masz pytania - zadzwoń: (22) 751 95 50, 751 20 31

Wytyczne techniczne

Kalkulator jednostek


Przy obliczeniach inżynierskich w przybliżeniu można przyjmować następujące przeliczniki:

1 KG = 10 N
 
1 at = 1 bar
 
0,1 m3/s = 100 l/s
 
1 KM = 0,75 kW
 
mbar = 0 mmH2O = 100Pa
 

Podstawowe zasady doboru wentylatorów


Do podstawowych parametrów technicznych stosowanych przy doborze wentylatora należy zaliczyć:



1 Wydajność wentylatora

W przypadku typowej wentylacji wymagana wydajność V [m3/h] określana jest na podstawie:

a objętości wentylowanego pomieszczenia Vp [m3] i przyjętej ilości wymian powietrza w ciągu godziny k [1/h]:

V = Vp * k

b zapotrzebowania powietrza w zależności od potrzeb osób przebywających w określonym pomieszczeniu
oraz rodzaju wykonywanej pracy Vk [(m3/h)/osobę]:

V = Vk * n

gdzie n - ilość osób

c prędkości przepływu czynnika v [m/s]:

gdzie S - pole powierzchni, przez które przepływa czynnik.
Wymagana prędkość przepływu zależy od wymagań technologicznych lub też od rodzaju przetłaczanego medium.

Poniższe tabele przedstawiają przykładowe wielkości (wg. zaleceń Norm Europejskich):

Wartość współczynnika k w zależności od rodzaju pomieszczeń:

Pomieszczenia użyteczności publicznej Ilość wymian powietrza
na godzinę
k [1/h]
Banki3 ÷ 4
Kawiarnie, bary itp.10 ÷ 12
Stołówki5 ÷ 10
Kina, Teatry5 ÷ 8
Pomieszczenia konferencyjne8 ÷ 12
Sale tańca6 ÷ 8
Garaże6 ÷ 8
Sale gimnastyczne6 ÷ 12
Salony piękności10 ÷ 15
Sale operacyjne4 ÷ 6
Pomieszczenia kuchenne15 ÷ 30
Laboratoria8 ÷ 12
Pralnie15 ÷ 30
Pomieszczenia socjalne, łazienki, WC15 ÷ 30
Biblioteki3 ÷ 5
Biura4 ÷ 8
Ciemnie fotograficzne10 ÷ 15
Studia nagrań10 ÷ 12
Restauracje6 ÷ 10
Sale szkolne2 ÷ 4
Pomieszczenia przemysłowe Ilość wymian powietrza
na godzinę
k [1/h]
Kotłownie20 ÷ 30
Lakiernie10 ÷ 15
Sklepy elektryczne, z tworzywami itp.10 ÷ 15
Maszynownie20 ÷ 30
Zakłady, warsztaty3 ÷ 6
Zakłady Hutnicze30 ÷ 60
Zakłady Pralnicze30 ÷ 60
Malarnie30 ÷ 60
Magazyny, składnice3 ÷ 6
Spawalnie15 ÷ 30
Pomieszczenia montażowe4 ÷ 8
Piekarnie20 ÷ 30


Wartość współczynnika Vk w zależności od rodzaju wykonywanej pracy:

Typ pracy Zapotrzebowanie powietrza Vk [(m3/h)/osobę]
Praca biurowa osoby niepalące20 ÷ 25
Praca biurowa osoby palące30 ÷ 35
Lekkie prace fizyczne45
Cięższe prace fizyczne60


2 Prędkość przepływu przetłaczanego medium


Prędkość przepływu v w zależności od procesu technologicznego:


Proces technologiczny Prędkość przepływu
v [m/s]
Wyciągi kuchenne domowe0,15 ÷ 0,2
Wyciągi kuchenne w zakładach usług.0,2 ÷ 0,25
Odciągi ze zbiorników0,20 ÷ 0,5
Odciągi odłuszczania0,25 ÷ 0,5
Odciągi spawalnicze, galwanizacyjne0,5 ÷ 1
Odciągi z kabin malarskich0,7 ÷ 1
Odciągi w młynach itp.2,5 ÷ 10

Prędkość przepływu v w zależności od rodzaju przetłaczanego medium:


Rodzaj transportowanego medium Prędkość przepływu
v [m/s]
Kurz9
Mąka13
Odpady szlifiersko-metalowe15
Wióry drzewne18
Ciężkie odpady20 ÷ 25

Bardziej zaawansowane obliczenia doboru ilości wymienianego powietrza oparte są na fizycznych procesach wymiany ciepła i masy (wilgoć + masa powietrza).



