換気システムのエアダクトの設計方法に関する指標
空調用の空気チャネルの研究と設計は、効果的かつ効率的な換気および HVAC (暖房、換気、空調) システムの設計において重要かつ不可欠な段階です。 このプロセスの実行方法について詳細な手順を提供するガイドの重要性は、どれだけ強調してもしすぎることはありません。
何よりもまず、建物や施設に新鮮な空気が適切に供給され、調整された空気が均一に分配されるようにするには、適切なエアダクト設計が不可欠です。 エアダクトの正確な予備調査と設計を行う方法を詳細に説明したガイドにより、エンジニアや建築家はシステムのサイズを正しく設定でき、エネルギーの無駄や追加コストにつながる可能性のあるサイズの過大または過少を回避できます。
適切な設計
さらに、適切なエアダクト設計は、温熱快適性と室内空気の質にとって非常に重要です。 ダクトの設計が不十分であったり、ダクトの位置が不適切であると、温度の分散や不規則な空気の流れが発生し、不快な騒音によって乗員に不快な状態をもたらす可能性があります。 詳細なガイダンスは、これらの問題を最小限に抑え、空気が一貫して分配され、温熱快適性レベルが最適化されるようにするのに役立ちます。
エネルギーの観点
エネルギーの観点から見ると、HVAC システムの効率はエアダクトの設計に直接関係します。 適切に設計されたチャネルとダクトにより、圧力降下が軽減され、より効率的な空気分配が可能になり、エネルギー消費と長期的な運用コストが削減されます。 これは、環境の持続可能性とエネルギー効率に対する注目が高まっている現在において、特に重要です。
最後に、適切なエアダクト設計は、最適な室内空気品質を確保するのに役立ちます。 空気循環が悪いと汚染物質やアレルゲンが蓄積し、呼吸器の健康に影響を及ぼす可能性があるため、これは居住者の健康と福祉にとって非常に重要です。
結論として、HVAC システムの正しい設計と効果的な運用には、空調用のエアダクトを研究および設計する方法に関する詳細なガイドが不可欠です。 Itieffe が作成したこのガイドは、エネルギー効率、快適さ、室内空気の質、長期的な節約を確保するための強固な基盤を提供し、より健康的で持続可能で快適な環境の構築に貢献します。
エアダクトプロジェクト研究
エアチャンネルの研究とプロジェクト
エアダクトを必要とする換気システムの計算では、次のように図式化できる順序付けられた手順に従う必要があります。
1)建物の計画と建物自体の注意深い研究。 最も便利なプラントを設計するために。 すべての障害物を可能な限り回避し、その構成部品への必要なすべてのアクセスを確保します。 同時に、プロジェクトが単純であり、セクションに幅の広い曲線と段階的な変化が含まれていることを確認してください。
2)換気される部屋の適切な空気分配を確保するためなどのダクト出口の位置。
3)必要な空気の量に基づいて、出口のサイズを決定します。 それらの数と許容速度。 希望の打ち上げを得るために。 忘れないでください。 ただし、速度が上がるとノイズも増え、すべてのコンセントに適切な自由表面があることを確認します。
4)次のXNUMXつの方法のいずれかを使用して、すべてのメインダクトとブランチの寸法を計算します。
- a)速度に基づく方法:メインダクトの最大値から環境への出口の最小値まで、回路のさまざまなポイントで空気の速度を事前設定することによって
- b)等しい抵抗に基づく方法:ダクトは、ダクトの発達の単位あたりの摩擦による圧力の等しい損失が得られるように比例配分されます。
ダクト内の空気速度
場所 |
民間建築物m / s |
産業環境m / s |
彼は新鮮な空気を取り入れた |
4 – 5 |
6 – 8 |
ファンに接続されたメインダクト |
4 – 5 |
6 – 12 |
ダクトの枝 |
2 – 5 |
3 – 6 |
垂直分岐 |
1,5 – 3 |
2 – 4 |
ベント、グリルなど。 |
0,5 – 2 |
1 – 5 |
産業環境では、結果として生じるノイズは無視できる要素であるため、より高い空気速度が許可されます。
他の特定の環境についても同様の考慮が必要です。 通常、ファンから出口への空気の分配は、ファンに個別に属するダクトを増やすのではなく、最初にメインマニホールドを使用して、次に単一のブランチを使用して実行されます。これは、コストのコストに関する明らかな経済的理由からです。工場。
速度ベースの方法
この方法は、エアダクトの寸法を確立するために、システム自体のさまざまなセクションで速度を任意に選択することを意味します。前述のように、ファンの近くの最高速度から開始し、徐々に速度を下げて到達します。さまざまな枝、したがって換気される部屋に空気を導入するグリルまたは通気口で低くなります。
例1
図1は、850つのXNUMX mの入口ベントを備えた、市民環境向けの単純なシステムを示しています。3/ hそれぞれポイントEE、FF、GG。
したがって、プラントはXNUMXつの流量に対して計算されます 6 x 850 = 5.100mの総空気3/ H.
