В статье рассматриваются некоторые методы определения потери или подсоса воздуха в вентиляционных сетях за счет негерметичности, а также рекомендуется поправочный коэффициент для выбора вентилятора.
Опыт наладки вентиляционных систем показывает, что предусматриваемое СНиП 2.04.05-97 увеличение производительности вентиляторов на 10 или 15% для компенсации подсоса воздуха в вытяжных и потерь воздуха в приточных системах не всегда обеспечивает достижение проектных воздухообменов в помещениях. Величина потерь или подсосов (в дальнейшем непроизводительные потери воздуха) зависит от конструкции воздуховода, его длины и давления транспортируемого воздуха. Как показали испытания, выполненные в различных НИИ, доля непроизводительных потерь воздуха, зависящая от конструкции воздуховода (прямо-шовный, спирально-замковый, спирально-сварной), незначительны и составляют 0,5—2% от суммарных потерь. Основная доля потерь падает на соединительные элементы вентиляционной сети.
Если воздух в соединении теряется или подсасывается через условную щель, расположенную по всему периметру воздуховода, то абсолютная величина непроизводительных потерь будет пропорциональна периметру соединения. При этом относительные непроизводительные потери (отношение суммы потерь или подсосов воздуха на участке к количеству транспортируемого воздуха) пропорциональны сечению воздуховода (квадратичная зависимость), откуда следует, что с увеличением производительности вентиляционной системы увеличиваются абсолютные непроизводительные потери. Была рассмотрено два воздуховода одинаковой длины, но разного сечения:
|
Первый воздуховод |
Второй воздуховод |
|
|
Длина, м |
10 |
10 |
|
Количество соединений |
5 |
5 |
|
Диаметр, мм |
200 |
500 |
|
Количество транспортируемого воздуха, м3/ч |
1000 |
7000 |
|
Периметр соединений, м |
5х3,14х0,2=3,14 |
5х3,14х0,5=7,85 |
Если, как регламентирует СНиП 2.04.05-97, принять относительные непроизводительные потери в первом воздуховоде, равные 10%, то абсолютная величина потерь составит 100 м3/ч. На 1 м соединения потеря будет равна 32 м3. Во втором воздуховоде абсолютная потеря составит 32х7,85= 251 м3/ч, а относительная потеря (251/7000) хI00% = = 3,58%.
Потери не учитываются, так как воздуховод проходит по обслуживаемому помещению.
Таким образом, более правильным по сравнению со СНиП 2.04.05-97 будет дифференцирование относительных потерь по производительности и протяженности вентиляционных сетей.
В табл. 1 приводятся предлагаемые процентные надбавки к производительности вентиляционных сетей. Значения, представленные в табл. 1, получены следующим образом. В качестве исходной величины приняты непроизводительные потери воздуха, равные 10%, на участке сети длиной 30 м при транспортировании от 5000 до 10 000 м3/ч воздуха при среднем давлении ±600 Па и среднем статистическом диаметре воздуховодов 630 мм. Указанная исходная величина определена по статистическим данным наладочных работ. Для участков с расходом воздуха более 10000 м3/ч в п раз при прочих равных условиях площадь сечения воздуховода и периметр соединений соответственно больше в п и √п раз.
Таблица 1
Процентные надбавки к производительности вентиляционных сетей
|
Количество транспортируемого воздуха по участку, М3/Ч |
Надбавка, %, при длине участка, м |
|||||||||
|
до 10 |
10-20 |
20-30 |
30-40 |
40-50 |
50-60 |
60-70 |
70-80 |
80-90 |
90-100 |
|
|
До 1000 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
1000-2500 |
7 |
13 |
20 |
27 |
34 |
41 |
48 |
55 |
62 |
70 |
|
2500-5000 |
5 |
10 |
15 |
17 |
20 |
25 |
30 |
33 |
37 |
40 |
|
5000-10000 |
5 |
7 |
10 |
13 |
16 |
19 |
22 |
25 |
28 |
30 |
|
10000-20 000 |
3 |
5 |
7 |
10 |
12 |
14 |
17 |
20 |
22 |
24 |
|
20 000-40 000 |
2 |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
15 |
17 |
20 |
|
40 000-50 000 |
2 |
3 |
4 |
6 |
8 |
10 |
11 |
12 |
14 |
15 |
|
60 000- 80 000 |
2 |
2 |
4 |
6 |
7 |
9 |
11 |
12 |
14 |
15 |
|
80000-100000 |
2 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
120000-160000 |
2 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Таким образом, если для участка длиной от 20 до 30 м при транспортировании 10000 м3/ч воздуха допустимые потери воздуха составляют 10%, или 1000 м3/ч, то для другого любого участка большей производительности при той же длине допустимые потери равны
а относительные
По аналогичной методике найдены значения допустимых относительных потерь для участков производительностью менее 10000 м3/ч. Допустимые относительные потери для участков различной длины определяются пропорциональным увеличением или уменьшением величины потерь участка при длине в 30 м с некоторым округлением получаемых значений.
Максимальная производительность участка принята 160000 м3/ч, что соответствует максимальному диаметру серийно изготовляемых воздуховодов по ВСН 353-75 d=200 мм. Для производительности более 160000 м3/ч применяются нестандартные конструкции воздуховодов. Надбавка на производительность должна устанавливаться проектировщиком индивидуально в зависимости от конструкции воздуховодов и их соединений.
Рис. 1. Расчетная схема приточной вентиляционной сети
При использовании для транспортирования воздуха каналов в строительном исполнении представленные в табл. 1 значения надбавок предлагается увеличить на 30-50%, исходя из опыта наладочных работ. Если в результате расчета вентиляционной сети расходы воздуха за счет непроизводительных потерь или поступлений падают или возрастают более чем на 20%, то в подборе сечений воздуховодов следует учитывать это положение. В качестве примера на рисунке показана приточная вентиляционная сеть, для которой необходимо рассчитать дополнительные надбавки компенсирующие непроизводительные потери.
Таблица 2
Результаты расчета
|
Номер участка |
Расход воздуха, м3/ч |
Длина участка, м |
Надбавка, % |
Надбавка, м3/ч |
|
1* |
7500 |
10 |
0 |
0 |
|
2* |
7500 |
10 |
0 |
0 |
|
3 |
15 000 |
30 |
7 |
1050 |
|
4 |
10 000 |
1 |
3 |
300 |
|
5 |
25 000 |
15 |
3 |
750 |
|
6* |
2500 |
5 |
0 |
0 |
|
7* |
2500 |
5 |
0 |
0 |
|
8 |
5000 |
20 |
10 |
500 |
|
9 |
30 000 |
10 |
3 |
900 |
|
10 |
10 000 |
1 |
3 |
300 |
|
11 |
4000 |
40 |
9 |
3600 |
|
Итого: |
7400 |
* Потери не учитываются, так как воздуховод проходит по обслуживаемому помещению.
Дополнительный расход воздуха на систему составит (7400/40000)100 % = –18,5%.
На основы вышеуказанных расчетов можно сделать вывод:
При проверке вентиляционных сетей на герметичность после монтажа величина потерь или подсосов воздуха по каждому расчетному участку воздуховода не должна превышать значений, предлагаемой значений в табл. 1.
Литература:
- Абрамович Г.Н. Теория турбулентности струй. М., Физматгиз, 1960.
- Баулин К.К. О равномерной раздаче воздуха из трубопроводов. – Отопление и вентиляция, 1937, №5.
- Талиев В.Н., Лебедев Г.О. Раздача воздуха конусным воздуховодом с боковыми отверстиями одинаковых размеров. – Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1977, №4.
- Талиев В.Н., Цирекидзе Т.В. Раздача воздуха клиновидным воздуховодом с продольной щелью постоянной ширины. – Водоснабжение и санитарная техника, 1979, №3.
- Шепелев И.А. Воздушные потоки вблизи всасывающих отверстий. – Труды НИИ санитарной техники, сб. 24, 1967.
