Приклад 6.1

Розрахувати систему каналів природної витяжної вентиляції, що обслуговує кухні, обладнані 4-конфорочними плитами, і санвузли двохквартирної секції будинку (мал. 5.2). Приймаємо t_вн = 18ºС, висота - 3,0 м. Вертикальні канали прокладені в цегляних стінах, збірні канали з подвійних шлакогипсових плит – на горищі. Витяжна шахта дерев'яна, оббита покрівельною сталлю по войлоку.

Розрахунок проводимо в такій послідовності:

1. Визначити наявний гравітаційний тиск для каналів кожного поверху:

для 3-го поверху

для 2-го поверху

для 1-го поверху

,

де ρ_зов = 1,27 кг/м³

ρ_вн = 1,21 кг/м³ для t_вн = 18ºС.

Мал. 5.2

2. Розрахунок розпочати з найбільш несприятливо розташованого каналу, Р якого має найменше значення (верхній поверх). Таким каналом є канал з кухні 3-го поверху, по якому рухається 90 м³ повітря.

3. Задатися швидкістю руху повітря у витяжному каналі v = 0,6 м/с і визначити переріз жалюзійної решітки (ділянка 1) і каналу (ділянка 2) за формулою:

За табл. 5.3 прийняти жалюзійну решітку розмірами 250х250 мм з площею живого перерізу f_реш = 0,0361м² і канал розміром 1/2х1 цеглину з площею перерізу f_кан2 = 0,0378м² (дод. Д). Тоді уточнена швидкість на ділянках 1 і 2 становитиме:

і

Таблиця 5.3 – Розміри типових жалюзійних решіток

За дод. Е коефіцієнт місцевого опору жалюзійної решітки ξ = 1,2. Динамічний тиск при швидкості v₁ = 0,69 м/с становить:

, Па

При цьому втрати тиску в жалюзійній решітці:

, Па

Результати розрахунку занести в табл. 5.4.

Канал на ділянці 2 має прямокутній переріз і тому для визначення втрат тиску на тертя потрібно знайти еквівалентний діаметр каналу круглого перерізу за формулою:

=185 (мм)

За номограмою (додаток Ж) при швидкості повітря в каналі 0,66 м/с втрати тиску на тертя на одиницю довжини сталевого повітропроводу R = 0,05 Па/м. В цегляному каналі на ділянці 2, який має більшу шорсткість, ніж сталевий повітропровід, питомі втрати тиску на тертя з урахуванням k_э = 4 і β = 1,35 (табл. 5.5) складатимуть:

Δр_l = β · R · l = 1,35 · 0,05 · 0,7 = 0,46 (Па)

За дод. Е визначити суму коефіцієнтів місцевих опорів для ділянки 2, який має два коліна по 90º і трійник на відгалуження: Σζ = 2,4 + 0,7 = 3,1.

Таблиця 5.5 – Значення коефіцієнтів шорсткості β

Втрати тиску на місцевих опорах складуть:

Δp_м =

Результати занести до табл. 5.5.

Таблиця 5.5 – Розрахунок витяжних каналів природної вентиляції

№ діл	L, м3/год	l, м	а x b, мм	f, м2	V, м/c	dекв, мм	R, Па	β	Δрl, Па	Σζ	pd, Па	Δpм, Па	Δpм+ Δрl, Па
Розрахунок каналів з кухні 3-го поверху. ΔР3 = 2,94Па
		0,7 1,2 1,0 3,5	250х250 140х270 300х300 450х450 450х450	0,0361 0,0378 0,090 0,135 0,203	0,69 0,66 0,83 0,86 1,15	-	- 0,05 0,04 0,03 0,03	- 1,35 1,19 1,19 1,0	- 0,046 0,057 0,036 0,105	1,2 3,1 0,64 0,64 1,3	0,288 0,26 0,415 0,45 0,795	0,345 0,800 0,265 0,288 1,026	0,345 0,846 0,322 0,324 1,131
Σ, Па 2,968
Визначаємо нев'язку:
Розрахунок каналів з кухні 2-го поверху. ΔР2 = 2,933Па
		0,4 3,7	300х300 140х270 150х200	0,09 0,0378 0,0173	0,56 0,66 1,45	-	0,03 0,05 -	1,08 1,35 -	0,014 0,25 -	0,6 3,5 1,2	0,188 0,26 1,12	0,113 0,91 1,34	0,127 1,16 1,34
Σ, Па 2,627
Визначаємо нев'язку:
Розрахунок каналів з кухні 1-го поверху. ΔР1 = 4,566Па
		0,4 6,7 -	300х300 140х270 150х150	0,09 0,0378 0,013	0,28 0,66 1,92	-	0,06 0,05 -	1,06 1,35 -	0,003 0,45 -	1,6 3,6 1,2	0,052 0,26 2,24	0,085 0,94 2,69	0,088 1,39 2,69
Σ, Па 4,168
Визначаємо нев'язку:
Розрахунок каналів з ванної кімнати 3-го поверху. ΔР3 = 2,94 – 0,324 – 1,131 = 1,485Па
		0,9 0,7 0,4	150х300 140х140 150х200 150х150	0,045 0,0196 0,03 0,013	0,92 0,71 0,23 0,53	-	0,07 0,08 0,007 -	1,12 1,35 1,04 -	0,07 0,076 0,004 -	0,64 3,1 1,2 1,2	0,515 0,3 0,03 0,17	0,35 0,93 0,036 0,204	0,42 1,006 0,04 0,204
Σ, Па 1,67
Визначаємо нев'язку:

4. На ділянці 3 канал виконаний з шлакогіпсових плит, для яких β = 1,19 (табл. 5.4). Сума коефіцієнтів місцевих опорів - двох колін по 45º Σζ = 2 · 0,32 = 0,64. Аналогічно виконаний канал на ділянці 4.

5. Витяжна шахта на ділянці 5 обшита листовою сталлю, тому β = 1; коефіцієнт місцевого опору – вихід повітря із шахти під зонт Σζ = 1,3.

Загальні втрати тиску на тракті від витяжної жалюзійної решітки до виходу повітря із шахти ΣΔp_м + Δр_l = 2,968 Па, а розрахунковий гравітаційний тиск. ΔР₃ = 2,94Па. Визначити нев'язку:

Нев’язка х не повинна складати більше 10%, в іншому випадку підбираємо інші розміри каналів.

6. Необхідно також розрахувати канал з кухні 2-го поверху, для якого гравітаційний тиск складає ΔР₂ = 4,71Па. На тракті руху повітря з кухні 2-го поверху до шахти ділянки 3,4,5 вже пораховані, тому розрахунковий тиск для ділянок 6,7,8 складе:

ΔР₂ = 4,71 – 0,322 – 0,324 – 1,131 = 2,933Па

Оскільки ділянки 6 і 9 короткі, то конструктивно розміри їх перерізів

слід залишити такими ж як і для ділянки 3, тобто 300х300 мм.

7. На ділянці 6 коефіцієнт місцевого опору трійника на проході ξ = 0,6. Канал на ділянці 8 слід прийняти розміром 1/2х1 цеглину. Сума коефіцієнтів місцевих опорів – двох прямокутних колін з ζ = 2 · 1,2 = 2,4 і трійника на відгалуженні з ζ = 1,1 складе Σζ = 3,5.

Результати розрахунку ділянок 6 і 7 занести до табл. 5.5.

8. На ділянках 6 і 7 втрати тиску склали Σ(Δp_м+ Δр_l)_6,7 = 0,27 +1,16 =

1,287 Па. Отже, для повної ув'язки в жалюзійній решітці необхідно

втратити Δр_реш = 2,933 – 1,287 = 1,646 (Па). Знаючи коефіцієнт місцевого

опору жалюзійної решітки ζ = 1,2, можна визначити необхідну швидкість

в живому перерізі і за нею підібрати розміри решітки:

Тоді

Прийняти за табл. 5.3 жалюзійну решітку розміром 150х200 мм з

площею живого перерізу f_реш = 0,0173м².

9. Результати розрахунку каналу для кухні 1-го поверху, для якого гравітаційний тиск ΔР₁ = 6,47Па, а розрахунковий тиск:

ΔР₁ = 6,47 - Σ(Δp_м+ Δр_l)_3,4,5,6 = 6,47 – 0,322 – 0,324 – 1,31 – 0,127 = 4,566Па

занести до табл. 5.5.

Усі наступні розрахунки виконувати за аналогічною схемою.

В системах природної канальної вентиляції також допускається встановлювати індивідуальні побутові витяжні вентилятори на витяжних пристроях з кожної квартири. Тому у випадку значного перевищення нев'язок по гілках системи доцільним буде встановлення побутових вентиляторів для забезпечення необхідного тиску в системі. Основні характеристики вентиляторів наведені у додатку З.

Список використаної літератури:

1. СНиП 2.04.05-91^* Отопление, вентиляція и кондиционирование. Минстрой

России. – М., 1994.

2. Кравченко В.С., Саблій Л.А., Зінич П.Л Санітарно-технічне обладнання

будинків. Підручник – К.:Кондор, 2007.

3. ДБН В.2.2 – 15 – 2005 “Житлові будинки”.

4. В.Ф. Гершкович Пособие по проектированию систем водяного отопления к

СНиП 2.04.05-91 «Отопления, вентиляция и кондиционирование» - К.:Укрархстройинформ, 2001.- 37с.

5. В.В.Покотилов Пособие по расчету систем отопления – Минск: “HERZ

Armaturen”, 2006. – 144с.

6. «Внутренние санитарно-технические устройства» в 3-х част. (под ред.

Н.Н.Павлова, Ю.И.Шиллера) Изд. 4-е ч.2, 3 Вентиляция и кондиционирование

воздуха. М.: Стройиздат, 1992 г. - 509 с. (справочник проэктировщика).

7. В.Н. Богословський, В.П.Щеглов Отопление и вентиляция. - М.:Стройиздат,

1980. - 296с.

8. А.Н. Сканави, Л.М. Махов. Отоплентие. – М.: АСВ, 2002г. – 576с.