Основные используемые формулы:

1.Расчет производительности вентилятора:

L=VxK

L – производительность, которая должна быть у вентилятора, чтобы справиться с поставленной перед ним задачей, м 3 /час.

V – объем помещения (произведению S площади помещения, на h – его высоту), м 3 .

K – нормавоздухообмена для различных помещений (см. табл.1 в статье "как подобрать вентилятор").

2. Для расчета количества диффузоров используют формулу:

N=L/(2820xVxd 2)

N – кол-во диффузоров, шт;

L – расход воздуха, м 3 /час;

D – диаметр диффузора, м;

3. Для подбора количества решеток используют следующую формулу: N = L/(3600xVxS)

N– кол-во решеток;

L – расход воздуха, м 3 /час;

V – скорость движения воздуха, м/сек,

(скорость воздуха для офисных помещений 2-3 м/сек, для жилых помещений 1,5-1,8 м/сек;

S – площадь живого сечения решетки, м 2 .

После составления полной схемы размещения оборудования, определяются диаметры воздуховодов.

4. Зная кол-во воздуха, которое необходимо подать в каждое помещение, можно подобрать сечение воздуховодапо формуле:

S=L/Vx3600

S – площадь поперечного сечения, м 2 ;

L – расход воздуха, м 3 /час;

V – скорость воздуха в зависимости от типа воздуховода, т.е. магистральный или ответвления, м/сек.

5. Зная S , вычисляем диаметр воздуховода:

D= 2x √(S/ 3.14)

6. Мощность электрического канального нагревателя рассчитывается по формуле:

P=Vx0,36x ∆T

Р – мощность нагревателя, Вт;

V – объём воздуха проходящий через нагреватель, м 3 /час (= производительности вентилятора);

∆Т – увеличение температуры воздуха, 0 С (т.е. перепад температур – наружного и поступающего из системы в помещение – который должен обеспечить нагреватель).

∆Т рассчитывается из пожеланий заказчика и наличия у него для этого необходимой электрической мощности. Целесообразней всего брать ∆Т в пределах 10-20 ºС.

Основные принципы:

Все помещения в здании разделяются на те, в которые следует подавать приточный воздух (спальни, детские комнаты и т. д.), на те, из которых следует производить вытяжку (кухни, санузлы), и смешанные (подвалы, чердаки, гаражи, и т. д.).
Для подачи воздуха в те помещения, из которых производится преимущественно вытяжка, устанавливаются, например, укороченные двери или специальные решетки, что позволяет обеспечить достаточный воздухообмен путем перетекания воздуха из других помещений квартиры.

Сегодня кроме простых приточных установок (см. рис.), предлагаются установки с рекуперацией тепла. Система с рекуперацией тепла состоит из двух отдельных контуров; по одному свежий воздух подается в жилое пространство, по другому отводится отработанный. Требуемое количество наружного воздуха подается вентилятором, затем производится его очистка в фильтрах. Другой вентилятор забирает отработанный воздух, направляет его в теплообменник, для передачи тепла отработанного воздуха наружному приточному. Очень хорошо зарекомендовали себя установки LMF (Италия) производительностью от900до 4200м 3 /час.

Aventis LMF

Проектирование.

При проектировании вентустановок прежде всего следует определить:
- место установки вентиляционного агрегата
- расположение приточных и вытяжных отверстий
- места прокладки воздуховодов в помещениях
- определить помещения, в которые следует подавать приточный воздух, производить вытяжку, и смешанные помещения
Чтобы гарантированно избежать в помещении запахов и остатков вредных веществ, расход вытяжного воздуха может превышать расход приточного на 10% в системах с механической подачей. В этом случае образуется незначительное разрежение, благодаря которому предотвращается попадание вытяжного воздуха назад в помещение.

Воздуховоды.

В приточных и вытяжных системах лучше использовать воздуховодов из оцинкованной стали, так как гладкие трубы имеют наименьшее сопротивление.

Размеры воздуховодов определяются по расходу приточного и вытяжного воздуха (см. формулу №5).

