Как подобрать вентилятор для вентиляции по расходу и давлению

Расчет систем вентиляции

Online расчет вентиляции

Производительность по воздуху

Расчет системы вентиляции начинается с определения производительности по воздуху (воздухообмена), измеряемой в кубометрах в час. Для расчетов нам потребуется план объекта, где указаны наименования (назначения) и площади всех помещений.

Подавать свежий воздух требуется только в те помещения, где люди могут находиться длительное время: спальни, гостиные, кабинеты В коридоры воздух не подается, а из кухни и санузлов удаляется через вытяжные каналы. Таким образом, схема движения воздушных потоков будет выглядеть следующим образом: свежий воздух подается в жилые помещения, оттуда он (уже частично загрязненный) попадает в коридор, из коридора — в санузлы и на кухню, откуда удаляется через вытяжную вентиляцию, унося с собой неприятные запахи и загрязнители. Такая схема движения воздуха обеспечивает воздушный подпор «грязных» помещений, исключая возможность распространения неприятных запахов по квартире или коттеджу.

Для каждого жилого помещения определяется количество подаваемого воздуха. Расчет обычно ведется в соответствии со и МГСН . Поскольку СНиП задает более жесткие требования, то в расчетах мы будем ориентироваться на этот документ. В нем говорится, что для жилых помещений без естественного проветривания (то есть там, где окна не открывают) расход воздуха должен составлять не менее 60 м³/ч на человека. Для спален иногда используют меньшее значение — 30 м³/ч на человека, поскольку в состоянии сна человек потребляет меньше кислорода (это допустимо по МГСН, а также по СНиП для помещений с естественным проветриванием). При расчете учитываются только люди, находящиеся в помещении длительное время. Например, если у вас в гостиной пару раз в году собирается большая компания, то увеличивать производительность вентиляции них не нужно. Если же вы хотите, чтобы гости чувствовали себя комфортно, можно установить , которая позволяет регулировать расход воздуха раздельно в каждом помещении. С такой системой вы сможете увеличить воздухообмен в гостиной за счет его снижения в спальне и других помещениях.

После расчета воздухообмена по людям нам нужно рассчитать воздухообмен по кратности (этот параметр показывает, сколько раз в течение одного часа в помещении происходит полная смена воздуха). Чтобы воздух в помещении не застаивался, нужно обеспечить хотя бы однократный воздухообмен.

Расчет воздухообмена по количеству людей:

• в состоянии покоя (сна) — 30 м³/ч;
• типовое значение (по СНиП) — 60 м³/ч;

Рассчитав необходимый воздухообмен для каждого обслуживаемого помещения, и сложив полученные значения, мы узнаем общую производительность системы вентиляции. Для справки типовые значения производительности вентиляционных систем:

• Для отдельных комнат и квартир — от 100 до 500 м³/ч;
• Для коттеджей — от 500 до 2000 м³/ч;
• Для офисов — от 1000 до 10000 м³/ч.

Расчет воздухораспределительной сети

После определения производительности вентиляции можно переходить к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов), и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Схему составляют таким образом, чтобы при минимальной общей длине трассы система вентиляции могла подавать расчетное количество воздуха во все обслуживаемые помещения. Далее по этой схеме рассчитывают размеры воздуховодов и подбирают воздухораспределители.

Расчет размеров воздуховодов

Для расчета размеров (площади сечения) воздуховодов нам нужно знать объем воздуха, проходящий через воздуховод в единицу времени, а также максимально допустимую скорость воздуха в канале. При увеличении скорости воздуха размеры воздуховодов уменьшаются, но уровень шума и сопротивление сети возрастают. На практике для квартир и коттеджей скорость воздуха в воздуховодах ограничивают на уровне 3–4 , поскольку при более высоких скоростях воздуха шум от его движения в воздуховодах и распределителях может стать слишком заметным.

Следует также учитывать, что использовать «тихие» низкоскоростные воздуховоды большого сечения не всегда возможно, поскольку их сложно разместить в запотолочном пространстве. Снизить высоту запотолочного пространства позволяет применение прямоугольных воздуховодов, которые при одинаковой площади сечения имеют меньшую высоту, чем круглые (например, круглый воздуховод диаметром 160 мм имеет такую же площадь сечения, как и прямоугольный размером 200×100 мм). В тоже время монтировать сеть из круглых гибких воздуховодов проще и быстрее.

Итак, расчетная площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

Итоговый результат мы получаем в квадратных сантиметрах, поскольку в таких единицах измерения он более удобен для восприятия.

Фактическая площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

В таблице приведены данные по расходу воздуха в круглых и прямоугольных воздуховодах при разных скоростях движения воздуха.