メインダクトはセクションABCDによって与えられます。
メインダクトのセクションAB
このセクションは5.100メートルを運びます3/ hであり、ノイズが無視できる要素であると仮定すると、このトランクの速度は5 m / sになります。
断面AB
メインダクトのBCセクション
ここではノイズ係数がより重要になり、4 m / sの速度を採用するのが適切です。 このセクションは5.100メートルを運びます3/ h、5.100つのBGアームから得られる空気を差し引いたもの、つまり1.700〜3.400 = XNUMX m3/ H.
BG断面表面
メインダクトのCDセクション
メインダクトのこのセクションはファンから離れており、2,5つのアームDEのみを供給します。 適切な速度とXNUMXm / s。
このセクションは5.100メートルを運びます3/ hから5.100つのアームBGおよびCFで得られた空気を差し引いたもの、つまり1700-(1.700-1.700)= XNUMX m3/ H.
CDセクションの表面
派生DE
各分岐には出口Eが2つしかないため、ダクトの850つのセクションは同じ寸法になり、XNUMXmの範囲で最適な速度はXNUMXm / sであると想定されます。3/ h:
断面DE
これで、ダクトのセクションの面積がわかったので、実際の寸法を確立できます。構築を容易にするために、各セクションのバリエーションに対応して、XNUMXつの寸法のうちのXNUMXつだけを変更することをお勧めします。
検討した例では、適切な寸法は次のとおりです。
AB = 810 X 350 mm = 0,283 m2
BC = 675 X 350 mm = 0,236 m2
CD = 675 X 280 mm = 0,189 m2
DE = 425 X 280 mm = 0,119 m2
等抵抗に基づく方法
エアダクトの寸法を確立するためのこの方法は、おそらく以前の方法よりも優れています。 これは、特に長さがかなり発達しているプラントで良好な分布を確保することを目的としています。
さらに、それがあれば、少なくともある程度は必要ありません。 プラントのさまざまな部分で最適な速度を決定するための特定の経験。 事前に確立する必要がある速度は、システムの最後のセクションのXNUMXつだけです。
このセクションの寸法が固定されると、ダクトの単位長さあたりの圧力降下が同じになるように、他の速度が計算されます。
図4の図は、圧力損失をmm cda [またはkg / mで示しています。2)サイズが異なり、指定された量の空気を運ぶ円形ダクトの場合。 特定のセクションの圧力降下を読み取ることができるため、他のダクトセクションの寸法は、それぞれの空気の流れに基づいて同じ圧力降下に対応する直径を読み取ることによって確立できます。
表1に基づいて、長方形のダクトの側面の寸法を知っていれば、同等の円形のダクトの直径を取得することもできます。その逆も可能です。
例2
すでに述べた例で検討したDEダクトから開始し、2 m / sの速度を想定します。
ダクトサイズ:
等価円形ダクト直径= 0,388m。
図4の図から、1mのダクトの圧力降下は0,013mmcdaに等しくなります。
CDコンジットは1700メートルを運びます3/ h、1mの長さの圧力降下は0,013mmcdaです
同等の円形ダクトの直径= 500mm。
BCダクトは3.400mを運ぶ3/ h、1mの圧力降下は常に0,013mmcdaです
等価円形ダクト直径= 650mm。
ABダクトは5.100mを運びます3/ h、Iinの圧力降下は常に0,013mmcdaです
等価円形ダクト直径= 770mm。
このようにして、チャネルが円形断面のダクトで構成されていると仮定して、チャネルの寸法を確立しました。 対応する長方形のダクトを取得するには、次の比率を採用して表lを使用できます。
実施 |
Ømm |
ほぼ同等の長方形のダクト |
DEØ |
388 |
400 X 320 |
CDØ |
500 |
680 X 320 |
BCØ |
650 |
680 X 520 |
ABØ |
770 |
960 X 520 |
