Расчёт воздуховодов

Для чего нужен расчёт воздуховодов

Расчёт воздуховодов решает три задачи: определение сечения канала для прохождения нужного объёма воздуха, вычисление площади поверхности для заказа материалов и расчёт потерь давления для подбора вентилятора. Ошибки на этом этапе ведут к плохой тяге, повышенному шуму и перерасходу материалов.

Расчёт сечения воздуховода

Сечение определяют по формуле:

S = L / (3600 × v)

где:

• S — площадь сечения, м²
• L — расход воздуха, м³/ч
• v — скорость воздуха, м/с

Для круглого воздуховода диаметр вычисляют из полученной площади:

D = 2 × √(S / π)

Для прямоугольного — выбирают высоту и вычисляют ширину или наоборот, учитывая стандартные размеры листового металла.

Рекомендуемые скорости воздуха

Слишком низкая скорость увеличивает сечение и стоимость системы, слишком высокая — создаёт шум и повышает потери давления.

Площадь поверхности прямых участков

Площадь поверхности нужна для расчёта материалов на изготовление и теплоизоляцию.

Круглый воздуховод

S = π × D × L

где D — диаметр, L — длина участка.

Пример: воздуховод диаметром 315 мм длиной 3 м.

S = 3,1416 × 0,315 × 3 = 2,97 м²

Прямоугольный воздуховод

S = 2 × (A + B) × L

где A и B — стороны сечения, L — длина.

Пример: канал 400×200 мм длиной 5 м.

S = 2 × (0,4 + 0,2) × 5 = 6,0 м²

Расчёт фасонных изделий

Фасонные части — отводы, переходы, тройники, врезки — составляют до 30% стоимости системы. Их площадь считают отдельно.

Отводы

Для круглого отвода:

S = (π × D × α × R) / 360

где α — угол поворота, R — радиус изгиба (обычно 1,5D).

Для прямоугольного отвода учитывают развёртку по внешней и внутренней стороне.

Переходы

Переход с круглого на круглое сечение:

S = π × L × (D₁ + D₂) / 2

Переход с прямоугольного на прямоугольное:

S = L × (P₁ + P₂) / 2

где P — периметр сечения.

Тройники и врезки

Площадь тройника считают как сумму площадей двух-трёх участков с учётом длин ответвлений. Для врезок учитывают площадь патрубка и площадь отверстия в основном канале.

Потери давления в воздуховодах

Полное давление вентилятора должно преодолеть сопротивление сети. Сопротивление складывается из потерь на трение и местных сопротивлений.

Потери на трение

ΔP = λ × (L / D) × (ρ × v² / 2)

где λ — коэффициент трения (зависит от материала и шероховатости), ρ — плотность воздуха.

Для приближённых расчётов используют номограммы или таблицы из СП 60.13330.

Местные сопротивления

ΔP = ξ × (ρ × v² / 2)

где ξ — коэффициент местного сопротивления.

Значения ξ для типовых элементов:

• Отвод 90°: 0,3–0,5
• Тройник на проход: 0,1–0,3
• Тройник на ответвление: 0,5–1,5
• Диффузор: 0,1–0,3
• Конфузор: 0,05–0,1

Точные значения берут из справочников по вентиляции.

Практический пример расчёта

Исходные данные:

• Расход воздуха: 500 м³/ч
• Длина магистрали: 15 м
• Отводы 90°: 3 шт.
• Диффузор на выходе: 1 шт.

Шаг 1. Определяем сечение

При скорости 4 м/с:

S = 500 / (3600 × 4) = 0,0347 м²

Диаметр: D = 2 × √(0,0347 / 3,1416) = 0,21 м

Выбираем стандартный диаметр 225 мм.

Шаг 2. Проверяем скорость

Sфакт = 3,1416 × 0,225² / 4 = 0,0398 м²

v = 500 / (3600 × 0,0398) = 3,5 м/с — в пределах нормы.

Шаг 3. Считаем потери давления

Потери на трение (по таблицам): около 1 Па/м × 15 м = 15 Па.

Местные сопротивления:

• 3 отвода × 0,4 × (1,2 × 3,5² / 2) = 3 × 0,4 × 7,35 = 8,8 Па
• Диффузор × 0,2 × 7,35 = 1,5 Па

Итого: 15 + 8,8 + 1,5 ≈ 25 Па.

Добавляем 10–20% запас — вентилятор нужен на давление около 30 Па.

Особенности монтажа

При проектировании учитывайте:

• Доступ для обслуживания и чистки
• Уклон для отвода конденсата
• Теплоизоляцию в холодных помещениях
• Гибкие вставки для виброизоляции у вентилятора
• Огнезадерживающие клапаны в противопожарных преградах

Используйте онлайн-калькулятор для быстрого расчёта площади воздуховодов и фасонных изделий.