Для снижения потерь давления, а также для предотвращения аэродинамических шумов из-за слишком высокой скорости воздуха, при проектировании воздуховодов следует обеспечивать:

• простое и регулярное расположение приточно-вытяжных шахт;
• как можно более короткие участки воздуховодов;
• как можно меньшее количество изгибов и ответвлений;
• герметичное исполнение соединений.

Приточные и вытяжные решетки.

Приточные и вытяжные решетки должны быть расположены в верхней части стен или на потолке. Количество решеток зависит от их характеристик и от расхода воздуха (см. формулы №2 и 3). Через приточную решетку производится раздача воздуха в помещение, поэтому его конструкция должна обеспечивать хорошее распределение воздуха. Для хорошего воздухообмена приточные и вытяжные решетки желательно располагать напротив друг друга.

Пример расчета 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.

Определение скорости движения воздуха в воздуховодах:

V= L / 3600*F (м/сек)

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

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.

Для создания действительно эффективной вентиляционной системы следует решить массу задач, одной из которых является грамотное воздухораспределение. Не акцентируя внимания на этом аспекте при проектировании систем вентиляции и кондиционирования в итоге можно получить повышенную шумность, сквозняки, наличие застойных зон даже в вентиляционных системах с высокими характеристиками эффективности. Важнейшим устройством, влияющим на правильное распределение воздушных потоков по помещению, является воздухораспределитель. В зависимости от монтажа и конструктивных особенностей , эти устройства называют решетками или диффузорами.

Классификация воздухораспределителей

Все воздухораспределители классифицируются:

• По назначению. Они могут быть приточными, вытяжными и переточными.
• По степени воздействия на воздушные массы. Эти устройства могут быть перемешивающими и вытесняющими.
• По монтажу. Воздухораспределители могут применяться для внутренней или наружной установки.

Внутренние диффузоры подразделяются на потолочные, напольные или настенные.

Приточные, в свою очередь, классифицируются по форме исходящей воздушной струи, которая может быть:

• Вертикальными компактными воздушными струями.
• Коническими струями.
• Полными и неполными веерными потоками воздуха.

В этой публикации мы рассмотрим наиболее распространенные диффузоры: потолочные, щелевые, сопловые и низкоскоростные.

Требования, предъявляемые к современным воздухораспределителям

Для многих слово вентиляция является синонимом постоянного фонового шума. Последствия этого хроническая усталость, раздражительность и головная боль. Исходя из этого, воздухораспределитель должен быть тихим.

Кроме этого, не совсем приятно находиться в помещении, если постоянно на себе ощущаешь охлажденные воздушные потоки. Это не только неприятно, но и может привести к болезни, поэтому требование второе: диффузор не должен создавать сквозняков.

Различные обстоятельства часто требуют смены обстановки. Можно поменять мебель или переставить местами офисную технику. Также несложно заказать новый оригинальный дизайн помещения, но сменить воздухораспределители, которые рассчитывались еще на этапе проектирования, достаточно трудно. Из этого «вытекает» требование третье: воздухораспределитель должен быть малозаметен, или как говорят дизайнеры «растворен в интерьере помещения».

Щелевые распределители воздушных потоков

Методика расчета КВУ аналогична расчету воздухозаборной решетки.

Ориентировочную площадь живого сечения принимаем аналогично (18)

По техническим характеристикам с сайта производителя принимаем клапан КВУ 1600х1000 , с площадью живого сечения = 1,48 м 2 .

Принят аналогично сопротивлению дроссельного клапана при угле поворота лопаток 15⁰ .

3.3. Аэродинамический расчет неразветвленного воздуховода

Задачей аэродинамического расчета неразветвленного воздуховода является выявление угла установки регулируемого устройства в каждом приточном отверстии, обеспечивающее истечение в помещение заданного расхода воздуха. При этом определяется: потери давления в воздухораспределителе и максимальное аэродинамическое сопротивление воздуховода и вентиляционной сети в целом.

При установке многостворчатого регулятора расхода на ответвлении (решетка АДН-К ), за пределами магистрального воздуховода практически исключается влияние положения лопаток регулятора расхода на потери давления в транзитном потоке. Для расчета воздуховодов существуют аэродинамические характеристики, учитывающие положение (угол установки) лопаток регуляторов: расхода, направления, и формы струи.