3 Prędkość przepływu przetłaczanego medium

W urządzeniach wentylacyjnych powietrze lub inne medium dostarczane jest do pomieszczeń oraz usuwane kanałami o przekroju okrągłym lub prostokątnym.

Z ogólnego prawa Bernoulliego przyjmuje się, że suma strat ciśnienia Δpst w kanałach wyraża się wzorem:

Ciśnienie ps nazywamy statycznym i wywiera ono nacisk na ścianki kanału równoległe do kierunku ruchu.
Ciśnienie pd nazywamy dynamicznym i jest ono związane z określoną prędkością przepływu przetłaczanego medium.

Suma ciśnienia ps i ciśnienia pd określana jest jako ciśnienie całkowite pc:

pc = ps + pd
czyli pc1 + pc2 = Δpst

Z równania powyższego wynika, że w trakcie przepływu przez kanały następuje spadek ciśnienia całkowitego powodując jego straty.
Całkowitą stratę ciśnienia w kanale lub sieci wyrażamy sumą strat liniowych Δpt (opory tarcia) oraz strat lokalnych Δpm (miejscowych):

Δpt + Δpm = Δpst

Straty związane z oporami liniowymi dla przewodu o stałym przekroju są zwykle wyrażane wzorem:

gdzie:
l - długość przewodu [m],
Rt - opór jednostkowy [Pa/m],
Rh - promień hydrauliczny [m],
λ - bezwymiarowy współczynnik tarcia zależny od liczby Reynoldsa i szorstkości kanału,
v - średnia prędkość przepływu powietrza [m/s],
p - gęstość powietrza [kg/m3].
 

Promień hydrauliczny jest równy stosunkowi powierzchni przekroju poprzecznego kanału do jego obwodu:

Rh = F/U
dla przekroju kołowego Rh = d/4

Dla kanałów o przekroju kołowym jednostkowe opory tarcia zamieszczane są w formie tabel lub wykresów.

Aby wyznaczyć opór jednostkowy dla przekroju prostokątnego należy dla niego wyznaczyć tzw. średnicę równoważną wg. zależności:

gdzie:
dr - średnica równoważna dla kanału prostokątnego,
a - szerokość kanału,
b - wysokość kanału,
 

a następnie odczytać opór jednostkowy z tabeli lub wykresu tak jakby byłby to kanał o przekroju okrągłym o średnicy dr

Opory lokalne wyraża się w funkcji ciśnienia dynamicznego:

gdzie:
ξ - współczynnik oporu miejscowego wyznaczany doświadczalnie.
 

Wymagana wielkość ciśnienia zależna jest od łącznych oporów jakie stanowią elementy w instalacji wentylacyjnej (kanały, czerpnie, filtry, tłumiki dźwięku, zmiany przekroju i kierunku przepływu, itp.) lub też od wymagań technologicznych.

Punkt pracy wentylatora:
Charakterystyka wentylatora określa zależność ciśnienia od wydajności wentylatora przy określonej prędkości obrotowej.

Spręż wentylatora pc składa się z sumy dwóch ciśnień:

a ciśnienia dynamicznego wynikającego z prędkości przepływu przez wentylator pd:

a ciśnienia statycznego jakie jest w stanie wytworzyć wentylator pomiędzy wlotem i wylotem z wentylatora Δps.

Przy doborze wentylatora należy określić punkt pracy wentylatora w zależności od wymagań układu wentylacyjnego. Dla punktu tego, przy założonej wydajności, ciśnienie wentylatora powinno być co najmniej równe ciśnieniu związanemu z oporami układu wentylacyjnego.

