=0,79	А.29	0,22	0,22
6	Плафон ВДУМ-4Д		1,45	2,43
	Тройник на ответвление с переходом в режиме нагнетания при Lо/Lс=2000/6000=0,33; F0/Fс=0,126/0,312=0,4	А.28	0,98
3	Отвод 90°	А.35	0,35	0,62
	Переход на выходе из вентилятора с квадратного сечения 444х444 на круглое сечение диаметром 630*.	А.38	0,1(8,45/5,15)2= =0,27
4	Два колена с острыми кромками	А.17	2·1,2=2,4	2,4
* – определяем предварительно номер вентилятора при L=6600 м3/ч и p 500 Па: вентилятор Ц4-75 №6,3, нагнетательный патрубок имеет размер 444х444 мм. Так как коэффициент местного сопротивления отнесен к скорости воздуха на выходе из нагнетательного патрубка вентилятора (v=8,45 м/с), делаем пересчет значения ζ при скорости воздуха на участке 3 по формуле (9).

9. Производим увязку ответвлений. При невязке более 10% определяем размер диафрагмы (формула (12), таблица А.39). При увязке окончательно устанавливаем направление системы, которое является магистральным (последовательно расположенные участки, сумма потерь давления на которых Σ∆p_уч, Па, максимальна). Величину Σ∆p_маг заносим в графу 15.

Определяем потери давления в сети:

∆p_сети = Σ∆p_маг.=72,9 Па.

10. Производим подбор вентилятора:

производительность вентилятора определяем по формуле (15):

L_в = 1,1 · 6000 = 6600 м³/ч;

давление вентилятора – по формуле (16):

p_в =1,1 (∆p_ж. р + ∆p_КВУ + ∆p_ф + ∆p_в. н + ∆p_сети),

p_в = 1,1 · (10 + 20 + 200 + 75 + 72,9) = 416 Па.

К установке принимаем вентилятор Ц4-75 №6,3 с диаметром колеса 0,95D_ном., исполнения 1 с электродвигателем 4А90L6 мощностью N = 1,5 кВт, с числом оборотов n = 935 об./мин. (по приложению I [3]).

Пример 2.

Выполнить аэродинамический расчет вытяжной системы В2, схема которой представлена на рисунке 3. Вытяжка воздуха из помещения производится через отверстия с решетками АМН, коэффициент местного сопротивления которых ζ = 1,2. Подобрать вытяжной вентилятор.

Рисунок 3 – Расчетная схема системы В2

Решение.

Результаты расчета представлены в таблице 12, коэффициенты местных сопротивлений – в таблице 11.

1. На каждом участке схемы проставляем расход воздуха L, м³/ч, и длину участка l, м.

2. Разбиваем схему на участки и выбираем расчетное магистральное направление (участки 1, 2, 3, 4, 5), ответвлением является участок 6. Заносим номера участков, значения L и l в таблицу аэродинамического расчета (таблица 12).

3. Задаемся скоростью движения воздуха на участках до 6 м/с. По формуле (7) вычисляем площадь сечения воздуховодов. По таблице 2 определяем размеры воздуховодов и фактическую площадь поперечного сечения, которые заносим в графы 4 и 6 таблицы 12.

4. Рассчитываем по формуле (8) фактическую скорость воздуха на участках, заносим значения v в графу 7.

5. Определяем эквивалентный диаметр воздуховодов по формуле (4), записываем его в графу 5.

6. По фактической скорости воздуха и эквивалентному диаметру из таблицы А.4 определяем удельные потери давления на трение R, Па/м, и вычисляем потери давления на трение R l n, Па. Результаты заносим в графы 8 и 9 таблицы 12.

7. Определяем на каждом участке коэффициенты местных сопротивлений ζ по приложению А. Записываем ζ в таблицу коэффициентов местных сопротивлений (таблица 11). Определяем значение Σζ и заносим его в графу 10 таблицы 12.

8. Определяем динамическое давление p_д, Па (формула (6) или таблица А.4), затем по формуле (5) вычисляем потери давления в местных сопротивления Z, Па. Результаты заносим в графы 11, 12 таблицы 12.

Таблица 11 – Коэффициенты местных сопротивлений в системе В2

(пример 2)

№ участка	Наименование местного сопротивления	Ссылка на таблицу	ζ	ζ
1	Решетка АМН		1,2	1,2
2	Первое боковое отверстие Fотв/Fо=0,023/0,04=0,6	А.8	6,27	6,57
	Среднее отверстие (проход) Fотв/F1=0,023/0,04=0,6; Lотв/L2=200/400=0,5	А.10	0,3
3	–		0	0
4	Конфузор l/d=150/160=1	А.22	0,1	1,15
	3 отвода на 90°	А.35	3 · 0,35=1,05
5	Отвод на 90°	А.35	0,35	1,65
	Зонт над вытяжной шахтой	А.12	1,3
6	Решетка АМН		1,2	2,4
	Среднее отверстие (вход)	А.10	1,2

9. Определяем потери давления ∆p_уч на каждом участке. Результаты заносим в графу 13 таблицы 12.

10. Определяем потери давления в сети: ∆p_сети = Σ∆p_маг.

11. Производим увязку ответвлений.

12. Подбираем вентилятор:

производительность вентилятора L_в = 1,1 · 400 = 440 м³/ч.

давление вентилятора p_в = 1,1 ∆p_сети = 1,1 · 233,2 = 256 Па.

По приложению Г к установке принимаем вентилятор канальный СК160С с электродвигателем мощностью 0,1 кВт, с числом оборотов 2480 об./мин.

Таблица 12 – Аэродинамический расчет воздуховодов системы В2

(пример 2)

№ участка	L, м3/ч	l, м	ab или d, мм	dэv, мм	F, м2	v, м/с	R, Па/м	R l n, Па	Σζ	Рд, Па	Z, Па	∆pуч, Па	Σ∆pуч, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Магистраль
1	200	-	АМН 200150	–	0,023	2,4	–	–	1,2	3,5	4,2	4,2	4,2
2	200	1,5	200200	200	0,04	1,4	0,16	0,24	6,57	1,16	7,6	7,84	12
3	400	1	200200	200	0,04	2,8	0,6	0,6	0	4,7	0	0,6	12,6
4	400	10	160	–	0,02	5,5	2,31	23,1	1,15	18,2	20,9	44	56,6
5	400	5	160	–	0,02	5,5	2,31	11,6	1,65	18,2	30	41,6	98,2
Клапан RSK			160	–	–	–	–	–	–	–	–	135	233,2
Ответвление
6	200	–	АМН 200150	–	0,023	2,4	–	–	2,4	3,5	8,4	8,4
Невязка: ∆ = 100 = 100 = 30% > 10%. Произвести монтажную регулировку сечения решетки при наладке системы