Jak vypočítat kapacitu průmyslové ventilace. Konstrukce Dantex

Každý z nás je obecně obeznámen s principem fungování ventilačního systému. Vzduch uvnitř budovy, ohřátý a odsátý, kvůli rozdílu teplot a tlaku, vstupuje do ulice přírodními strukturami, jako jsou okna a dveře. Nahrazuje ho chladnější a čistší vzduch zvenčí. Aby bylo dosaženo skutečně ekologického složení, vzduchové hmoty z ulice procházejí nejprve systémem vzduchovodů a filtrů. V tomto procesu jsou ochlazovány, pokud k tomu dojde v létě, nebo vyhřívány, pokud k tomu dojde v zimě. Doplňková ventilační přívodní a odsávací zařízení, odvlhčovače a zvlhčovače pomáhají zajistit rovnoměrnou náhradu odpadního vzduchu čerstvým vzduchem.

Organizace místního větrání v malé místnosti není obtížné. Pár okenních ventilátorů a klimatizace stačí k tomu, aby byl pokoj pohodlný na několik hodin v řadě. To nevyžaduje složité matematické výpočty. Výkon všech zařízení závisí na ploše místnosti a vypočítává se ručně nebo s pomocí konzultanta dodavatele ventilátoru.

Průmyslové větrání je úplně jiná věc. To zohledňuje nejen plochu objektu, ale také průměrnou teplotu, vlhkost, délku větracích šachet, směr proudění vzduchu a dokonce i umístění budovy. Níže jsou uvedeny vzorce pro výpočty, které vás přesvědčí, že tak důležitou otázku lze svěřit pouze kvalifikovaným dodavatelům.

Vzorce pro výpočet výkonu průmyslové ventilace na základě údajů o průtoku vzduchu

1. I.1 Průtok přiváděného vzduchu L, m 3 /h pro ventilační a klimatizační systém by měl být určen výpočtem a větší z průtoků požadovaných k zajištění:

a) hygienické a hygienické normy v souladu s (I.1);
b) normy požární a výbuchové bezpečnosti v souladu s (I.2);

c) podmínky vylučující tvorbu kondenzátu v souladu s (I.3).

2. I.2 Průtok vzduchu by měl být stanoven odděleně pro teplá a chladná období roku a přechodné podmínky od podmínky asimilace výdejů tepla a vlhkosti a podle množství uvolněných škodlivých nebo výbušných látek, přičemž se bere větší ze získaných hodnot. ze vzorců (I.1) – (I.7) (s hustotou přiváděného a odváděného vzduchu rovnou 1,2 kg/m3):

a) přebytkem citelného tepla při úhlovém koeficientu procesního paprsku v místnosti ε ≥ 40000 kJ/kg

Pro místnosti s únikem tepla a vlhkosti, kdy je úhlový koeficient procesního paprsku v místnosti ε < 40000 3 kJ/kg, by se měl průtok vzduchu určit pomocí vzorce (I.4) nebo (I.XNUMX).

• větrání, včetně chlazení odpařováním vzduchu, pro teplé období;

klimatizace – pro teplá a chladná období roku a pro přechodné podmínky;
b) množstvím uvolněných škodlivých nebo výbušných látek

Když se do místnosti současně uvolní několik škodlivých látek, které mají součtový účinek, výměna vzduchu by měla být určena sečtením průtoků vzduchu vypočítaných pro každou z těchto látek:

a) nadměrnou vlhkostí (vodní pára)

U místností s nadměrnou vlhkostí je třeba zkontrolovat dostatečnou výměnu vzduchu, aby se zabránilo tvorbě kondenzace na vnitřním povrchu vnějších obvodových konstrukcí při návrhových parametrech B venkovního vzduchu v chladném období:

b) přebytkem celkového tepla

c) podle normalizovaného kurzu výměny vzduchu
d) podle standardizovaného specifického průtoku přiváděného vzduchu:
I,6L = Ak; (I.6)
I,7L = Nm. (I.7)
Ve vzorcích (I.1) – (I.7):