Воздуховод разбивают на отдельные участки с неизменным расходом воздуха по длине. Нумерацию участков начинают с конца воздуховода. Так как в концевой решетке регулятор расхода не устанавливается (устанавливается решетка АДН-К 400х800 ), давление перед второй (или каждой последующей) решеткой известно. С учетом этого определяются расчетные потери давления для нахождения по аэродинамичекой характеристике угла поворота (положени) регулятора расхода.

3.3.1. Методика расчета неразветвленного воздуховода П1

Исходные данные

– 22980 м 3 /ч;

– 3830 м 3 /ч;

Расстояние между решетками – 2,93 м;

Угол наклона приточной неполной веерной струи – 27⁰;

Определяем размеры начального сечения воздуховода концевого участка 1-2 (см. графическую часть), стремясь сохранить постоянной его высоту.

Хотя для существует множество программ, многие параметры все еще определяются по старинке, с помощью формул. Расчет нагрузки на вентиляцию, площади, мощности и параметров отдельных элементов производят после составления схемы и распределения оборудования.

Это сложная задача, которая под силу лишь профессионалам. Но если необходимо подсчитать площадь некоторых элементов вентиляции или сечение воздуховодов для небольшого коттеджа, реально справиться самостоятельно.

Расчет воздухообмена

Если в помещении нет ядовитых выделений или их объем находится в допустимых пределах, воздухообмен или нагрузка на вентиляцию рассчитывается по формуле:

R = n * R 1,

здесь R1 – потребность в воздухе одного сотрудника, в куб.м\час, n – количество постоянных сотрудников в помещении.

Если объем помещения на одного сотрудника составляет больше 40 кубометров и работает естественная вентиляция, не нужно рассчитывать воздухообмен.

Для помещений бытового, санитарного и подсобного назначения расчет вентиляции по вредностям производится на основании утвержденных норм кратности воздухообмена:

• для административных зданий (вытяжка) – 1,5;
• холлы (подача) – 2;
• конференц-залы до 100 человек вместимостью (по подаче и вытяжке) – 3;
• комнаты отдыха: приток 5, вытяжка 4.

Для производственных помещений, в которых постоянно или периодически в воздух выделяются опасные вещества, расчет вентиляции производится по вредностям.

Воздухообмен по вредностям (парам и газам) определяют по формуле:

Q = K \(k 2- k 1),

здесь К – количество пара или газа, появляющееся в здании, в мг\ч, k2 – содержание пара или газа в оттоке, обычно величина равна ПДК, k1 – содержание газа или пара в приточке.

Разрешается концентрация вредностей в приточке до 1\3 от ПДК.

Для помещений с выделением избыточного тепла воздухообмен рассчитывается по формуле:

Q = G изб\ c (tyx – tn ),

здесь Gизб – избыточное тепло, вытягиваемое наружу, измеряется в Вт, с – удельная теплоемкость по массе, с=1 кДж, tyx – температура удаляемого из помещения воздуха, tn – температура приточки.

Расчет тепловой нагрузки

Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию осуществляется по формуле:

Q в= V н * k * p * C р(t вн – t нро),

в формуле расчета тепловой нагрузки на вентиляцию Vн – внешний объем строения в кубометрах, k – кратность воздухообмена, tвн – температура в здании средняя, в градусах Цельсия, tнро – температура воздуха снаружи, используемая при расчетах отопления, в градусах Цельсия, р – плотность воздуха, в кг\кубометр, Ср – теплоемкость воздуха, в кДж\кубометр Цельсия.

Если температура воздуха ниже tнро снижается кратность обмена воздуха, а показатель расхода тепла считается равной Qв , постоянной величиной.

Если при расчете тепловой нагрузки на вентиляцию невозможно уменьшить кратность воздухообмена, расход тепла рассчитывают по температуре отопления.

