Légcsatornák számítása sebesség és térfogatáram alapján + a levegő áramlásának mérési módszerei a helyiségekben

A kiegyensúlyozott légcsere az emberek jó közérzetének és munkaképességének alapja. Ugye? De ahhoz, hogy kényelmes körülményeket teremtsünk lakó- és termelőhelyiségekben, fontos a légcsatornák sebesség és légáram szerinti méretezésének helyes elvégzése és a légáramlási mozgás hatékony módjának biztosítása.

Ezután elmondjuk, mire van szükség a légcsatornák méretezéséhez, milyen módszereket és műszereket használnak a légáramlás sebességének méréséhez.

Mi az a légcsatorna?

Légcsatorna – a levegőelosztás fő eleme. Fémből vagy műanyagból készült csövek összessége, amelyek a levegő egyensúlyának biztosítása érdekében vannak elhelyezve. A légcsatorna működési elve a levegő befúvása és elszívása speciális ventilátorok segítségével.

A légcsatorna alapvető jellemzői:

• forma (kerek vagy téglalap alakú);
• keresztmetszeti terület;
• merevség (hajlékony, félhajlékony és merev).

Ezek a jellemzők befolyásolják a szellőzőrendszer teljesítményét és általános funkcionalitását.

Válasszon téglalap keresztmetszetű légcsatornát, ha fontos Önnek, hogy észrevehetetlen legyen. Az ilyen légcsatornát könnyen el lehet rejteni a szekrények felső felületén.

A légcsatorna paramétereinek helyes kiválasztása a helyiség minden jellemzőjének figyelembevételével biztosítja annak hosszú távú és hatékony működését.

A számítások elvégzésének algoritmusa

A szellőzőrendszer tervezése, beállítása vagy már meglévő módosítása során a légcsatorna számításait feltétlenül el kell végezni. Ez szükséges ahhoz, hogy helyesen meghatározzuk a paramétereit, figyelembe véve a teljesítmény és a zaj optimális jellemzőit az adott körülmények között.

A számítások elvégzésekor nagy jelentőséggel bírnak a légcsatornában mért légáram és légsebesség eredményei.

Légáram – a szellőzőrendszerbe egységnyi idő alatt belépő levegő térfogata. Ezt a mutatót általában m³/h-ban mérik.

A mozgás sebessége – az a mennyiség, amely megmutatja, milyen gyorsan mozog a levegő a szellőzőrendszerben. Ezt a mutatót m/s-ban mérik.

Ha ez a két mutató ismert, kiszámítható a kör és téglalap keresztmetszetek területe, valamint a helyi ellenállás vagy súrlódás legyőzéséhez szükséges nyomás.

A vázlat összeállításakor olyan nézőszöget kell választani az épület homlokzatáról, amely az alaprajz alsó részén helyezkedik el. A légcsatornák vastag, folyamatos vonalakkal jelennek meg.

A számítások elvégzéséhez leggyakrabban a következő algoritmust használják:

1. Az axonometrikus vázlat elkészítése, amelyben az összes elem fel van sorolva.
2. E vázlat alapján kerül kiszámításra az egyes csatornák hossza.
3. Megtörténik a levegő térfogatáramának mérése.
4. Meghatározzák az áramlási sebességet és a nyomást a rendszer minden szakaszán.
5. Elvégzik a súrlódási veszteségek számítását.
6. A szükséges együttható felhasználásával kiszámításra kerül a helyi ellenállás leküzdéséből adódó nyomásveszteség.

A számítások elvégzésekor a légelosztó hálózat egyes szakaszain különböző eredmények adódnak. Az összes adatot ki kell egyenlíteni a legnagyobb ellenállású ággal rendelkező membránok segítségével.

Keresztmetszeti terület és átmérő számítása

A kör és téglalap keresztmetszetek területének helyes kiszámítása nagyon fontos. A nem megfelelő keresztmetszeti méret nem teszi lehetővé a kívánt légegyensúly biztosítását.

A túl nagy légcsatorna sok helyet foglal el és csökkenti a helyiség hasznos területét. Ha túl kicsi csatornaméreteket választanak, huzat keletkezhet, mivel az áramlási nyomás megnő.

A szükséges keresztmetszeti terület (S) kiszámításához ismerni kell a levegő térfogatáramának és áramlási sebességének értékeit.

A számításokhoz a következő képletet használják:

S = L/3600*V,

ahol L a levegő térfogatárama (m³/h), V pedig az áramlási sebessége (m/s);

A következő képlet segítségével kiszámítható a légcsatorna átmérője (D):

D = 1000*√(4*S/π), ahol

S a keresztmetszet területe (m²);

π pedig 3,14.

Ha téglalap alakú légcsatornák felszerelését tervezik a kör alakúak helyett, akkor az átmérő helyett a légcsatorna szükséges hosszát/szélességét határozzák meg.

Az összes kapott értéket összevetik a GOST szabványokkal, és kiválasztják az átmérőben vagy keresztmetszeti területben leginkább megfelelő termékeket.

Ilyen légcsatorna kiválasztásakor a hozzávetőleges keresztmetszetet veszik figyelembe. Az a*b ≈ S elvet alkalmazzák, ahol a a hossz, b a szélesség, S pedig a keresztmetszeti terület.

Az előírások szerint a szélesség és hosszúság aránya nem haladhatja meg az 1:3-at. Továbbá használni kell a gyártó által biztosított szabvány mérettáblázatot.

A leggyakrabban előforduló négyszögletes csatornák méretei: minimális méretek – 0,1 m x 0,15 m, maximális – 2 m x 2 m. A kerek légcsatornák előnye, hogy kisebb ellenállással rendelkeznek, és ennek megfelelően kevesebb zajt keltenek működés közben.

Nyomásveszteség számítása ellenállásra

Ahogy a levegő halad a vezetékben, ellenállás keletkezik. Ennek leküzdésére a befúvó egység ventilátora nyomást hoz létre, amelyet Pascalban (Pa) mérnek.

A nyomásveszteséget csökkenteni lehet a légcsatorna keresztmetszetének növelésével. Ezzel körülbelül azonos áramlási sebesség biztosítható a hálózatban.

Ahhoz, hogy kiválasszuk a megfelelő befúvó egységet a kívánt teljesítményű ventilátorral, ki kell számítani a helyi ellenállás leküzdéséhez szükséges nyomásveszteséget.

Ezt a képletet alkalmazzuk:

P=R*L+Ei*V2*Y/2, ahol

R – a légcsatorna adott szakaszán a súrlódás miatti fajlagos nyomásveszteség;

L – a szakasz hossza (m);

Ei – a helyi veszteségek összesített együtthatója;

V – a levegő sebessége (m/s);

Y – a levegő sűrűsége (kg/m3).

Az R értékeit szabványok szerint határozzák meg. Ez a paraméter kiszámítható is.

Ha a légcsatorna keresztmetszete kör alakú, a súrlódási nyomásveszteséget (R) a következőképpen számítják ki:

R = (X*D/B) * (V*V*Y)/2g, ahol

X – a súrlódási ellenállás együtthatója;

L – hossz (m);

D – átmérő (m);

V – a levegő sebessége (m/s), Y pedig a sűrűsége (kg/m³);

g – 9,8 m/s².

Ha a keresztmetszet nem kör, hanem téglalap alakú, akkor a képletbe be kell helyettesíteni az alternatív átmérőt, amely D = 2AB/(A + B), ahol A és B az oldalak.

Szoftver a számítások elvégzéséhez

Minden számítást elvégezhetünk kézzel, de kényelmesebb és gyorsabb speciális programokat használni.

Az ilyen programok segítségével nemcsak a szükséges számításokat lehet pontosan elvégezni, hanem rajzokat is készíteni.

Szükség esetén speciális szoftvert használhatunk a számítások elvégzéséhez. Ez kiküszöböli a lehetséges hibákat, amelyek végzetes szerepet játszhatnak a működés során. A programba be kell vinni a kiindulási értékeket, és néhány másodperc múlva pontos számítási eredményeket kaphatunk.

Vent–Calc – funkcionális alkalmazás légcsatornák számításához. A számításokhoz a levegő áramlási sebességét, hőmérsékletét használják.

MagiCAD – mindenféle számítást végez mérnöki hálózatokhoz, a képek 2D és 3D formátumban jelennek meg.

GIDRV – program a légcsatornák összes paraméterének kiszámításához. Lehetőség van a paraméterek bármilyen kombinációjának kiválasztására a legjobb teljesítmény elérése érdekében.

Ducter 2.5 – segédprogram, amely pontosan kiszámítja a légcsatorna-keresztmetszetek átmérőit. Kiválóan alkalmas azok típusának kiválasztásához.

Az ezekkel a programokkal készített rajzok lehetővé teszik a rendszer összes alkatrésze elrendezésének pontosabb áttekintését, és biztosítják azok leghatékonyabb működését.

Levegő sebességének és légáramának mérése

A mérések elvégzésekor fontos a műszerek és módszerek helyes kiválasztása, valamint a mérési eljárások betartása.

A mérésekhez használt műszerek

Leggyakrabban a következő típusú ellenőrző és mérőműszereket alkalmazzák:

• ultrahangos 3D anemométer – a méréseket a hangfrekvencia változása alapján végzi a meghatározott pontok között;
• Pitot-cső – rögzíti a statikus és a teljes nyomás közötti különbséget;
• termoanemométer – az áramlási sebességet az érzékelő hőmérsékletének csökkenési sebessége alapján határozza meg.
• lapátkerekes anemométer – a méréseket a lapátkerék forgási sebességének változása alapján végzi.
• bolométer – a levegő áramlását a mérési pontban koncentrálódó áramlás alapján határozza meg, a keresztmetszet előre be van állítva.

A lista számos műszere meglehetősen drága és ritka. Kölcsönözhetők, és a mérések elvégezhetők önállóan is, de jobb, ha tapasztalt beállítómérnököt hívunk, aki ismeri a mérési munkák minden árnyalatát.

A Pitot-csövet érzékelőkkel együtt használják. Ez egy könnyen használható műszer. A cső nyitott vége a levegőárammal szemben van, másik vége pedig manométerhez csatlakozik.

A sebesség mérése nemcsak a számítások elvégzéséhez szükséges, hanem a helyiség levegőjének higiéniai paramétereinek ellenőrzéséhez is. Egy bizonyos idő elteltével elkerülhetetlenül bekövetkezik a szellőzőcsatornák szennyeződése és légcsatornák.

Ilyen esetekben a csatlakozások tömítetlenné válhatnak, a berendezés teljesítménye csökken. Ezenkívül a mérések szükségesek a szellőzőrendszer tervezett karbantartása, tisztítása és javítása során.

A mérések elvégzésekor számos szabályt be kell tartani. Először is, a levegő sebességét építési előírások és szabványok szabályozzák. Ezekre az értékekre kell támaszkodni.

Kismértékű eltérések ezektől a paraméterektől megengedettek, ha különleges technikai körülmények állnak fenn. Például berendezések telepítésekor, javítási munkák elvégzésekor stb.

Másodszor, a mérések elvégzésekor figyelembe kell venni a kapcsolódó tényezők normáit is – a zaj- és rezgésszinteket, amelyek a szabályozó dokumentumokban vannak feltüntetve.

E normák túllépése a szellőzőrendszer hiányosságaira utal. A levegő sebessége nem befolyásolhatja ezeket a mutatókat.

A légáram mérésének módszerei

Az üzembehelyezés szakaszában feltétlenül el kell végezni a levegő térfogatáramának mérését a szellőző- és légkondicionáló rendszerben. Ez biztosítja a rendszer minőségi beállításának és zavartalan működésének lehetőségét.

Az ilyen méréseket közvetlenül a légcsatornában vagy a bemeneti rácsnál végzik. Több egyszerű módszer létezik.

Mérések mennyezeti diffúzorokon

A leggyakrabban e módszer szerinti mérésekhez bolométert használnak. Le kell zárni a diffúzort, a felső konfúzort pedig a mennyezethez kell illeszteni. Mérni kell a helyiségből elszívott levegő teljes mennyiségét, valamint a befújt légáramot.

A bolométer nagy pontossággal rendelkezik, mivel a beépített áramlásirányító csökkenti a hibalehetőséget. Annak ellenére, hogy a készülék nehézkesnek tűnik, meglehetősen könnyű – súlya nem haladja meg a 3 kg-ot.

Egyes forrásokban a mérésekhez javasolják szonda használatát, amelyet a diffúzor lamellái közötti résbe helyeznek az átlagos eredmény elérése érdekében.

Ez a megközelítés két okból nem hatékony:

1. Az áramlások turbulenciája nagyon magas, ezért a valós áramlás nem látható.
2. A szondát nem lehet pontosan az áramlással egy vonalba állítani. A mérési eredmények mindenképpen torzulni fognak.

Így tehát nem érdemes időt pazarolni a szondával való felesleges manipulációkra. Vannak ennél sokkal egyszerűbb és pontosabb mérési módszerek.

Van még egy mérési módszer ezen a technikán belül. Ez egyenes szakaszt és egyenletes áramlást igényel. A méréseket előre elkészített nyílásokon keresztül végzik.

Ez a módszer nagy pontosságú, de a megvalósításához nem mindenhol adottak a feltételek. Nem mindenütt vannak egyenes szakaszok, néha lehetetlen két mérési nyílást kialakítani. Ráadásul a módszerhez több emberre van szükség: egyikük végzi a méréseket, a másik tartja a létrát, és így tovább.

Mindent figyelembe véve, ha gyors és pontos eredményt szeretne elérni anélkül, hogy felesleges erőfeszítéseket tenne – használjon bolométert.

Mérések szellőzőrácson

Az ellenőrző mérési műveletek elvégzéséhez e módszer szerint termoanemométert használnak, 60-100 mm átmérőjű lapátkerékkel. A lapátkeréknek összehasonlíthatónak kell lennie a rács méreteivel.

A termoanemométer egy többfunkciós készülék, amely nemcsak a levegő sebességének mérésére használható, hanem más paraméterek mérésére is. Az ilyen eszköz nagyon hasznos lesz a házban. Termoanemométer vásárlásakor érdemes olyan készüléket választani, amely rendelkezik adatelemzési és -dokumentálási funkcióval.

Ez a módszer nagy pontosságot biztosít az eredményekben, miközben az elvégzett mérések száma minimális. A nehezen hozzáférhető helyek eléréséhez használhat egy speciális hosszabbítót vagy teleszkópos szondát.

Mérések a légcsatornában

A mérések elvégzéséhez a légcsatorna falában egy speciálisan kialakított munkanyílást használnak.

Fontos betartani a következő feltételeket:

• a nyílás keresztmetszete pontosan egyezzen meg a szonda átmérőjével;
• a mérési helyet gondosan kell kiválasztani. A nyílást csak egyenes szakaszon kell fúrni, amelynek hossza legalább 5 légcsatorna-átmérő kell legyen. A nyílást úgy kell elhelyezni, hogy az előtte lévő távolság 3 átmérő, az utána lévő pedig 2 átmérő legyen.

Ha a légcsatorna belsejében végeznek méréseket, 16 és 25 mm közötti átmérőjű lapátkerekes készüléket kell használni. Ha a légcsatorna magasan van, segítségül hívható a teleszkópos szonda vagy a hosszabbító.

A mérőeszközök használatának szabályai

A levegő áramlási sebességének és térfogatáramának mérésekor a szellőző- és légkondicionáló rendszerben szükség van a készülékek helyes kiválasztására és a következő üzemeltetési szabályok betartására.

Ez lehetővé teszi a légcsatorna számításának pontos eredményeinek elérését, valamint a szellőzőrendszer objektív képének összeállítását.

Az átlagos áramlási értékek rögzítéséhez több mérést kell végezni. Ezek száma a cső átmérőjétől, vagy ha a csatorna téglalap alakú, az oldalak méretétől függ.

Tartsa be a készülék adatlapján feltüntetett hőmérsékleti tartományt. Ügyeljen a szonda érzékelőjének helyzetére is. Annak mindig pontosan a levegő áramlásával szemben kell irányulnia.

Ha ezt a szabályt nem tartják be, a mérési eredmények torzulnak. Minél nagyobb az érzékelő eltérése az ideális helyzettől, annál nagyobb a hiba.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

A ház szellőzésének kialakítása:

Így hát nagyon fontos betartani a mérések elvégzésének szabályait, hiszen a legkisebb hiba is befolyásolhatja a számítások eredményeit.

A légcsatorna helyes számításai lehetővé teszik annak optimális konfigurációjának és a szükséges alkatrészek kiválasztását, ezáltal biztosított lesz a szellőzés zavartalan és hatékony működése.

Ha kérdései vannak, vagy értékes információkkal egészítené ki a cikket, kérjük, hagyjon megjegyzést, ossza meg tapasztalatait. A kapcsolatfelvételi mező a cikk alatt található.