L_w,z — spotřeba vzduchu odváděného z obsluhované nebo pracovní plochy areálu místními sacími systémy a pro technologické potřeby, m 3 /h;
Q, Q_h,f — nadměrné citelné a celkové tepelné toky v místnosti, asimilované vzduchem centrálních ventilačních a klimatizačních systémů, W;
c je tepelná kapacita vzduchu rovna 1,006 kJ/(kg °C);
t_w,z — teplota vzduchu odváděného místními sacími systémy v obsluhovaném nebo pracovním prostoru místnosti a pro technologické potřeby °C;
t₁ – teplota vzduchu odváděného z místnosti mimo obsluhovanou nebo pracovní oblast, °C;
t_in — teplota vzduchu přiváděného do místnosti, °C;
W – nadměrná vlhkost v místnosti, asimilovaná vzduchem centrálních ventilačních a klimatizačních systémů, g/h;
d_w,z — vlhkost vzduchu odváděného z obsluhovaného nebo pracovního prostoru areálu místními sacími systémy a pro technologické potřeby g/kg;
d₁ — obsah vlhkosti vzduchu odváděného z prostor mimo obsluhovanou nebo pracovní oblast, g/kg;
di_n — obsah vlhkosti vzduchu přiváděného do místnosti, g/kg;
I_w,z — specifická entalpie vzduchu odváděného z obsluhované nebo pracovní plochy areálu místními sacími systémy a pro technologické potřeby kJ/kg;
I₁ — specifická entalpie vzduchu odváděného z místnosti mimo obsluhovanou nebo pracovní oblast, kJ/kg;
I_in — měrná entalpie vzduchu přiváděného do místnosti, kJ/kg, stanovená s přihlédnutím ke zvýšení teploty v souladu s (I.6);
m_ro — spotřeba každé ze škodlivých nebo výbušných látek vstupujících do vzduchu v místnosti, mg/h;
q_w,z, q₁ — koncentrace škodlivé nebo výbušné látky ve vzduchu odstraněném z obsluhované nebo pracovní oblasti areálu a dále v mg/m3;
q_in – koncentrace škodlivé nebo výbušné látky ve vzduchu přiváděném do místnosti, mg/m3;
V_p — objem místnosti, m3; pro místnosti s výškou 6 m nebo více je třeba vzít
V_p = 6A,
kde A je plocha místnosti, m2;
N je počet osob (návštěvníků), pracovišť, částí zařízení;
n – standardizovaný rychlost výměny vzduchu, h -1;
k – normalizovaný průtok přiváděného vzduchu na 1 m 2 podlahy místnosti, m 3/ (h∙m 2);

m je standardizovaný měrný průtok přiváděného vzduchu na osobu, m 1 /h, na pracoviště, na návštěvníka nebo zařízení.

Parametry vzduchu t_w,z, D_w,z, I_w,z by měly být považovány za rovné konstrukčním parametrům v obsluhovaném nebo pracovním prostoru areálu podle oddílu 5 tohoto souboru pravidel, aq_w,z – rovná se maximální povolené koncentraci v pracovní oblasti místnosti.

I.3 Proudění vzduchu k zajištění výbušných a požárních bezpečnostních norem by mělo být stanoveno pomocí vzorce (I.2).

Navíc ve vzorci (I.2) q_w,z a q₁ by měla být nahrazena 0,1 q_g, mg/m3 (kde q_g – dolní mez koncentrace šíření plamene plynem, párou a směsí prachu a vzduchu).

I.4 Průtok vzduchu L_he, m 3 / h, pro ohřev vzduchu nekombinovaný s větráním, by měl být určen vzorcem

kde Q_he — tepelný tok pro vytápění místnosti vzduchem, W;
t_he — teplota ohřátého vzduchu °C přiváděného do místnosti se určí výpočtem.

I.5 Průtok vzduchu L_mt z periodicky provozovaných ventilačních systémů s jmenovitým výkonem L_d, m 3 / h, je dáno na základě n, min, přerušeno provozem systému na 1 hodinu, podle vzorce

I.6 Teplota přiváděného vzduchu přiváděného nuceným větráním a klimatizačními systémy, t.j_in °C, by měla být určena pomocí vzorců:

a) v neupraveném venkovním vzduchu
t_in = text + 0,001p; (I.10)

b) venkovním vzduchem chlazeným cirkulující vodou v adiabatickém cyklu, snižujícím jeho teplotu o Δt₁, ° С

c) s neupraveným venkovním vzduchem (viz I.6, a) a lokálním dodatečným zvlhčením vzduchu v místnosti, snížením jeho teploty o Δt₂, ° С

d) s venkovním vzduchem chlazeným cirkulační vodou (viz I.6, b) a místním přídavným zvlhčováním (viz I.6, c)

t_in =t_ext — Δt₁ — Δt₂ +0,001 p; (I.13)
e) s venkovním vzduchem ohřívaným v ohřívači vzduchu, zvýšením jeho teploty o Δt₃, ° С
t_in =t_ext + Δt3 + 0,001 p, (I.14)
kde p je celkový tlak ventilátoru, Pa;
t_ext — teplota venkovního vzduchu, °C.