Расход тепла на вентиляцию

Удельный годовой расход тепла на вентиляцию рассчитывается так:

Q= * b * (1-E),

в формуле для расчета расхода тепла на вентиляцию Qo – общие теплопотери строения за сезон отопления, Qb – поступления тепла бытовые, Qs – поступления тепла снаружи (солнце), n – коэффициент тепловой инерции стен и перекрытий, E – понижающий коэффициент. Для индивидуальных отопительных систем 0,15 , для центральных 0,1 , b – коэффициент теплопотерь:

• 1,11 – для башенных строений;
• 1,13 – для строений многосекционных и многоподъездных;
• 1,07 – для строений с теплыми чердаками и подвалами.

Расчет диаметра воздуховодов

Диаметры и сечения рассчитывают после того, как составлена общая схема системы. При расчетах диаметров воздуховодов вентиляции учитывают следующие показатели:

• Объем воздуха (приточного или вытяжного), который должен пройти через трубу за заданный промежуток времени, куб.м\ч;
• Скорость движения воздуха. Если при расчетах вентиляционных труб скорость движения потока занижена, установят воздуховоды слишком большого сечения, что влечет дополнительные расходы. Завышенная скорость приводит к появлению вибраций, усилению аэродинамического гула и повышению мощности оборудования. Скорость движения на притоке 1,5 – 8 м\сек, она меняется в зависимости от участка;
• Материал вентиляционной трубы. При расчете диаметра этот показатель влияет на сопротивление стенок. Например, наиболее высокое сопротивление оказывает черная сталь с шероховатыми стенками. Поэтому расчетный диаметр воздуховода вентиляции придется немного увеличить по сравнению с нормами для пластика или нержавейки.

Таблица 1 . Оптимальная скорость воздушного потока в трубах вентиляции.

Когда известна пропускная способность будущих воздуховодов, можно рассчитать сечение воздуховода вентиляции:

S = R \3600 v ,

здесь v – скорость движения воздушного потока, в м\с, R – расход воздуха, кубометры\ч.

Число 3600 – временной коэффициент.

здесь: D – диаметр вентиляционной трубы, м.

Расчет площади элементов вентиляции

Расчет площади вентиляции необходим в том случае, когда элементы изготавливаются из листового металла и нужно определить количество и стоимость материала.

Площадь вентиляции рассчитывают электронные калькуляторы или специальные программы, их во множестве можно найти в интернете.

Мы приведем несколько табличных значений наиболее популярных элементов вентиляции.

Таблица 2 . Площадь прямых воздуховодов круглого сечения.

Значение площади в м. кв. на пересечении горизонтальной и вертикальной строчки.

Таблица 3 . Расчет площади отводов и полуотводов круглого сечения.

Расчет диффузоров и решеток

Диффузоры используются для подачи или удаления воздуха из помещения. От правильности расчета количества и расположения диффузоров вентиляции зависит чистота и температура воздуха в каждом уголке помещения. Если установить диффузоров больше, увеличится давление в системе, а скорость падает.

Количество диффузоров вентиляции рассчитывается так:

N = R \(2820 * v * D * D ),

здесь R – пропускная способность, в куб.м\час, v – скорость воздуха, м\с, D – диаметр одного диффузора в метрах.

Количество вентиляционных решеток можно рассчитать по формуле:

N = R \(3600 * v * S ),

здесь R – расход воздуха в куб.м\час, v – скорость воздуха в системе, м\с, S – площадь сечения одной решетки, кв.м.

Расчет канального нагревателя

Расчет калорифера вентиляции электрического типа производится так:

P = v * 0,36 * ∆ T

здесь v – объем пропускаемого через калорифер воздуха в куб.м.\час, ∆T – разница между температурой воздуха снаружи и внутри, которую необходимо обеспечить калориферу.

Этот показатель варьирует в пределах 10 – 20, точная цифра устанавливается клиентом.

Расчет нагревателя для вентиляции начинается с вычисления фронтальной площади сечения:

Аф= R * p \3600 * Vp ,

здесь R – объем расхода приточки, куб.м.\ч, p – плотность атмосферного воздуха, кг\куб.м, Vp – массовая скорость воздуха на участке.

Размер сечения необходим для определения габаритов нагревателя вентиляции. Если по расчету площадь сечения получается чересчур большой, необходимо рассмотреть вариант из каскада теплобменников с суммарной расчетной площадью.

