Ранее мы разбирали устройство вентиляционных установок, организацию воздухообмена в помещениях и принципы расчета необходимого количества воздуха.
Но система вентиляции является сложной инженерной системой, которой для качественной работы требуется наладка.
Сегодня мы поговорим о том, как правильно спроектировать систему воздуховодов, как правильно выбрать сечение воздуховодов и каким образом необходимо размещать регулирующие клапаны (дроссель-клапаны) в системе вентиляции.
Обобщенная структура типичной системы вентиляции (без привязки к конкретному помещению)выглядит следующим образом:
На рис. 1 показаны основные аспекты структуры любой системы вентиляции:
1. Любая система вентиляции условно делится на магистральные и периферийные воздуховоды:
- Магистральные воздуховоды - это воздуховоды, на которых, как правило, не ставятся воздухо-раздающие или воздухо-забирающие устройства (за исключением специализированных систем вентиляции промышленных объектов, либо специальных инженерных решениях), которые предназначены для перемещения воздуха с более высокой скоростью на все уровни системы вентиляции;
- Периферийные воздуховоды — это воздуховоды, которые заканчиваются одним или более воздухо-раздающими (приточными) или воздухо-забирающими (вытяжными) устройствами (вентиляционными решетками, диффузорами, щелевыми диффузорами, доводчиками и пр.);
2. Качественно спроектированная система вентиляции может содержать любое количество уровней, при обязательной установке на каждом уровне регулирующего клапана (на рис. 1 обозначены как К-I, K-II и т.д.). Т.е. Регулирующие клапаны должны быть установлены как перед воздухо-раздающими устройствами, так и на магистральных ответвлениях.
Почему это так, разберем на простом примере:
Рис. 2 Схема приточной вентиляционной системы с распределением избыточного давления: а) – без клапанов на магистральных воздуховодах, б) – с клапанами на магистральных воздуховодах (dp – перепад давления на регулирующем клапане)
При настройке сети, все клапаны настраиваются таким образом, чтобы перепад давления на них соответствовал сопротивлению всей сети, находящейся после клапана, до самой – нагруженной ветки (например: на рис. 1 клапан I1 должен быть настроен так, чтобы сопротивление на нем было равно сумме сопротивлений воздуховодов от I до N, плюс сопротивление последнего периферийного воздуховода и распределительного устройства).
Т.е. настройка клапана обеспечивает:
- Необходимый расход после клапана;
- Перепад давлений.
Соответственно на рис. 2а, видно, что при отсутствии перепада давлений, на клапанах периферийных воздуховодов (т.е. находящихся непосредственно перед устройствами), требуется существенно большее сопротивление. Т.е. клапаны должны быть больше зажаты. На рис. 2б, роль дополнительных необходимых сопротивлений берут на себя клапаны магистральных воздуховодов. И таким образом:
- Для схемы на рис. 2а максимальное сопротивление клапана: 450 Па;
- Для схемы на рис. 2б максимальное сопротивление клапана: 350 Па (на примере отмеченного крестиком клапана, можно видеть снижение сопротивления на клапане периферийного воздуховода).
Чем выше сопротивление на клапане, тем больше он закрыт и тем выше на нем скорость. Рассчитать скорость на клапане можно следующим образом [1]:
Таким образом, задавая необходимый перепад давления и расход, мы можем оценить необходимую степень закрытия клапана, и, как следствие, реальную скорость в сечении клапана:
Для отмеченного крестом клапана на рис. 2 расчетные данные сведены в таблицу 1
Оценить уровень собственного шума (звуковой мощности) клапана для различной скорости движения воздуха можно по формуле из [2]:
Таким образом на рис. 2а отмеченный клапан будет генерировать 55 дБ (А) звуковой мощности, а на рис. 2б 44 дБ (А) звуковой мощности.
Отличие в 11 дБ(А) - это снижение уровня воспринимаемого шума практически в 8 раз(это мы разбирали в предыдущей статье).
Продолжение в следующей статье...
Статья подготовлена НИИ «ЭТМ» при консультации специалистов НИУ «МЭИ»
Литература:
1. И.Е. Идельчик «Справочник по гидравлическим сопротивлениям», Москва, изд. «Машиностроение»,1992 г.;
2. VDI 2081 «Noise generation and noise reduction in air-conditioning systems»
3. СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»