Jak vybrat dodavatele?

Pokud jste vlastníkem průmyslového nebo obchodního zařízení, výše uvedené vzorce vás mohou vyděsit. V Moskvě však existuje mnoho společností, které poskytují služby výpočtu výkonu průmyslové ventilace na klíč. A jedním z lídrů na trhu s takovými službami je Moskevské inženýrské centrum. Tato společnost již více než deset let pomáhá klientům vypracovat a schválit projekt vzduchotechniky, vybrat a pořídit zařízení i nainstalovat a uvést do provozu. Kontaktujte kancelář společnosti, získejte předběžnou konzultaci a začněte.

Ventilátory jsou stroje určené k pohybu vzduchu pod vlivem rotujícího oběžného kola uzavřeného ve skříni. Poměr zvýšení tlaku ventilátoru není větší než 1,1. Při takovém zvýšení tlaku nemá komprese vzduchu významný vliv na pracovní proces a není zohledněna při studiu provozu a výpočtu ventilátorů.

Klasifikace je založena na rychlosti ventilátoru, která je vyjádřena jako bezrozměrné číslo:

kde Vc – výkon ventilátoru, m³/s; p – tlak, Pa; ρ – hustota plynu, kg/m³; n – rychlost otáčení, ot./min.

Podle otáček se ventilátory dělí na vysokootáčkové, středněrychlé, nízkootáčkové a velmi nízkootáčkové.

Axiální ventilátory jsou nejrychlejší. Používají se k získání velkých posuvů při nízkých tlacích. Typ ventilátoru se vybírá ze speciálního katalogu v závislosti na účelu.

Ventilátory se také odlišují tlakem, který vytvářejí: nízkotlaké (do 1 kPa), střední (1-3 kPa) a vysokotlaké (nad 3 kPa) ventilátory.

Na základě konstrukce oběžného kola a rotoru se rozlišují odstředivé a axiální ventilátory. V závislosti na směru otáčení oběžného kola mohou být ventilátory pravotočivé nebo levé (pokud se na ventilátor podíváte ze strany pohonu). V tomto případě může být poloha pláště odlišná (obr. 1).

rýže. 1. Umístění skříní radiálních ventilátorů.

Podle způsobu připojení k motoru mají ventilátory různá provedení (obr. 2): a – oběžné kolo je umístěno na hřídeli motoru (schéma 1); b – oběžné kolo je připojeno k hřídeli motoru pomocí spojky (schéma 4 a 6); c – oběžné kolo je spojeno s motorem řemenovým pohonem (schémata 2, 3, 5 a 7).

rýže. 2. Schémata zapojení ventilátorů a motorů.

Existuje několik sérií a počtu fanoušků. Série se skládá z fanoušků stejného typu, ale různých čísel.

V národním hospodářství a zejména ve strojírenství se nejvíce používají univerzální radiální a axiální ventilátory.

Schéma zařízení a princip činnosti radiálních a axiálních ventilátorů

Radiální ventilátor se skládá z pouzdra 1 (obr. 3, а) pod vodou 2 a vývod 3 trysky a oběžné kolo (obr. 3, б) s lopatkami 5.

rýže. 3. Odstředivý ventilátor:
а – obecná forma; б – oběžné kolo;
1 — pouzdro (pouzdro); 2 – podvodní potrubí; 3 — výstupní potrubí; 4 – postel;
5 — pracovní čepel; 6 — disky.

Spirálovitá skříň slouží k přeměně části dynamického proudu plynu vycházejícího z lopatek kol na tlakovou energii. Výstupní potrubí pláště je přes difuzor napojeno na velkoúsekové tlakové potrubí, ve kterém pokračuje přeměna dynamického tlaku na tlakovou energii.