Moc wewnętrzną wentylatora w punkcie pracy można obliczyć na podstawie poniższego wzoru:

gdzie:
V - wydajność wentylatora w punkcie pracy [m3/s]
Δpc - spiętrzenie całkowite w punkcie pracy [Pa]
ηi - sprawność wewnętrzna wentylatora
 

Obliczając na tej podstawie niezbędną moc silnika należy uwzględnić przyrost mocy wynikający z tolerancji wykonania wentylatora, tolerancji pomiarów i sprawności układu przeniesienia napędu.


6 Akustyka


Dźwięk jest falą płaską powodującą w ośrodku, w którym się rozchodzi drganie cząsteczek zgodnie z ruchem harmonicznym. W powietrzu dźwięk powoduje harmoniczne miejscowe zmiany ciśnienia. Dźwięk jako fala przenosi ze sobą również energię.

Poziom dźwięku najczęściej określany jest na podstawie dwóch wielkości:

a poziomu ciśnienia akustycznego Lp wyrażanego relacją ciśnienia akustycznego p1 do ciśnienia wzorcowego po = 2*10-5 Pa wg zależności:

którego zmiany w funkcji zmian odległości z l1 do l2 od źródła dźwięku określa zależność:

b poziomu mocy akustycznej Lw wyrażanej relacją mocy akustycznej L1 do mocy wzorcowej Lo =10-12 W wg. zależności:

Dźwięk składa się z fal różnej częstotliwości dlatego często poziom dźwięku określa się w postaci spektrum z rozdziałem na zakresy częstotliwości.

Średnie ciśnienie lub moc akustyczna z kilku pomiarów określana jest na podstawie zależności:

W katalogu zamieszczone poziomy ciśnienia lub mocy akustycznej dotyczą skali dB(A). Skala dB(A) bardziej odzwierciedla przenoszony dźwięk w postaci hałasu, gdyż uwzględnia częstotliwości słyszalne w zakresie od 16 do 20000 Hz. Urządzenie do pomiaru hałasu z założenia wyposażone jest w odpowiedni filtr uwzględniający skalę dB(A). Wynik pomiaru podawany jest w skali dB(A).


Podstawowe prawa wentylatorowe:


Parametry techniczne wentylatorów są przedstawiane dla następujących stałych wielkości:

Dla określenia parametrów technicznych przy innych wartościach w/w wielkości należy parametry przeliczyć wg. zależności zamieszczonych w poniższej tabeli:



Parametr Zmiana temperatury
z T1 do T2
Zmiana obrotów wirnika
z n1 do n2
Zmiana średnicy wirnika
z D1 do D2
Wydajność [m3/s] - Q2 = Q1(n2/n1) Q2 = Q1(D2/D1)3
Ciśnienie całkowite [Pa] p2 = p112) = p1(T1/T2) p2 = p1(n2/n1)2 p2 = p1(D2/D1)2
Moc absorbowana [kW] P2 = P112) = P1(T1/T2) P2 = P1(n2/n1)3 P2 = P1(D2/D1)5



Ogólne zalecenia montażowe:


Aby zminimalizować spadek sprawności wentylatora (wentylatory kanałowe) spowodowany turbulentnym przepływem powietrza zalecany jest za i przed wentylatorem montaż prostego odcinka kanału lub tłumika.

Minimalna długość prostego kanału powinna wynosić:

l = D - po stronie ssawnej
l = 3D - po stronie tłocznej

Na tych odcinkach nie powinno się instalować filtrów.

Średnicę równoważną dla kanałów o przekroju prostokątnym oblicza się z zależności:

a Wielkość przekroju kanałów wentylacyjnych powinna być nie mniejsza niż przekroje na wlocie i wylocie z wentylatora. Zapobiega to nie wskazanemu dławieniu wentylatora.

b Celem odizolowania drgań pochodzących od wentylatorów zalecany jest montaż złącz przeciwdrganiowych pomiędzy wentylatorem a kanałami wentylacyjnymi,

c Celem ograniczenia przenoszenia drgań na inne konstrukcje zaleca się montaż wentylatorów z zastosowaniem zamocowań tłumiących drgania.

d Przed uruchomieniem wentylatora należy zapoznać się z instrukcją obsługi lub z DTR w której należy szczególną uwagę zwrócić na: