Luftkanalprojektstudie

Hinweise zur Gestaltung von Luftkanälen für Lüftungsanlagen

Die Untersuchung und Gestaltung von Luftkanälen zur Klimatisierung stellt eine kritische und wesentliche Phase bei der Gestaltung effektiver und effizienter Lüftungs- und HVAC-Systeme (Heizung, Lüftung und Klimaanlage) dar. Die Bedeutung eines Leitfadens mit detaillierten Anweisungen zur Durchführung dieses Prozesses kann nicht genug betont werden.

Um sicherzustellen, dass ein Gebäude oder eine Anlage ausreichend mit Frischluft versorgt wird und die klimatisierte Luft gleichmäßig verteilt wird, ist in erster Linie die richtige Gestaltung der Luftkanäle unerlässlich. Ein Leitfaden, der detailliert erklärt, wie man eine genaue Vorstudie und Auslegung der Luftkanäle durchführt, ermöglicht es Ingenieuren und Architekten, die Systeme richtig zu dimensionieren und so eine Über- oder Unterdimensionierung zu vermeiden, die zu Energieverschwendung und zusätzlichen Kosten führen kann.

Angemessenes Design

Darüber hinaus ist die richtige Gestaltung der Luftkanäle von entscheidender Bedeutung für den thermischen Komfort und die Raumluftqualität. Schlecht konzipierte oder schlecht positionierte Kanäle können zu Temperaturschwankungen und unregelmäßigen Luftströmen führen, was zu unangenehmen Bedingungen für die Bewohner führt, auch aufgrund störender Geräusche. Eine detaillierte Anleitung kann dazu beitragen, diese Probleme zu minimieren und sicherzustellen, dass die Luft gleichmäßig verteilt wird und der thermische Komfort optimal ist.

Energietechnische Sicht

Aus energetischer Sicht steht die Effizienz eines HVAC-Systems in direktem Zusammenhang mit der Kanalkonstruktion. Gut gestaltete Kanäle und Kanäle reduzieren den Druckabfall und ermöglichen eine effizientere Luftverteilung, wodurch der Energieverbrauch und die langfristigen Betriebskosten gesenkt werden. Dies ist besonders wichtig im aktuellen Kontext der wachsenden Aufmerksamkeit für ökologische Nachhaltigkeit und Energieeffizienz.

Schließlich trägt die richtige Gestaltung der Luftkanäle dazu bei, eine optimale Raumluftqualität sicherzustellen. Dies ist von entscheidender Bedeutung für die Gesundheit und das Wohlbefinden der Bewohner, da eine schlechte Luftzirkulation zur Ansammlung von Schadstoffen und Allergenen führen kann, mit möglichen Folgen für die Gesundheit der Atemwege.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein detaillierter Leitfaden zur Untersuchung und Gestaltung von Luftkanälen zur Klimatisierung für die korrekte Gestaltung und den effektiven Betrieb von HVAC-Systemen unerlässlich ist. Dieser von Itieffe erstellte Leitfaden bietet eine solide Grundlage für die Gewährleistung von Energieeffizienz, Komfort, Raumluftqualität und langfristigen Einsparungen und trägt so zur Schaffung gesünderer, nachhaltigerer und komfortablerer Umgebungen bei.

STUDIE UND PROJEKT VON LUFTKANÄLEN

Für die Berechnung eines Lüftungssystems, das Luftkanäle benötigt, muss ein geordnetes Verfahren befolgt werden, das wie folgt schematisiert werden kann.

1) Eine sorgfältige Untersuchung des Bauplans und des Gebäudes selbst. um die bequemste Anlage zu entwerfen. Vermeidung aller Hindernisse und Gewährleistung des erforderlichen Zugangs zu seinen Bestandteilen. Stellen Sie gleichzeitig sicher, dass das Projekt einfach ist und breite Kurven und allmähliche Variationen im Abschnitt enthält.

2) Eine Position der Kanalauslässe, um eine angemessene Luftverteilung im zu belüftenden Raum sicherzustellen.

3) Bestimmen Sie die Größe der Auslässe anhand des erforderlichen Luftvolumens. ihre Anzahl und die zulässige Geschwindigkeit. um den gewünschten Start zu erhalten. nicht zu vergessen. Mit zunehmender Geschwindigkeit nimmt jedoch auch das Geräusch zu und es wird sichergestellt, dass alle Lüftungsschlitze eine ausreichende freie Oberfläche haben.

4) Berechnen Sie die Abmessungen aller Hauptkanäle und -zweige mit einer der beiden folgenden Methoden:

a) Geschwindigkeitsbasiertes Verfahren: Durch Vorgeben der Luftgeschwindigkeit an den verschiedenen Punkten des Kreislaufs, beginnend mit ihrem Maximalwert im Hauptkanal bis zu seinem Minimum am Auslass in die Umgebung
b) Verfahren basierend auf gleichem Widerstand: Der Kanal wird so proportioniert, dass ein gleicher Druckverlust aufgrund der Reibung pro Entwicklungseinheit des Kanals erzielt wird.