Lopatky oběžného kola jsou vyráběny společně s kolem nebo připevněny k diskům 6 kola. Výška lopatek je malá. Podle umístění výstupní hrany se rozlišují tři typy pracovních lopatek (obr. 4).

rýže. 4. Pracovní nože: a – zakřivený dopředu; b – radiálně zaměřené; c – zakřivená záda.

Ventilátory často používají kola s lopatkami zahnutými dopředu, což umožňuje vytvořit určitý tlak při nejnižší obvodové rychlosti. U vysokovýkonných ventilátorů je nejekonomičtější instalovat dozadu zakřivené lopatky.

Axiální ventilátory (obr. 5) pohybují plyn podél osy. Skříň ventilátoru se skládá z pláště 8 válcový tvar, sací potrubí 1 a difuzoru 6. Oběžné kolo se skládá z pouzdra 2 s čepelemi k němu připevněnými 4. Kapotáže jsou instalovány před a za oběžným kolem 3 и 5. Oběžné kolo se nejčastěji montuje přímo na hřídel motoru 7. U některých ventilátorů je za oběžným kolem instalováno rovnací zařízení a před oběžným kolem jsou instalovány vodicí lopatky.

rýže. 5. Schéma axiálního ventilátoru:
1 — vstupní potrubí; 2 – průchodka; 3 — přední kapotáž; 4 – čepel; 5 — zadní kapotáž; 6 — difuzor; 7 — elektromotor; 8 – skořápka.

Parametry a charakteristiky ventilátorů

Tlak vzduchu, Pa vytvořené ventilátorem je určeno vzorcem:

Zde ρ je hustota vzduchu rovna ρ=1,2 kg/m³; φ – součinitel zkroucení, v závislosti na tvaru lopatek oběžného kola ventilátoru (pro oběžná kola s lopatkami zahnutými dopředu, φ=1,1. 1,35; pro radiální lopatky φ=1; pro lopatky zakřivené dozadu, φ=0,5, 0,8) ; ηв — plná účinnost ventilátoru; u — obvodová rychlost, m/s:

kde Dн — průměr oběžného kola ventilátoru, m; n — rychlost otáčení oběžného kola, s -1

Производительность ventilační jednotka V=ScKde S — plocha průřezu vzduchového potrubí, m²; с — rychlost vzduchu, m/s

Spotřeba energie nebo výkon hřídele ventilátoru, kW:

Celková účinnost větrák:

kde ηr – hydraulická (aerodynamická) účinnost při zohlednění tlakových ztrát v oběžném kole a průtokové dráze ventilátoru; ηV – objemová účinnost s přihlédnutím k objemovým ztrátám; ηм — mechanická účinnost.

Při změně otáček ventilátoru se mění vyvinutý tlak a produktivita a tím i výkon. Přepočet hlavních parametrů chodu ventilátoru při změně rychlosti otáčení se provádí jako u odstředivých čerpadel pomocí vzorců proporcionality.

Uvedené závislosti platí, když ventilátor dodává vzduch do stejné sítě.

Vlastnosti ventilátoru představují grafické závislosti mezi jeho parametry: tlak, výkon, účinnost a produktivita při konstantní rychlosti otáčení oběžného kola. Vztah mezi tlakem a výkonem má pro praxi největší význam: p=f(V) (obr. 6). Čárkované čáry znázorňují teoretické závislosti vyvinutého tlaku р_т na výkonu ventilátoru. Parametry ventilátoru nabývají optimálních hodnot při určitém výkonu V (Obr. 7).

rýže. 6. Výkon ventilátoru:
а — β>90°; б — β=90°; в — β

rýže. 7. Závislost parametrů ventilátoru na výkonu

Regulace výkonu ventilátoru je v podstatě podobná regulaci odstředivých čerpadel. K regulaci ventilátorů se však často používají speciální vodicí lopatky, instalované před oběžné kolo. Účinnost způsobu regulace výrazně závisí na typu ventilátoru a jeho provozním režimu.

Stejně jako čerpadla lze ventilátory zapojit do systému paralelně i sériově: paralelně, když je potřeba zvýšit produktivitu, a sériově, když je potřeba zvýšit vyvinutý tlak ventilační jednotky.

Ventilátory jsou vybírány s ohledem na oblasti jejich použití pomocí speciálních tabulek a grafů nebo tabulek a charakteristik. Při výběru ventilátorů je nutné, aby účinnost nebyla nižší než 0,9 jmenovité hodnoty.