Параметры воздуховодов			Расход воздуха (м³/ч) при скорости воздуха:
Диаметр круглого воздуховода	Размеры прямоугольного воздуховода	Площадь сечения воздуховода	2 м/с	3 м/с	4 м/с	5 м/с	6 м/с
80×90 мм	72 см²	52	78	104	130	156
Ø 100 мм	63×125 мм	79 см²	57	85	113	142	170
63×140 мм	88 см²	63	95	127	159	190
Ø 110 мм	90×100 мм	90 см²	65	97	130	162	194
80×140 мм	112 см²	81	121	161	202	242
Ø 125 мм	100×125 мм	125 см²	90	135	180	225	270
100×140 мм	140 см²	101	151	202	252	302
Ø 140 мм	125×125 мм	156 см²	112	169	225	281	337
90×200 мм	180 см²	130	194	259	324	389
Ø 160 мм	100×200 мм	200 см²	144	216	288	360	432
90×250 мм	225 см²	162	243	324	405	486
Ø 180 мм	160×160 мм	256 см²	184	276	369	461	553
90×315 мм	283 см²	204	306	408	510	612
Ø 200 мм	100×315 мм	315 см²	227	340	454	567	680
100×355 мм	355 см²	256	383	511	639	767
Ø 225 мм	160×250 мм	400 см²	288	432	576	720	864
125×355 мм	443 см²	319	479	639	799	958
Ø 250 мм	125×400 мм	500 см²	360	540	720	900	1080
200×315 мм	630 см²	454	680	907	1134	1361
Ø 300 мм	200×355 мм	710 см²	511	767	1022	1278	1533
160×450 мм	720 см²	518	778	1037	1296	1555
Ø 315 мм	250×315 мм	787 см²	567	850	1134	1417	1701
250×355 мм	887 см²	639	958	1278	1597	1917
Ø 350 мм	200×500 мм	1000 см²	720	1080	1440	1800	2160
250×450 мм	1125 см²	810	1215	1620	2025	2430
Ø 400 мм	250×500 мм	1250 см²	900	1350	1800	2250	2700

Расчет размеров воздуховода производится отдельно для каждой ветки, начиная с магистрального канала, к которому подключается вентустановка. Отметим, что скорость воздуха на ее выходе может достигать 6–8 , поскольку размеры присоединительного фланца вентустановки ограничены размером ее корпуса (шум, возникающий внутри нее, гасится шумоглушителем). Для уменьшения скорости воздуха и снижения уровня шума размеры магистрального воздуховода часто выбирают больше размеров фланца вентустановки. В этом случае подключение магистрального воздуховода к вентустановке производится через переходник.

В бытовых системах вентиляции обычно используются круглые воздуховоды диаметром от 100 до 250 мм или прямоугольные эквивалентного сечения.

Выбор воздухораспределителей

Зная расход воздуха можно подобрать по каталогу воздухораспределители с учетом соотношения их размеров и уровня шума (площадь сечения воздухораспределителя, как правило, в 1,5–2 раза больше площади сечения воздуховода). Для примера рассмотрим параметры популярных воздухораспределительных решеток Арктос серий АМН, АДН, АМР, АДР:

В каталоге Арктос указываются их размеры (колонка A x B) и площадь сечения (F₀), а также параметры при заданных расходах воздуха (колонки L₀). С увеличением расхода воздуха возрастает уровень шума (Lwa) и падение давления (ΔP_п), а также увеличивается дальнобойность воздушной струи. В соответствующих колонках указывается расстояние от решетки, на котором скорость потока воздуха Vx будет равна 0,2 или 0,5 . Для жилых помещений подбор решеток обычно ведется по колонкам с уровнем шума до 25 дБ(А), в офисах обычно допустим уровень шума до 35 дБ(А).

Для того, чтобы фактические параметры решетки соответствовали тем, что указаны в каталоге, необходимо обеспечить равномерное распределение воздуха по всей ее площади. Для этого желательно использовать камеру статического давления или адаптер с боковым подключением, в котором поток воздуха перед попаданием на решетку поворачивает под прямым углом.

В бытовых системах вентиляции обычно используют распределительные решетки размером от 100×100 мм до 400×200 мм или круглые диффузоры эквивалентного сечения.

Расчет сопротивления сети

В процессе движения воздуха по воздуховодам, адаптерам, распределителям и всем остальным элементам сети, он испытывает сопротивление движению. Чтобы преодолеть это сопротивление и сохранить требуемый расход воздуха, вентилятор должен создавать определенное давление, измеряемое в Паскалях (Па). Чем больше будет падение давление в воздухораспределительной сети, тем ниже станет фактическая производительность вентилятора. Зависимость производительности вентилятора или вентустановки от сопротивления (полного давления) воздухопроводной сети задается в виде графика, который называется вентиляционная характеристика. Подробнее об этом параметре мы расскажем ниже.

• 75–100 Па для квартир площадью от 50 до 150 м².
• 100–150 Па для коттеджей площадью от 150 до 350 м².

Сопротивление сети слабо зависит от количества обслуживаемых помещений и определяется протяженностью и конфигурацией самого длинного пути от входа (воздухозаборной решетки) до выхода (воздухораспределителя). Отметим, что приведенные значения справедливы только для систем вентиляции на базе вентиляционной установки, но не наборной системы, поскольку нам не нужно учитывать падение давления на калорифере, фильтре грубой очистки, воздушном клапане и других элементах вентустановки (ее вентиляционная характеристика строится уже с учетом сопротивления всех этих элементов).

Мощность калорифера

После определения производительности вентиляции мы можем рассчитать требуемую мощность калорифера. Для этого нам понадобятся значения температуры воздуха на выходе системы и минимальной температуры наружного воздуха в холодный период года. Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоны и для Москвы принимается равной -26°С. Таким образом, при включении калорифера на полную мощность, он должен нагревать поток воздуха на 44°С. Поскольку сильные морозы в Москве непродолжительны, можно использовать калорифер меньшей мощности, при условии, что система вентиляции имеет регулировку производительности: это позволит в холодный период поддерживать комфортную температуру воздуха за счет снижения скорости вентилятора.

Мощность калорифера рассчитывается по формуле:

После расчета мощности калорифера нужно выбрать напряжение питания (для электрического калорифера): 220В / 1 фаза или 380В / 3 фазы. При мощности калорифера свыше 4–5 кВт желательно использовать фазное подключение. Максимальный ток, потребляемый калорифером, можно рассчитать по формуле:

• 220В — для однофазного питания;
• 660В (3 × 220В) — для трехфазного питания (при подключении нагревателей «звездой» между 0 и фазой ).

Типичные значения мощности калорифера — от 1 до 5 кВт для квартир и от 5 до 50 кВт для офисов и коттеджей. При высокой расчетной мощности лучше устанавливать водяной калорифер, который использует в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления.

Расчет потребляемой электроэнергии

Для систем вентиляции с электрическим калорифером основные затраты электроэнергии приходятся на нагрев холодного приточного воздуха. Чтобы понять, сколько же придется платить за электроэнергию, недостаточно знать только мощность калорифера, ведь с максимальной мощностью калорифер будет работать непродолжительное время, только в период сильных морозов. При повышении температуры наружного воздуха потребляемая мощность уменьшается (все приточные установки автоматически регулируют мощность калорифера для поддержания на выходе заданной температуры), поэтому средняя потребляемая мощность будет заметно ниже максимальной.

Чтобы оценить затраты энергии на нагрев воздуха в течение всего года нужно знать средние температуры воздуха по месяцам (для двухтарифного счетчика потребуются отдельно дневные и ночные температуры). По этим данным можно рассчитать стоимость потребляемой энергии:

В калькуляторе по этой формуле рассчитывается стоимость электроэнергии, затраченной на нагрев воздуха в период с сентября по май. Информация о среднемесячной дневной и ночной температуре воздуха взята из сервиса Яндекс.Погода, тарифы на электроэнергию указаны на 1 июля 2012 для квартир с электроплитами. Фактическая стоимость электроэнергии, разумеется, будет немного иной, поскольку температура воздуха может отличаться от средней в ту или другую сторону, тем не менее полученный результат позволит нам достаточно точно оценить уровень затрат на эксплуатацию системы вентиляции.

Для снижения стоимости эксплуатации можно использовать , которая позволяет снизить расчетную мощность калорифера на 20–30%, а среднее потребление энергии на 30–50%. При этом увеличение стоимости оборудования составит всего 15–20%, что позволит полностью окупить это удорожание за один год. Подробнее о таких системах вентиляции можно прочитать статье .

Выбор приточной установки

Для выбора приточной установки нам потребуются значения трех параметров: общей производительности, мощности калорифера и сопротивления воздухопроводной сети. Производительность и мощность калорифера мы уже рассчитали. Сопротивление сети можно найти с помощью Калькулятора или, при ручном расчете, принять равным типовому значению (см. раздел Расчет сопротивления сети).

Для выбора подходящей модели нам нужно отобрать вентустановки, максимальная производительность которых несколько больше расчетного значения. После этого по вентиляционной характеристике мы определяем производительность системы при заданном сопротивлении сети. Если полученное значение будет несколько выше требуемой производительности вентиляционной системы, то выбранная модель нам подходит.

Для примера проверим, подойдет ли вентустановка с приведенной на рисунке вентхарактеристикой для коттеджа площадью 200 м².

Расчетное значение производительности — 450 м³/ч. Сопротивление сети примем равным 120 Па. Для определения фактической производительности мы должны провести горизонтальную линию от значения 120 Па, после чего от точки ее пересечения с графиком провести вниз вертикальную линию. Точка пересечения этой линии с осью «Производительность» и даст нам искомое значение — около 480 м³/ч, что немного больше расчетного значения. Таким образом, эта модель нам подходит.

Заметим, что многие современные вентиляторы имеют пологие вентхарактеристики. Это означает, что возможные ошибки в определении сопротивления сети почти не влияют на фактическую производительность системы вентиляции. Если бы мы в нашем примере ошиблись при определении сопротивления воздухопроводной сети на 50 Па (то есть фактическое сопротивление сети было бы не 120, а 180 Па), производительность системы упала бы всего на 20 м³/ч до 460 м³/ч, что не повлияло бы на результат нашего выбора.

1. Оставить все как есть, при этом фактическая производительность вентиляции будет выше расчетной. Это приведет к повышенному расходу энергии, затрачиваемой на нагрев воздуха в холодное время года.
2. «Задушить» вентустановку с помощью балансировочных , закрывая их до тех пор, пока расход воздуха в каждом помещении не снизится до расчетного уровня. Это также приведет к перерасходу энергии (хотя и не такому большому, как в первом варианте), поскольку вентилятор будет работать с избыточной нагрузкой, преодолевая повышенное сопротивление сети.
3. Не включать максимальную скорость. Это поможет в том случае, если вентустановка имеет 5–8 скоростей вентилятора (или плавную регулировку скорости). Однако большинство бюджетных вентустановок имеет только ступенчатую регулировку скорости, что, скорее всего, не позволит точно подобрать нужную производительность.
4. Снизить максимальную производительность приточной установки точно до заданного уровня. Это возможно в том случае, если автоматика вентустановки позволяет настраивать максимальную скорость вращения вентилятора.

Нужно ли ориентироваться на СНиП?

Во всех расчетах, которые мы проводили, использовались рекомендации СНиП и МГСН. Эта нормативная документация позволяет определить минимально допустимую производительность вентиляции, обеспечивающую комфортное пребывание людей в помещении. Другими словами требования СНиП направлены в первую очередь на минимизацию стоимости системы вентиляции и затрат на ее эксплуатацию, что актуально при проектировании вентсистем для административных и общественных зданий.