GESCHWINDIGKEIT DER LUFT IN DEN DUCTS

Lage	Zivilgebäude m / s	Industrieumgebungen m / s
Er nahm frische Luft auf	4 – 5	6 – 8
Hauptkanal an den Lüfter angeschlossen	4 – 5	6 – 12
Zweige des Kanals	2 – 5	3 – 6
Vertikale Äste	1,5 – 3	2 – 4
Lüftungsschlitze, Grills usw.	0,5 – 2	1 – 5

In industriellen Umgebungen sind höhere Luftgeschwindigkeiten zulässig, da das resultierende Geräusch ein vernachlässigbarer Faktor ist.

Eine ähnliche Überlegung kann für andere bestimmte Umgebungen gemacht werden. Normalerweise wird die Verteilung der Luft vom Ventilator zu den Auslässen zuerst mit einem Hauptverteiler und dann mit einzelnen Abzweigungen durchgeführt, anstatt mit mehr Kanälen, die separat zum Ventilator gehören, und dies aus offensichtlichen Gründen der Wirtschaftlichkeit bei den Kosten des Pflanze.

GESCHWINDIGKEITSBASIERTE METHODE

Diese Methode zur Ermittlung der Abmessungen der Luftkanäle umfasst die willkürliche Auswahl der Drehzahlen in den verschiedenen Abschnitten des Systems, beginnend mit den höchsten Drehzahlen in der Nähe des Lüfters, um mit fortschreitender Reduzierung die Drehzahlen zu erreichen niedriger in den verschiedenen Zweigen und daher in den Gittern oder Lüftungsschlitzen, die die Luft in den zu belüftenden Raum einleiten.

Beispiel 1

Abbildung 1 zeigt ein einfaches System für eine zivile Umgebung, das mit sechs 850 m langen Einlassöffnungen ausgestattet ist³/ h jeweils in Punkten EE, FF, GG.

Die Anlage wird daher für eine Durchflussmenge berechnet Gesamtluft von 6 x 850 = 5.100 m³/ H.

Der Hauptkanal ist durch die Abschnitte ABC D gegeben.

Abschnitt AB des Hauptkanals

Dieser Abschnitt trägt 5.100 m³/ h und unter der Annahme, dass Lärm ein vernachlässigbarer Faktor ist, kann die Geschwindigkeit in diesem Kofferraum 5 m / s betragen.

Schnittfläche AB

BC Abschnitt des Hauptkanals

Hier wird der Geräuschfaktor wichtiger und es ist gut, eine Geschwindigkeit von 4 m / s anzunehmen. Dieser Abschnitt trägt 5.100 m³/ h abzüglich der von den beiden BG-Armen abgeleiteten Luft, d. h. 5.100 - 1.700 = 3.400 m³/ H.

BG Schnittfläche

CD-Abschnitt des Hauptkanals

Da dieser Abschnitt des Hauptkanals vom Lüfter entfernt ist und nur die beiden Arme DE versorgt. die entsprechende Geschwindigkeit und 2,5 m / s.

Dieser Abschnitt trägt 5.100 m³/ h abzüglich der in den vier Armen BG und CF abgeleiteten Luft, d. h. 5.100 - (1700 - 1.700) = 1.700 m³/ H.

Oberfläche der CD-Sektion

Ableitung DE

Da es an jedem Zweig nur einen Auslass E gibt, haben die beiden Kanalabschnitte die gleichen Abmessungen und gehen davon aus, dass die am besten geeignete Geschwindigkeit 2 m / s für eine Reichweite von 850 m beträgt³/ h werden wir haben:

Schnittfläche DE

Nachdem nun die Bereiche der Abschnitte der Kanäle bekannt sind, können die tatsächlichen Abmessungen festgelegt werden, wobei zu berücksichtigen ist, dass es zur Erleichterung der Konstruktion in Übereinstimmung mit jeder Abschnittsvariation ratsam ist, nur eine der beiden Dimensionen zu variieren.

In dem betrachteten Beispiel könnten die geeigneten Abmessungen sein:

AB = 810 × 350 mm = 0,283 m²

BC = 675 × 350 mm = 0,236 m²

CD = 675 × 280 mm = 0,189 m²

DE = 425 × 280 mm = 0,119 m²

METHODE AUF DER GRUNDLAGE DES GLEICHEN WIDERSTANDS

Diese Methode zur Ermittlung der Abmessungen der Luftkanäle ist wahrscheinlich besser als die vorherige Methode. Ziel ist es, eine gute Verteilung insbesondere bei Pflanzen mit einer beträchtlichen Längenentwicklung sicherzustellen.

Damit ist es darüber hinaus zumindest bis zu einem gewissen Grad nicht notwendig, eine gewisse Erfahrung, um die am besten geeigneten Geschwindigkeiten in den verschiedenen Teilen der Anlage zu bestimmen; a priori muss nur eine Geschwindigkeit eingestellt werden: die im letzten Abschnitt des Systems.

Sobald die Abmessungen dieses Abschnitts festgelegt wurden, werden die anderen Geschwindigkeiten so berechnet, dass sie den gleichen Druckabfall pro Längeneinheit des Kanals aufweisen.

Das Diagramm in Abbildung 4 zeigt den Druckverlust in mm cda [oder kg / m²) für kreisförmige Kanäle unterschiedlicher Größe und mit den angegebenen Luftmengen; Es ist möglich, den Druckabfall für einen bestimmten Abschnitt abzulesen, und daher können die Abmessungen der anderen Kanalabschnitte durch Ablesen des Durchmessers ermittelt werden, der dem gleichen Druckabfall entspricht, basierend auf dem jeweiligen Luftstrom.

Auf der Grundlage von Tabelle 1 ist es auch möglich, die Durchmesser der äquivalenten kreisförmigen Kanäle zu erhalten, wobei die Abmessungen der Seiten der rechteckigen Kanäle bekannt sind und umgekehrt.

Beispiel 2

Ausgehend vom DE-Kanal, der im bereits erwähnten Beispiel betrachtet wird, und unter der Annahme einer Geschwindigkeit von 2 m / s:

Kanalabmessungen:

Äquivalenter kreisförmiger Kanaldurchmesser = 0,388 m.

Aus dem Diagramm in Abbildung 4 geht hervor, dass der Druckabfall für 1 m Kanal 0,013 mm cda beträgt

Die CD-Leitung trägt 1700 m³/ h beträgt der Druckabfall bei einer Länge von 1 m 0,013 mm cda

Durchmesser des äquivalenten kreisförmigen Kanals = 500 mm.

Der BC-Kanal führt 3.400 m³/ h beträgt der Druckabfall für 1 m immer 0,013 mm cda

Äquivalenter kreisförmiger Kanaldurchmesser = 650 mm.

Der AB-Kanal führt 5.100 m³/ h beträgt der Druckabfall für I in immer 0,013 mm cda

Äquivalenter kreisförmiger Kanaldurchmesser = 770 mm.

Wir haben daher die Abmessungen der Kanäle unter der Annahme festgelegt, dass sie aus Kanälen mit kreisförmigem Querschnitt bestehen. Um die entsprechenden rechteckigen Kanäle zu erhalten, kann Tabelle XNUMX verwendet werden, indem die folgenden Proportionen angenommen werden.

Geführt	Ø mm	Ungefähr gleichwertiger rechteckiger Kanal
DE Ø	388	400 x 320cm
CD-Ø	500	680 x 320cm
BC-Ø	650	680 x 520cm
AB Ø	770	960 x 520cm

Es ist zu beachten, dass mit dieser Methode lediglich die Abmessungen der Systemkanäle festgelegt werden. Daraus folgt nicht automatisch, dass jede Düse genau die vorher festgelegte Luftmenge hat.

Die dem Lüfter am nächsten gelegenen Auslässe geben möglicherweise etwas mehr Luft ab als die an den Enden des Systems befindlichen.

In diesem Sinne würde eine genauere Auslegung des Systems lange Berechnungen und höchstwahrscheinlich Teilabmessungen der Kanäle erfordern.

In Fällen, in denen eine genaue Luftverteilung erforderlich ist, ist es völlig normal, Dämpfer zu verwenden, mit denen Sie die Durchflussraten in den einzelnen Zweigen anpassen können.

Schließlich ist es bei der Dimensionierung von Kurven, Abschnittsänderungen, der Bewertung von Hindernissen usw. sehr vorsichtig, um den Druckabfall im System so gering wie möglich zu halten und beim Betrieb des Lüfters Energieeinsparungen zu erzielen.

Abbildung 3. zeigt einige Beispiele für Elemente, aus denen die Lüftungssysteme in ihren möglichen Situationen bestehen.

Umwandlung des dynamischen Drucks in statischen Druck

In vielen Fällen ist der für ein bestimmtes Kanalnetz ausgewählte Lüfter ein kleiner Lüfter mit einer hohen Drehzahl und einer hohen Luftzufuhrgeschwindigkeit.

Dies führt zu einem hohen dynamischen Druck und damit zu einer hohen kinetischen Energie.

In diesen Fällen ist es ratsam, diese Energie wiederzuverwenden, um die Leistung des Lüfters zu erhöhen, anstatt ihn zerstreuen zu lassen.