この方法は、システムダクトの寸法を確立するだけであることに注意してください。 このことから、各ノズルが正確に事前に設定された量の空気を持っていることは自動的にはわかりません。
ファンに最も近い出口は、システムの端にある出口よりも少し多くの空気を与える可能性があります。
この意味で、システムのより正確な設計には、長い計算と、おそらくダクトの分数寸法が含まれます。
正確な空気分配が不可欠な場合は、個々の分岐の流量を調整できるダンパーを使用するのが完全に正常です。
最後に、システム内の圧力降下を可能な限り低く保ち、ファンを操作する際の省電力を実現するために、曲線のサイズ変更、断面の変更、障害物の評価などに細心の注意を払う必要があります。
図3は、考えられる状況で換気システムを構成する要素の例をいくつか示しています。
静的圧力における動的圧力の変換
多くの場合、特定のダクトネットワーク用に選択されたファンは、回転速度と空気供給速度が速い小型のファンです。
これにより、動的圧力が高くなり、したがって運動エネルギーが高くなります。
このような場合、ファンを放散させるのではなく、このエネルギーを再利用してファンのパフォーマンスを向上させることをお勧めします。
これは、空気の最終的な排出の前に、動的圧力が適度に低くなるまで、空気自体の速度を最小限の損失で便利に減速することで達成できます。
このようにして回収されたエネルギーは、ファンによって発生する静圧を増加させます。
実際には、これは、ディフューザーと呼ばれる、所望の排出速度の関数である最終直径を有する発散ダクトを使用することによって達成される。
発散の角度は重要です。 運動エネルギーを回収する可能性はそれに依存しますが、占有されるスペースとディフューザー自体のコストを無視してはなりません。
一般に、スピーカーでは、良好な回復を得るために総発散角が10°を超えてはならないが、開口部が60°以上の場合はまったく役に立たないと言えます。
図5の図は、ファンの動的圧力のさまざまな回復パーセンテージに対応する、ファンの供給に配置されたディフューザーの最適な比率と寸法を示しています。
ファンが自由な口で放電せず、ダクトのネットワークに給電する場合にも同じ原理を適用できますが、移動する空気の動的圧力はディフューザーの端で失われず、その後のダクトで維持されます。 。
したがって、静的圧力の回復は、ディフューザー自体の両端の動的圧力の違いによるものです。
図6は、排気漏れがない場合の、ディフューザーの両端の動的圧力の差に基づくディフューザーの静的圧力回復のパーセンテージを示しています。
例3
運河化された空気を備えたシステムは次のとおりです。8.500mの輸送を目的としています3/ h 18 mmcdaの静圧で次のような直径約480mmの翼プロファイルを持つブレードを備えたアキシャルファンを使用します。
8.500メートルの範囲3/ h、13 mmcdaの静圧および23mmcdaの全圧18mm cdaの望ましい静圧を得るために必要なディフューザーの寸法はどれくらいですか?
動的圧力=全圧-静的圧力:23-13 = 10 mm cda
必要な静的圧力回復= 18-13 = 5mm。
ファンがシステムの完全に下流にある場合、つまりファンが口を空けて放電する場合、必要な回復率は次のようになります。
図5から、50%の回復をもたらすディフューザーの最適な寸法は次のとおりです。
ここで、
L =ディフューザーの長さ
D1 =ディフューザーエンドの直径(ファン側)
D2 =ディフューザーエンドの直径(排気側)
したがって:
L = 1,80 X 480 mm = 865mm約
D = 1,43 X 480 mm =約685mm。
図3
エアダクトの部品の正しい分布と誤った分布の例
導管への入り口
セクションの縮小と拡大
曲線と派生
表1
エアチャネル-同等の直径
図4
真っ直ぐな円形の亜鉛メッキシートパイプの圧力降下-20°Cおよび760mmHgの空気
m単位の範囲3/h
図5
動的圧力回復のさまざまなパーセンテージに対するファンの供給におけるディフューザーの最適な寸法
セクションDの動的圧力の%で表した静的圧力回復
図6
ディフューザーの両端の動的圧力の差の%として表される静的圧力回復
動的圧力の差の%として表されるディフューザーの静的圧力回復