В квартирах и коттеджах ситуация иная, ведь вы проектируете вентиляцию для себя, а не для усредненного жителя и вас никто не заставляет придерживаться рекомендаций СНиП. По этой причине производительность системы может быть как выше расчетного значения (для большего комфорта), так и ниже (для уменьшения энергопотребления и стоимости системы). К тому же субъективное ощущение комфорта у всех разное: достаточно 30–40 м³/ч на человека, а для будет мало и 60 м³/ч.

Однако если вы не знаете, какой воздухообмен вам нужен для комфортного самочувствия, лучше придерживаться рекомендаций СНиП. Поскольку современные приточные установки позволяют регулировать производительность с пульта управления, вы сможете найти компромисс между комфортом и экономией уже в процессе эксплуатации системы вентиляции.

Уровень шума системы вентиляции

О том, как сделать «тихую» систему вентиляции, которая не будет мешать спать по ночам, рассказывается в разделе Вентиляция для квартиры и частного дома.

Проектирование системы вентиляции

Для точного расчета параметров системы вентиляции и разработки проекта обращайтесь в Проектный отдел. Вы также можете рассчитать с помощью калькулятора ориентировочную стоимость системы вентиляции частного дома.

Пример подбора вентиляторов для системы вентиляции

Сопротивление прохождению воздуха в вентиляционной системе, в основном, определяется скоростью движения воздуха в этой системе. С увеличением скорости возрастает и сопротивление. Это явление называется потерей давления. Статическое давление, создаваемое вентилятором, обуславливает движение воздуха в вентиляционной системе, имеющей определенное сопротивление. Чем выше сопротивление такой системы, тем меньше расход воздуха, перемещаемый вентилятором. Расчет потерь на трение для воздуха в воздуховодах, а также сопротивление сетевого оборудования (фильтр, шумоглушитель, нагреватель, клапан и др.) может быть произведен с помощью соответствующих таблиц и диаграмм, указанных в каталоге. Общее падение давления можно рассчитать, просуммировав показатели сопротивления всех элементов вентиляционной системы.

Рекомендуемая скорость движения воздуха в воздуховодах:

Тип	Скорость воздуха, м/с
Магистральные воздуховоды	6,0-8,0
Боковые ответвления	4,0-5,0
Распределительные воздуховоды	1,5-2,0
Приточные решетки у потолка	1,0-3,0
Вытяжные решетки	1,5-3,0

Определение скорости движения воздуха в воздуховодах:

V= L / 3600*F (м/сек)

где L – расход воздуха, м3/ч; F – площадь сечения канала, м2.

Рекомендация 1.

Потеря давления в системе воздуховодов может быть снижена за счет увеличения сечения воздуховодов, обеспечивающих относительно одинаковую скорость воздуха во всей системе. На изображении мы видим, как можно обеспечить относительно одинаковую скорость воздуха в сети воздуховодов при минимальной потере давления.

Рекомендация 2.

В системах с большой протяженностью воздуховодов и большим количеством вентиляционных решеток целесообразно размещать вентилятор в середине вентиляционной системы. Такое решение обладает несколькими преимуществами. С одной стороны, снижаются потери давления, а с другой стороны, можно использовать воздуховоды меньшего сечения.

Пример расчета вентиляционной системы:

Расчет необходимо начать с составления эскиза системы с указанием мест расположения воздуховодов, вентиляционных решеток, вентиляторов, а также длин участков воздуховодов между тройниками, затем определить расход воздуха на каждом участке сети.

Выясним потери давления для участков 1-6, воспользовавшись графиком потери давления в круглых воздуховодах, определим необходимые диаметры воздуховодов и потерю давления в них при условии, что необходимо обеспечить допустимую скорость движения воздуха.

Участок 1: расход воздуха будет составлять 220 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 200 мм, скорость – 1,95 м/с, потеря давления составит 0,2 Па/м х 15 м = 3 Па (см. диаграмму определение потерь давления в воздуховодах).

Участок 2: повторим те же расчеты, не забыв, что расход воздуха через этот участок уже будет составлять 220+350=570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 250 мм, скорость – 3,23 м/с. Потеря давления составит 0,9 Па/м х 20 м = 18 Па.

Участок 3: расход воздуха через этот участок будет составлять 1070 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 3,82 м/с. Потеря давления составит 1,1 Па/м х 20= 22 Па.

Участок 4: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость – 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 20 = 46 Па.

Участок 5: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па/м х 1= 2,3 Па.

Участок 6: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 10 = 23 Па. Суммарная потеря давления в воздуховодах будет составлять 114,3 Па.

Когда расчет последнего участка завершен, необходимо определить потери давления в сетевых элементах: в шумоглушителе СР 315/900 (16 Па) и в обратном клапане КОМ 315 (22 Па). Также определим потерю давления в отводах к решеткам (сопротивление 4-х отводов в сумме будут составлять 8 Па).

Определение потерь давления на изгибах воздуховодов

График позволяет определить потери давления в отводе, исходя из величины угла изгиба, диаметра и расхода воздуха.

Пример. Определим потерю давления для отвода 90° диаметром 250 мм при расходе воздуха 500 м3/ч. Для этого найдем пересечение вертикальной линии, соответствующей нашему расходу воздуха, с наклонной чертой, характеризующей диаметр 250 мм, и на вертикальной черте слева для отвода в 90° находим величину потери давления, которая составляет 2Па.

Принимаем к установке потолочные диффузоры серии ПФ, сопротивление которых, согласно графику, будет составлять 26 Па.

Теперь просуммируем все величины потери давления для прямых участков воздуховодов, сетевых элементов, отводов и решеток. Искомая величина 186,3 Па.

Мы рассчитали систему и определили, что нам нужен вентилятор, удаляющий 1570 м3/ч воздуха при сопротивлении сети 186,3 Па. Учитывая требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор ВЕНТС ВКМС 315.

Как рассчитать производительность вентиляторов

Приведен пример подбора вентиляторов для систем вентиляции. Методика определения производительности и требуемого напора, сечения сети воздуховодов и потерь давления.

ФИЗИЧЕСКИЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ РАСЧЁТОВ

По способу работы, в настоящее время, вентиляционные схемы делятся на:

1. Вытяжные. Для удаления использованного воздуха.
2. Приточные. Для впуска чистого воздуха.
3. Рекуперационные. Приточно-вытяжные. Удаляют использованный и впускают чистый.

В современном мире схемы вентиляции включают в себя различное дополнительное оборудование:

1. Устройства для подогрева или охлаждения подаваемого воздуха.
2. Фильтры для очистки запахов и примесей.
3. Приборы для увлажнения и распределения воздуха по помещениям.

При расчёте вентиляции учитывают следующие величины:

1. Расход воздуха в куб.м./час.
2. Давление в воздушных каналах в атмосферах.
3. Мощность подогревателя в квт-ах.
4. Площадь сечения воздушных каналов в кв.см.

Нормы и требования к вентиляции помещений

Согласно требованиям СНиП, для жилых объектов нужная производительность вентилятора вычисляется на основе кратности показателя воздушного обмена. Для каждого бытового помещения предусмотрены собственные нормативы:

• совмещенный санузел – не менее 50 м³/ч;
• ванная и туалет – от 25 м³/ч;
• кухня – 60-90 м³/ч;
• прочие помещения 3 м³/ч.

С учетом расчетной кратности обновления воздушной смеси и кубатуры помещения определяют необходимую общую производительность вентиляционной системы.

Давление вентилятора

Под давлением промышленного вентилятора имеют в виду полный перепад давлений между напором и всасом вентилятора, складывающийся из статической и динамической составляющей. Статическое давление создается вентилятором за счет сжатия или разрежения рабочего тела. Динамическое давление создается кинетической энергией потока рабочего тела.

Наиболее часто используемыми единицами измерения давления являются паскаль – Па (Pa) и производный от него килопаскаль кПа (kPa), а также миллибар мбар (mbar) = 100 Па.

Сравнение радиальных и осевых вентиляторов

В основу работы осевого и радиального вентиляторов положены различные принципы действия. В осевом вентиляторе, поток рабочей среды движется от входного к выходному патрубку вдоль оси вала, а в радиальном поток от входного патрубка движется вдоль оси вала и затем, изменяя направление, движется к выходному патрубку перпендикулярно оси.

Радиальные вентиляторы наиболее широко применимы в промышленных процессах ввиду большого количества модификаций и областей применения. Они способны работать в обширном диапазоне производительностей и создаваемых давлений. Однако конструкция радиального вентилятора более громоздка и требует большой площади для установки.

Осевые вентиляторы отличаются простотой конструкции, малыми габаритными размерами, а также экономичностью и способностью обеспечить перемещение больших объемов рабочей среды на небольшие расстояния. Довольно часто привод осевых вентиляторов располагается внутри корпуса, что накладывает ограничения на рабочую среду по содержанию пыли и допустимой температуре. Скорость вращения рабочего колеса осевых вентиляторов выше, чем у радиальных вентиляторов. Эта особенность делает их более шумными.

Расчет вытяжной вентиляции пример

Перед началом расчёта вытяжной вентиляции необходимо изучить СН и П (Система Норм и Правил) устройства вентиляционных систем. По СН и П количество воздуха необходимого для одного человека зависит от его активности.

Маленькая активность – 20 куб.м./час. Средняя – 40 кб.м./ч. Высокая – 60 кб.м./ч. Далее учитываем количество человек и объём помещения.

Кроме этого необходимо знать кратность – полный обмен воздуха в течение часа. Для спальни она равна единице, для бытовых комнат – 2, для кухонь, санузлов и подсобных помещений – 3.

Для примера – расчёт вытяжной вентиляции комнаты 20 кв.м.

Допустим, в доме живут два человека, тогда:

V(объём) комнаты равен: SхН, где Н – высота комнаты (стандартная 2,5 метра).

V = S х Н = 20 х 2,5 = 50 куб.м.

Далее V х 2 (кратность) = 100 кб.м./ч. По другому – 40 кб.м./ч. (средняя активность) х 2 (человека) = 80 куб.м./час. Выбираем большее значение – 100 кб.м./ч.

В таком же порядке рассчитываем производительность вытяжной вентиляции всего дома.

Производительность вентилятора

Под производительностью промышленного вентилятора имеют в виду объемный расход транспортируемой среды через вентилятор.

Производительность вентиляторов измеряют в кубометрах в секунду м3/мин и в час м3/ч.

В чём отличие вытяжки от вентиляции

Вентиляционная система – это встроенная в стены сеть каналов с выходом наружу здания для выброса из помещения отработанного воздуха. Приток свежего воздуха при этом происходит через дверные и оконные проёмы естественным путём.

Эта система воздухообмена по санитарным нормам должна устанавливаться во всех жилых помещениях. Но она не отличается большой эффективностью и тем более не в состоянии локализовать и вывести запахи, испарения, копоть и другие «прелести» быта. Для их предотвращения устанавливается принудительная вентиляция – вытяжка. Она собирает все пары от варочной поверхности, через воздуховод направляет их в вентиляционную систему.

Как выбрать вытяжной вентилятор?

Вытяжная вентиляция используется в тех помещениях, откуда необходимо вывести отработанный воздух вместе с содержащимися в нем парами или взвесями и не допустить их распространение по смежным помещениям. В квартирах вытяжка наиболее необходима в кухне и, в меньшей степени, в ванной комнате.

Имеющиеся вентиляционные каналы не всегда способны обеспечить качественное удаление нежелательных примесей, запахов или паров различных веществ. Нередко вопрос может быть решен только установкой вытяжного вентилятора, способного организовать вывод отработанного воздуха в должном режиме и объемах.

Рассмотрим оптимальные способы организации вытяжки, а также критерии выбора вытяжных вентиляторов.

Кратность смены воздуха

Кратность для помещений разного типа определяется так:

Пекарня	20-30
Оранжерея	25-50
Офис	6-8
Ванная комната, душевая	3-8
Парикмахерская	10-15
Ресторан, бар	6-10
Спальня	2-4
Вестибюль	3-5
Классная комната в школе	2-3
Кафетерий	10-12
Палата в больнице	4-6
Магазин	8-10
Подвальное помещение	8-12
Кухня в доме или в квартире	10-15
Спортивный зал	6-8
Чердачное помещение	3-10
Кухня в общепите	15-20
Кладовка	3-6
Раздевалка с душем	15-20
Прачечная	10-15
Туалет в доме, в квартире	3-10
Конференц-зал	8-12
Жилая комната	3-6
Бильярдная	6-8
Общественный туалет	10-15
Гараж	6-8
Комната переговоров	4-8
Подсобное помещение	15-20
Библиотека	3-4
Столовая	8-12

Таблица для расчета минимальной производительности вытяжки относительно объема кухни.

Наибольший показатель кратности выбирают для использования в помещениях со множеством людей, с высокой влажностью и температурой, с большим количеством пыли и сильными запахами. На кухне с электрической варочной поверхностью можно выбирать меньший показатель, с газовой плитой – больший. Связано это с тем, что газ при включенной плите выделяет продукты горения. Вентилятор, выбранный с учетом вышеперечисленных данных, можно смонтировать в стене, окне, потолке помещения.

Основные критерии выбора канального вентилятора

Чтобы подобрать оптимальный по всем параметрам канальный вентилятор, нужно знать, на какие моменты следует смотреть. Так что рассмотрим самые ключевые критерии выбора:

1. Производительность. Ее нужно подбирать для того помещения, в котором будет устанавливаться вентиляция.
2. Уровень шума. Для жилых объектов желательно выбирать малошумные модели, а для промышленных – производительные, так как там уровень шума особой роли не играет.
3. Скорость потока. Она должна составлять в пределах от 11 м/с до 14 м/с. Если меньше – вентиляция получится неэффективной, если больше – будет сильно шуметь.
4. Безопасность. Большим плюсом будет наличие защиты от пыли, влаги и других факторов. В противном случае может произойти короткое замыкание или преждевременная поломка ключевых элементов.
5. Дополнительная комплектация. При необходимости можно докупить обратный клапан, приборы, задающие время старта и окончания работы двигателя или другие аксессуары.

Также при выборе данного оборудования учитываются и другие моменты:

• назначение помещения;
• тип вентилятора (для вентсистем с круглыми или прямоугольными воздуховодами);
• способ и возможности установки;
• тип двигателя (АС или ЕС);
• напряжение питания;
• класс защиты.

Крайне важно удостовериться в качестве покупаемого вентилятора. Ознакомьтесь с документами, что это оригинальная продукция от производителя, и на нее действует официальная гарантия.

Канальный вентилятор Soler&Palau Silentub-200 6 отзывов

Потребляемая мощность, Вт: 16 | Электропитание, В: 230 | Особенности: двигатель на подшипниках, обратный клапан | Максимальный расход воздуха, м³/час: 190 | Уровень шума, дБ: 42 | Диаметр патрубка, мм: 120 |

Производительность канального вентилятора

Первая и, пожалуй, самая ключевая – это производительность канального вентилятора. Ведь главная задача любой вентиляции – обеспечение полноценного воздухообмена. То есть, она должна подавать оптимальное количество воздуха, чтобы находящимся в помещении людям было комфортно жить и/или работать.

Оптимальные показатели определяются государственными строительными нормами ДБН В.2.5-67:2013. Например, с рекомендуемым воздухообменом для жилых помещений вы можете ознакомиться в приведенной ниже таблице.

Таблица Х.4 — Минимальные удельные расходы вентиляционного воздуха для помещений жилых зданий

Условия микроклимата	Воздухообмен*	Жилые и спальные комнаты, расход наружного воздуха	Расход воздуха удаляемого, дм³/с
дм³/(с*м²)	ч -1	дм³/(с*чел.)**	дм³/(с*м²)	Кухня	Ванная	Туалет
Повышенные оптимальные	0,49	0,7	10	1,4	28	20	14
Оптимальные	0,42	0,6	7	1,0	20	15	10
Допустимые	0,35	0,5	4	0,6	14	10	7

* — Удельные расходы вентиляционного воздуха, предоставленные в единицах измерения [дм³/(с*м²)] и [ч -1], соответствует друг другу при высоте потолка 2,5 м.

** — Количество жителей по месту жительства может быть рассчитано по количеству спальных мест.

С учетом этих норм, а также объема помещений рассчитывается оптимальная продуктивность канального вентилятора. Формула предельно проста:

• L – производительность, которая должна быть у канального вентилятора;
• V – объем помещения (площадь помещения умножается на его высоту);
• K – норма воздухообмена (берется из второй колонки).

Путем несложных расчетов определяем оптимальную производительность и выбираем канальный вентилятор с таким же или чуть большим значением (с запасом).

Канальный вентилятор Soler&Palau TD-250/100 Silent 8 отзывов

Потребляемая мощность, Вт: 21, 27 | Электропитание, В: 230 | Особенности: в шумоизолированном корпусе, двигатель на подшипниках | Максимальный расход воздуха, м³/час: 200, 240 | Уровень шума, дБ: 19, 24 | Диаметр патрубка, мм: 100 |

Уровень шума канального вентилятора

Особо пристальное внимание нужно уделить акустическим характеристикам. То есть, уровню шума вентилятора. Согласно нормам оптимальным показателем для жилых помещений считается 30 дБ в дневное время и 20 дБ – в ночное. В принципе, это равноценно тихому шепоту и является приемлемым значением.

Но на практике многие вентиляторы работают на уровне 30-35 дБ. И даже с расстояния нескольких метров они могут раздражать. Особенно, если рядом с ванной или туалетом, где установлена вентиляция, находится спальня или детская комната.

Если говорить начистоту, то бесшумными (без компромиссов и маркетинговых уловок) считаются модели с уровнем шума не более 25 дБ. А самые лучшие вентиляторы, считающиеся лидерами в этом плане, и вовсе издают не более 20-22 дБ.

Возможно, такая разница покажется вам незначительной. Но спустя пару лет эксплуатации она станет огромной. Ведь с годами противошумные накладки изнашиваются, подшипники вырабатываются, а воздушные каналы засоряются пылью. И вот тогда бесшумность канального вентилятора станет крайне важной характеристикой.

Также добиться минимального уровня звука помогают специальные инженерные решения:

• высокоточные подшипники (исключают биение и вибрации);
• высокотехнологичные лопасти (подбирается оптимальное количество лопастей с нужными углами наклона, выполняется балансировка элементов крыльчатки);
• технологические корпуса из качественного металла и пластика (исключают вибрации отдельных элементов и аэродинамические шумы);
• виброгасящие прокладки (исключают контакт между корпусом и узлами крепления электромотора).

Поэтому, даже если выбрана стандартная модель, вы по-прежнему можете добиться максимального снижения шума. Достаточно лишь реализовать одновременно все эти решения в комплексе.

Скорость и объем воздухообмена

От скорости воздушного потока напрямую зависит эффективность работы вентиляционной системы. Оптимальное значение – от 11 м/с. Но слишком большой показатель тоже не нужен: он не должен превышать отметку в 14 м/с, иначе вентилятор станет сильно шуметь. Если же скорость окажется ниже 11 м/с – вентиляция будет работать неэффективно.

Не менее важен и объем воздухообмена. От него напрямую зависит то, насколько комфортно будет находиться в помещении. Чтобы рассчитать данный параметр, просто разделите мощность вентилятора на объем комнаты.

Тип канального вентилятора

Сегодня на рынке вентиляционных систем доступны разные типы канальных вентиляторов:

• центробежные;
• осевые.

Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, о которых надо знать.

Осевые канальные вентиляторы направляют воздушный поток вдоль оси электромотора, на которой размещена крыльчатка. Это ключевая фишка моделей данного типа.

Другие их особенности:

• небольшая производительность;
• экономичный электромотор;
• простая конструкция.

Канальный вентилятор Вентс Квайтлайн 125 8 отзывов

Потребляемая мощность, Вт: 13 | Электропитание, В: 230 | Особенности: двигатель на подшипниках, регулировка оборотов (опция) | Максимальный расход воздуха, м³/час: 197 | Уровень шума, дБ: 32 | Диаметр патрубка, мм: 125 |

За счет этого осевые вентиляторы работают тихо даже без дополнительных инженерных решений. Да и стоят они недорого, что делает их отличным вариантом для бытовых нужд.

К недостаткам относится скромная производительность. Впрочем, для небольших квартир и частных домов ее вполне хватает.

Центробежные канальные вентиляторы считаются самыми производительными моделями. Но это одновременно является и их недостатком, поскольку устанавливать такое оборудование можно в помещениях площадью от 15 квадратных метров, не меньше.

Также за счет особенностей конструкции центробежные вентиляторы являются самыми тихими. Даже несмотря на их высокую производительность.

Еще одна особенность – возможность монтажа в вентиляционной шахте квартиры. Это позволит создать эффективную вентиляцию без ущерба для интерьера помещения.

И самое главное: поскольку вентиляторы спрятаны в шахте, они меньше подвергаются воздействию пыли и влаги. И, соответственно, реже ломаются и дольше служат.

Диаметр патрубка

Также при выборе канального вентилятора нужно учитывать диаметр патрубка. Ведь данный параметр имеет очень сильный разброс – от 79 мм до 710 мм. А от него напрямую зависит способ и место установки системы вентиляции.

Класс защиты

Отдельное внимание нужно уделить классу защиты. Ведь от него зависит безопасность вентиляционной техники, а также то, насколько долго и стабильно она будет работать.

Классов защиты достаточно много:

• IP44;
• IP45;
• IP54;
• IP55;
• IPX2;
• IPX4.

Чем больше цифра – тем лучше, это понятно. Но при этом каждая из них имеет свою расшифровку.

Первая цифра показывает уровень защищенности от посторонних предметов, а также от прикосновения к токоведущим частям:

• X – открытая конструкция (нет защиты);
• 4 – защищает от касания к токоведущим частям пальцами/инструментами и предотвращает попадание внутрь корпуса предметов диаметром свыше 1 мм (т.е. от песка);
• 5 – полностью защищает от касания к токоведущим частям чем-либо и предотвращает накопление пыли (она проникает в корпус, но в небольшом количестве, которое никак не сказывается на работе вентилятора).

Вторая цифра показывает защищенность от воздействия воды:

• 2 – защищает от капель, которые падают под углом до 15°;
• 4 – защищает от брызг воды с любых сторон;
• 5 – защищает от направленной на оборудование струи воды.

Таким образом, на основе этой информации вы легко сможете определить, что наилучшую защиту обеспечивает класс IP55. Но и стоят такие модели соответственно.

Впрочем, тут нужно выбирать не самую максимальную защиту, а оптимальную – исходя из тех условий, где будет эксплуатироваться система вентиляции. Например, если вы точно знаете, что никто не полезет в корпус устройства пальцами – можно брать модель с открытой конструкцией, без защиты.

Канальный вентилятор Soler&Palau TD EVO-100

Потребляемая мощность, Вт: 12, 13, 16 | Электропитание, В: 230 | Максимальный расход воздуха, м³/час: 150, 170, 210 | Уровень шума, дБ: 25, 28, 31 | Диаметр патрубка, мм: 97 |

Питание от сети

Следующий важный критерий выбора – это питание от сети. Здесь на выбор тоже предлагается несколько вариантов:

• 12 В;
• 120 В;
• 220 В;
• 380 В.

В данном случае нужно просто удостовериться, что выбранная вентиляция будет работать у вас дома, в офисе или на предприятии. Например, самые мощные модели подключаются к сети 380 В. Такие обычно ставятся на промышленных предприятиях. А для жилых объектов (квартир и домов) выбирают канальные вентиляторы, которые работают с напряжением до 220 В.

Правила подбора вентиляторов

В качестве примера рассмотрим график для центробежного вентилятора среднего давления ВР 280-46 №5 (ВЦ 14-46 №5). По горизонтальной оси: Q —производительность (количество воздуха, перекачиваемое вентилятором в единицу времени), измеряется м3 /ч. По вертикальной оси: Pv — полное давление.
Горизонтальная шкала ниже графика: Pdv — динамическое давление. Полное давление вентилятора равно разности полных давлений потока за вентилятором и перед ним. Масштаб осей графиков — логарифмический.

На графике:

• Pv — полное давление, Па;
• Pdv — динамическое давление, Па;
• Psv — статическое давление, Па;
• Q — производительность, тыс. м3 /час;
• Nу — установочная мощность, кВт;
• n — частота вращения рабочего колеса, об/мин;

Полное давление является суммой динамического и статического давления: Pv = Psv+Pdv

Реальные кривые полного давления вентилятора P(Q) при вращении его рабочего колеса (крыльчатки) при оборотах n =1000 об/мин и n =1500 об/мин обозначены двумя жирными линиями. Здесь же приведена серия ниспадающих кривых, пересекающих кривые P(Q) (тонкие линии). Эти кривые называют «кривыми мощности» или «кривыми равной мощности». Для каждой такой кривой приведена мощность электродвигателя. На самом деле, это кривые полного давления P’(Q), которое имел бы этот вентилятор, если бы он работал с переменной частотой вращения, но при постоянной мощности. Слева от точки пересечения с реальной кривой P(Q) (точка В) — с повышенной частотой вращения относительно номинала, а правее точки В — с пониженной частотой. Из всего сказанного следует понимать, что в левой части, до пересечения мнимой кривой (тонкой линии) с реальной (жирной линией) (точка В), электродвигатель вентилятора работает с запасом по мощности, а в правой части после пересечения — электродвигатель перегружен и при длительной работе может выйти из строя.

Например, если взять вентилятор ВР 280-46 №5 (ВЦ 14-46 №5), укомплектовать его электродвигателем 15 кВт 1500 об/мин и включить такой вентилятор с открытым входом, то в таком случае рабочая точка вентилятора сместится в крайнее правое положение по кривой полного давления P(Q) для n =1500 об/ мин за пределы указанного рабочего диапазона (правее точки А на графике) с Psv стремящимся к 0. Но чтобы переместить такое количество воздуха и с таким давлением, требуется установочная мощность электродвигателя более 30 кВт. Поэтому в таком режиме электродвигатель 15 кВт 1500 об/мин будет работать с большой перегрузкой, и, наверняка, очень скоро перегреется и выйдет из строя (если у него нет соответствующей защиты).

Выбор типоразмера вентилятора сводится, как правило, к подбору модели, потребляющей наименьшее количество энергии, то есть имеющей наибольший КПД в данной «рабочей точке». Иногда решающим является требование минимизации габаритов.

Подбор вентилятора по заданным значениям производительности Q и полного или статического давления Pv производится по сводному графику. При этом выбирается вентилятор с характеристикой, наиболее близкой к заданным параметрам. Полученная точка со значениями Q и Pv принимается «рабочей точкой» вентилятора.

При подборе вентилятора следует учитывать наличие и сторону подключения сети к вентилятору. Так, если со стороны нагнетания вентилятора есть сеть, то подбор осуществляется по полному давлению Pv. При наличии сети со стороны всасывания, подбор необходимо проводить по статическому давлению PSV.