Dies kann erreicht werden, wenn vor der endgültigen Luftaustritt die Luftgeschwindigkeit selbst zweckmäßigerweise mit minimalem Verlust verringert wird, bis der dynamische Druck angemessen niedrig ist.

Die so zurückgewonnene Energie erhöht den vom Lüfter entwickelten statischen Druck.

In der Praxis wird dies durch Verwendung eines divergierenden Kanals erreicht, der als Diffusor bezeichnet wird und einen Enddurchmesser aufweist, der eine Funktion der gewünschten Entladungsgeschwindigkeit ist.

Der Divergenzwinkel ist wichtig; Die Möglichkeiten zur Rückgewinnung kinetischer Energie hängen davon ab, aber der belegte Platz und die Kosten des Diffusors selbst sollten nicht vernachlässigt werden.

Im Allgemeinen kann gesagt werden, dass bei einem Lautsprecher der Gesamtdivergenzwinkel 10 ° nicht überschreiten sollte, um eine gute Erholung zu erzielen, während er bei einer Öffnung von 60 ° oder mehr völlig unbrauchbar ist.

Das Diagramm in Abbildung 5 zeigt die optimalen Proportionen und Abmessungen für Diffusoren, die an der Abgabe eines Lüfters angebracht sind und unterschiedlichen Rückgewinnungsprozentsätzen des dynamischen Drucks des Lüfters entsprechen.

Das gleiche Prinzip kann angewendet werden, wenn der Lüfter nicht mit freiem Mund entlädt, sondern ein Netzwerk von Kanälen speist, mit dem Unterschied, dass der dynamische Druck der sich bewegenden Luft am Ende des Diffusors nicht verloren geht, sondern in dem darauf folgenden Kanal aufrechterhalten wird. .

Folglich ist jede Wiederherstellung des statischen Drucks auf die Differenz des dynamischen Drucks an den beiden Enden des Diffusors selbst zurückzuführen.

Abbildung 6 zeigt den Prozentsatz der statischen Druckwiederherstellung im Diffusor basierend auf der dynamischen Druckdifferenz an jedem seiner Enden, wenn kein Abgasleck vorliegt.

Beispiel 3

Ein System mit kanalisierter Luft ist: für die Beförderung von 8.500 m vorgesehen³/ h bei einem statischen Druck von 18 mm cda Sie möchten einen Axialventilator mit Schaufeln mit einem Flügelprofil von ca. 480 mm Durchmesser verwenden mit:

eine Reichweite von 8.500 m³/ h, ein statischer Druck von 13 mm cda und ein Gesamtdruck von 23 mm cda Welche Abmessungen des Diffusors sind erforderlich, um den gewünschten statischen Druck von 18 mm cda zu erhalten?

Dynamischer Druck = Gesamtdruck - Statischer Druck: 23 - 13 = 10 mm cda

Gewünschte statische Druckwiederherstellung = 18 - 13 = 5 mm.

Wenn der Lüfter dem System vollständig nachgeschaltet ist, d. H. Mit freiem Mund entlädt, beträgt der erforderliche Wiederherstellungsprozentsatz:

Aus Abbildung 5 ergeben sich folgende optimale Abmessungen eines Diffusors mit einer Rückgewinnung von 50%:

wobei:

L = Länge des Diffusors

D₁ = Durchmesser des Diffusorendes (Lüfterseite)

D₂ = Durchmesser des Diffusorendes (Auslassseite)

und deshalb:

L = ungefähr 1,80 × 480 mm = 865 mm

D = 1,43 · 480 mm = ungefähr 685 mm.

Abbildung 3

BEISPIELE FÜR DIE RICHTIGE UND INKORREKTE VERTEILUNG VON TEILEN VON LUFTLEITUNGEN

Eintritt in die Leitung

Verkleinerung und Vergrößerung des Abschnitts

Kurven und Ableitungen

Tabelle 1

Luftkanäle - äquivalenter Durchmesser

Abbildung 4

Druckabfälle in geraden kreisförmigen verzinkten Blechrohren - Luft bei 20 ° C und 760 mm Hg

Reichweite in m³/h

**Druckverluste in mm H.₂Oder pro Meter Kanal**

Abbildung 5

Optimale Abmessungen der Diffusoren bei der Lieferung eines Lüfters für unterschiedliche Prozentsätze der dynamischen Druckwiederherstellung

Statische Druckwiederherstellung in% des dynamischen Drucks in Abschnitt D.

Abbildung 6

Statische Druckwiederherstellung ausgedrückt als% der Differenz zwischen den dynamischen Drücken an den beiden Enden des Diffusors

Statische Druckwiederherstellung in den Diffusoren ausgedrückt als% der Differenz der dynamischen Drücke

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