Показатель массовой скорости определяется через фронтальную площадь теплообменников:

Vp = R * p \3600 * A ф.факт

Для дальнейшего расчета калорифера вентиляции определяем нужное для согрева потока воздуха количества теплоты:

Q =0,278 * W * c (T п- T у),

здесь W – расход теплого воздуха, кг\час, Тп – температура приточного воздуха, градусы Цельсия, Ту – температура уличного воздуха, градусы Цельсия, c – удельная теплоемкость воздуха, постоянная величина 1,005.

Так как в приточных системах вентиляторы размещаются перед теплообменником, расход теплого воздуха вычисляем так:

W = R * p

Рассчитывая калорифер вентиляции, следует определить поверхность нагрева:

Апн=1,2 Q \ k (T с.т- T с.в),

здесь k – коэффициент отдачи калорифером тепла, Tс.т – средняя температура теплоносителя, в градусах Цельсия, Tс.в – средняя температура приточки, 1,2 – коэффициент остывания.

Расчет вытесняющей вентиляции

При вытесняющей вентиляции в помещении оборудуются рассчитанные восходящие потоки воздуха в местах повышенного выделения тепла. Снизу подается прохладный чистый воздух, который постепенно поднимается и в верхней части помещения удаляется наружу вместе с избытком тепла или влаги.

При грамотном расчете вытесняющая вентиляция намного эффективнее перемешивающей в помещениях следующих типов:

• залы для посетителей в заведениях общепита;
• конференц-залы;
• любые залы с высокими потолками;
• ученические аудитории.

Рассчитанная вентиляция вытесняет менее эффективно если:

• потолки ниже 2м 30 см;
• главная проблема помещения – повышенное выделение тепла;
• необходимо понизить температуру в помещениях с низкими потолками;
• в зале мощные завихрения воздуха;
• температура вредностей ниже, температуры воздуха в помещении.

Вытесняющая вентиляция рассчитывается исходя из того, что тепловая нагрузка на помещение составляет 65 – 70 Вт\кв.м, при расходе до 50 л на кубометр воздуха в час. Когда тепловые нагрузки выше, а расход ниже, необходимо организовывать перемешивающую систему, комбинированную с охлаждением сверху.

Для создания действительно эффективной вентиляционной системы следует решить массу задач, одной из которых является грамотное воздухораспределение. Не акцентируя внимания на этом аспекте при проектировании систем вентиляции и кондиционирования в итоге можно получить повышенную шумность, сквозняки, наличие застойных зон даже в вентиляционных системах с высокими характеристиками эффективности. Важнейшим устройством, влияющим на правильное распределение воздушных потоков по помещению, является воздухораспределитель. В зависимости от монтажа и конструктивных особенностей, эти устройства называют решетками или диффузорами.

Классификация воздухораспределителей

Все воздухораспределители классифицируются:

• По назначению. Они могут быть приточными, вытяжными и переточными.
• По степени воздействия на воздушные массы. Эти устройства могут быть перемешивающими и вытесняющими.
• По монтажу. Воздухораспределители могут применяться для внутренней или наружной установки.

Внутренние диффузоры подразделяются на потолочные, напольные или настенные.

Приточные, в свою очередь, классифицируются по форме исходящей воздушной струи, которая может быть:

• Вертикальными компактными воздушными струями.
• Коническими струями.
• Полными и неполными веерными потоками воздуха.

В этой публикации мы рассмотрим наиболее распространенные диффузоры: потолочные, щелевые, сопловые и низкоскоростные.

Требования, предъявляемые к современным воздухораспределителям

Для многих слово вентиляция является синонимом постоянного фонового шума. Последствия этого хроническая усталость, раздражительность и головная боль. Исходя из этого, воздухораспределитель должен быть тихим.

Кроме этого, не совсем приятно находиться в помещении, если постоянно на себе ощущаешь охлажденные воздушные потоки. Это не только неприятно, но и может привести к болезни, поэтому требование второе: диффузор не должен создавать сквозняков.

Различные обстоятельства часто требуют смены обстановки. Можно поменять мебель или переставить местами офисную технику. Также несложно заказать новый оригинальный дизайн помещения, но сменить воздухораспределители, которые рассчитывались еще на этапе проектирования, достаточно трудно. Из этого «вытекает» требование третье: воздухораспределитель должен быть малозаметен, или как говорят дизайнеры «растворен в интерьере помещения».

Щелевые распределители воздушных потоков

Щелевые диффузоры – это вентиляционное оборудование, предназначенное для подачи свежего и отвода отработанного воздуха из помещений с высокими требованиями к дизайну и качеству воздушной смеси. Для оптимального распределения воздуха, высота потолков при использовании такого оборудования ограничена 4 метрами.

Конструкция приспособления состоит из алюминиевого корпуса с горизонтальными щелевыми отверстиями, количество которых, в зависимости от модели может варьироваться от 1 до 6. Внутрь диффузора монтируется цилиндрический валик, для контроля за направлением движения воздушного потока. Как правило, такие диффузоры оснащены камерой статического давления, для управления расходом воздуха.

Высота щели также может быть различной: от 8 до 25 мм. Длина устройства не регламентирована и может быть от 2 см до 3 м, благодаря чему их можно монтировать в непрерывные линии практически любой формы. Линейные щелевые диффузоры характеризуются хорошими аэродинамическими свойствами, привлекательным дизайном и высокой степенью индукции, благодаря которой происходит быстрый нагрев приточных воздушных потоков. Монтируются такие устройства в подвесных потолках и стеновых конструкциях. Высота монтажа не должна быть менее 2,6 м.

Потолочные диффузоры

Потолочные воздухораспределители могут быть приточными или вытяжными. Эти устройства отличаются: конструкцией, формой, размерами, производительностью, формированием воздушной струи. Кроме того, диффузоры различаются аэродинамическими характеристиками, распределением воздушного потока, а также материалом, из которого они изготовлены.

• Конструкция этих устройств состоит из декоративной решетки, за которой крепится крыльчатка (если диффузор приточный) и камера статистического давления. В регулируемых «плафонах» есть элементы, направляющие воздушный поток.
• Форма. Большинство потолочных диффузоров имеют круглую или квадратную форму. Но не следует забывать, что и щелевые воздухораспределители также считаются потолочными, а они имеют прямоугольную форму.
• Размеры круглых распределителей воздуха варьируются от 10 см до 60 см. Для квадратных — от 15х15 см. до 90х90 см.
• Способ монтажа. Устанавливаются в подвесной потолок, врезаются в панель из гипсокартона или монтируются в натяжной потолок при помощи дополнительных колец.
• Потолочные диффузоры формируют веерные, турбулентные, вихревые, конические и сопловые воздушные потоки.
• Распределение воздуха в этих приспособлениях может варьироваться по разным сторонам (в квадратных приточных) или быть круговым.

Чаще всего эти устройства используют в жилых и офисных помещениях, магазинах, а также ресторанах и местах общественного питания.

Сопловые диффузоры

Воздухораспределители сопловые используются для подачи потоков чистого воздуха на дальние дистанции. Для увеличения дальности воздушного потока, сопловые распределители объединяют в блоки, которые могут иметь различную форму и быть выполнены из различных материалов.

По конструкции сопловые диффузоры могут иметь подвижные и неподвижные сопла, которые имеют оптимальный профиль, обеспечивающий низкое аэродинамическое сопротивление и малый уровень шума. Этот тип распределителей воздушных потоков монтируется на поверхность при помощи клея, саморезов или заклепок, а некоторые модели могут устанавливаться непосредственно в круглый воздуховод.

Эти приспособления изготавливаются из анодированного алюминия, что позволяет использовать их для распределения нагретого воздуха и воздушных масс повышенной влажности. Применяются такие приспособления в вентиляционных системах производственных предприятий, коммерческих сооружениях, парковках и т.д.

Низкоскоростные диффузоры

Воздухораспределители низкоскоростные работают по принципу вытеснения загрязненного воздуха из обслуживаемого помещения. Они предназначены для подачи чистого воздуха непосредственно в зону обслуживания, с низкой скоростью воздушного потока и малым температурным перепадом между притоком и воздушной смесью помещения. Эти устройства различаются по способу установки, форме, размерам и конструкции.

Существует несколько разновидностей низкоскоростных распределителей воздуха:

• Настенные.
• Напольные.
• Встраиваемые.

Напольные и настенные низкоскоростные диффузоры предназначены для малых, средних и больших показателей расхода воздуха. Чаще всего их устанавливают под сидениями в кинотеатрах, больших концертных и учебных помещениях, магазинах, музеях, спортивных сооружениях. Встраиваемые, напольные устройства могут монтироваться в лестничные пролеты и ступеньки.

Низкоскоростные приспособления изготавливаются из покрытого порошковой краской металла или анодированного алюминия. Состоит устройство из наружной и внутренней обечайки и корпуса с подводящим патрубком. Некоторые модели распределителей могут оснащаться поворотными форсунками для регулирования направления воздушного потока.

Расчет диффузоров

Расчет воздухораспределителей достаточно сложный, но необходимый процесс, который заключается в выборе устройства, отвечающего следующим требованиям:

• Скорость выхода приточного воздушного потока должна быть оптимальной.
• Перепад температур воздушного потока на входе в рабочую зону должен быть минимальным.

Алгоритм расчета

• Изначально производится расчет подачи воздушной смеси для помещения определенных размеров и архитектурной формы, с заданной производительностью L п (м3/ч) и перепадом температур приточного воздуха Δt 0 (°С); высотой монтажа устройства h (м) и другими характеристиками распределения воздуха.
• По допустимым параметрам скорости движения воздушных масс Uд (м/с) и разницы температур между приточным воздухом и воздухом на входе в рабочую зону, определяется скорость и количество воздуха, подаваемого из одного диффузора.
• После, рассчитывается необходимое расположение и количество устройств необходимых для оптимального воздухораспределения в конкретном помещении.

Совет:
Если вы не имеете специальных инженерных знаний, то для правильного расчета воздухораспределителей, обращайтесь в организации, специализирующиеся на этом виде деятельности. Если вы решили самостоятельно заняться расчетами, то воспользуйтесь специализированным программным обеспечением.

Расчет диффузора

Исходные данные:

· Рабочий диапазон частот 5000…10000 Гц;

· Номинальное давление Рн = 0.33 Па;

· Максимальная амплитуда смещения xm = 0.3410-3 м.;

· Частота механического резонанса fp = 3000Гц;

· Масса звуковой катушки mзк 0.0003 кг.

Выбираем материал для изготовления диффузора.

В качестве материала для изготовления диффузора используется композиция бумажной массы с плотностью д 0.9103 и значение модуля упругости такой композиции равно Е = 9109 .

Вычисляем радиус диффузора таким образом, чтобы обеспечить заданное номинальное давление Рн при заданном уровне нелинейных искажений (который определяется максимальной амплитудой xm).

rд = = 0.017 м.

Определим массу диффузора:

А= 0.000138 м.

Расчет гибкой подвески

Исходные данные:

· Частота резонанса подвижной системы fр = 3000 Гц;

· Масса звуковой катушки mзк 0.0003 кг;

· Масса диффузора 0.00015 кг;

· Радиус диффузора rд = 0.017 м.

Определим массу подвижной системы:

m = mд + mзк + mc = 0.00047 кг.,

mc = 50 = 0.00002 кг.

Определим общую гибкость подвески при помощи известного значения частоты механического резонанса:

Распределяем гибкость между элементами подвески - воротом и центрирующей шайбой сш. для широкополосного громкоговорителя выполняется следующее условие:

Считая, что гибкость и сш соединены последовательно, получаем:

свом = c(1+) = 1,810-5 ,

сш = = 910-6 .

Для изготовления гофра будем использовать Целюлоза сулфатная беленая 30-70%

Профиль гофра - плоский

Находим ширину гибкого ворота по формуле:

bвом = ?вор= 0.0016м.,

Вом = 0.7= 9.6310-5 м.,

k3 - коэффициент, который выбирается в зависимости от профиля гофра k3 = 1,

k4 - коэффициент, который определяется отношением k4 = 1.

Задаем число гофров равным 2 и вычисляем шаг гофра:

lвом = = 0.00052 м.

Тогда можно выбрать тип центрирующей шайбы и материал для её изготовления, профиль шайбы и соотношение между высотой шайбы и её шагом:

материал для изготовления центрирующей шайбы - креп-шифон,

профиль центрирующей шайбы - трапециевидный,

отношение высоты шайбы к её шагу =0.

Определим ширину центрирующей шайбы bш:

Общая формула имеет вид:

Ш = 1= 0.000138 м.,

Производя все расчеты с данной методикой, получаем:

bш1 = 0.0012 м.,

bш2 = 0.0012 м.

Значение bш возьмем как среднее между bш1 и bш2, тогда

Определим число шагов шайбы (nш) и определим этот шаг (lш):

Расчет магнитной системы

Исходные данные:

· Номинальное звуковое давление Рн = 0.33 Па;

· Масса подвижной системы m = 0.00047 кг,

· Длина провода звуковой катушки lп= 2.34 м;

· Ширина магнитного зазора bз = 0.001 м;

· Высота магнитного зазора hмз = 0.0028 м;

· Диаметр керна dk = 0.01 м;

· Радиус диффузора rд = 0.017м;

· Номинальная электрическая мощность Р = 1.2 Вт;

· Электрическое сопротивление катушки z = 4 Ом.

Расчет магнитной системы производят в три этапа, но перед началом расчетов определим основной входной параметр системы - значение магнитной индукции в зазоре Вз.

Вз = = 0.67 Тл,

0 - плотность воздуха 0 = 1.29 .

Первый этап расчета магнитной системы:

1. Выбираем тип магнитной системы.

2. В качестве материала, из которого изготавливается магнит, выберем прессованный магнит ЗБА. Зададимся значениями индукции Вр и напряженности Нр для данного материала магнита:

Вр = 0.95 Тл;

3. Найдем объем магнита:

Vм = = 1.310-6 м3.

4. Определим магнитную проводимость зазора, пользуясь формулой:

gз = = 9.93710-7 См.

5. Определим высоту магнита:

hм = = 0.0149 м.

6. Определяем площадь сечения и диаметр магнитов:

Sм = = 0.00009 м2,

Внутренний диаметр для кольцевого магнита:

dм2 = dk + = 0.0157м.

7. Задаем размеры магнитопровода. Внутренний размер

Толщину верхнего и нижнего фланцев принимаем такой, что равняется высоте зазора hмз.

Второй этап расчета магнитной системы:

1. Рассчитаем проводимость всех зон рассеивания и определим полную проводимость магнитной системы:

g = gз + g1 + g2 + g3 + g4 + g5.

g1 = 2.5 9.3810-8 См;

Пм - периметр сечения магнита, который включает в себя длину внутреннего и внешнего окружностей Пм = 2(0.5 dм1 + 0.5 dм2) 0.584 м;

hм - высота магнита.

g2 = 0.26 dk= 1.0310-8 См;

dk - диаметр керна.

g3 = dk= 3.5310-8 См;

Внешний диаметр фланца,

Ширина воздушного зазора.

g4 = 2 dkln() = 5,9110-8 См;

Внутренний диаметр кернового магнита,

Высота магнита.

Тогда g = 3.0010-7 См.

2. Пользуясь кривой размагничивания В(Н), строим отношение как функцию Н (рис.6).

3. Исходя из магнитного закона Ома (Ф = gFм), рассчитаем фактическое значение отношения:

4. Пользуясь графиками = f(H) и В(Н), находим фактическую рабочую точку на кривой размагничивания и соответствующее ей значение магнитной индукции:

Нрф = 24103 ,

Врф = 1.1 Тл.

5. Используя магнитный закон Ома, находим:

Вф = Врф Sм= 0.438Тл.

Третий этап расчета магнитной системы:

Сравним фактическую магнитную индукцию в зазоре Вф с необходимым значением индукции Вз и фактическое значение удельной энергии 0.5 Нрф Врф с максимальным для данного материала 0.5 Нр Вр. Отклонение от этих значений не больше, чем на 10, т.е. Вф = (0.8…1.1) Вз и Нрф Врф = (0.9…1) Нр Вр, является допустимым.