PRORAČUN KLIMATIZACIONIH

KANALA

Sentić Goran 41/2005

ZAŠTO JE VAŽAN DIZAJN KLIMATIZACIONIH KANALA?

Efikasnost snabdevanja vazduha preko klimatizacionih kanala se kreće u mnogim kućama od 60%-75% zbog loše izolacije i zbog curenja u sistemima kanala.Pravilno dizajnirani i instalirani sistemi klimatizacionih kanala imaju efikasnost 80% ili veću,sa malo ili bez dodatnih troškova.Efikasno dizajniranim sistemima je potrebno manje opreme za njihovo rukovodjenje od losije dizajniranih. Sistemi kanala koji propuštaju i koji ne rasporedjuju pravilno vazduh unutar kuće,prouzrokuju da neke sobe u kući budu previse vruće a neke previše hladne.Loše izbalansirani sistemi kanala povećavaju troškove grejanja i hladjenja.Slabiji protok vazduha izaziva neefikasnost opreme za grejanje i hladjenje,a velike brzine vazduha izazivaju povećanje buke.

OSNOVE DIZAJNA KLIMATIZACIONIH KANALA

Dobro dizajnirani kanal obuhvata:

•Merenje kanala•Gubitke pritiska u sistemima kanala•Akustiku sistema kanala•Balans vazduha u kanalima

Postoje tri metode merenja:

1.konstantan stepen trenja 2.konstantna brzina3.povećanje statickog pritiska

Pragmatično rešenje

Da bi se delovi kanala za ventilaciju spojili u sistem kanala,pokojni W R (Roy) Ahern,je ponudio sledeću metodu za merenje sistema kanala sa niskim pritiskom:

•za protok vazduha koji je veći od 4 500 l/s,konstantna brzina je 10 m/s,•za protok vazduha koji je manji od 180 l/s konstantna brzina je 4,5 m/s,•za protok vazduha koji je veći od 180 l/s ali manji od 4 500 l/s gubitak usled trenja je 1,2 Pa/m

U većim kanalima gde je brzina najbitnija,ograničavajući faktor je buka.Njegov izbor od 1,2 Pa/m kao mere za stepen trenja,je veći nego oni koje koriste drugi dizajneri.Za manje veličine kanala preporučena brzina proizvodi veći stepen trenja.Dinamički gubici su relativno niski pri rezultanti vektora brzine pritiska od 12 Pa.Brzina pritiska i glavna brzina su medjusobno zamenljive.

pv = 0,6 * v2 [Pa] ako je v u sekundama.

Brzina pritiska je jednaka kvadratu glavne brzine uvećane za 0,6 puta.

Statički pritisak Trenje izaziva opadanje statičkog pritiska.Izračunavanje stepena trenja f [Pa/m] je kompleksno,uključuje brzinu pritiska,dijametriju kanala i hrapavost površine kanala.Uz pomoć modernih kompjutera ovo izračunavanje je rutina.Medjutim mnogi dizajneri se oslanjaju na klizne lenjire.Gubitak statičkog pritiska u delu kanala je:

pT = f * L gde je L dužina kanala u metrima.

Totalni pritisak

Totalni pritisak jednak je zbiru statičkog pritiska i dinamickog pritiska:

pT = pS + pVPošto je kod stepena trenja jedna od promenjivih brzina pritiska,sledi da totalni pritisak zavisi od brzine pritiska koji u odredjenom delu kanala predstavlja kvadrat protoka.Kako vazduh protiče kroz sistem kanala od ventilatora do terminala,totalni pritisak je u stalnom opadanju.Zbog promene u brzini,isto se ne može reći za brzinu pritiska i statički pritisak.

Dinamički pritisak Kada prilagodjavanje dužine prouzrokuje promenu protoka vazduha ili njegove brzine pojavljuje se dinamički pritisak.Kvantitet dinamičkog pritiska je izražen u totalnom pritisku.Različita prilagodjavanja se zasnivaju na faktoru gubitka prilagodjavanja (K).Dinamički pritisak koji se javlja prilikom prilagodjavanja se računa na sledeći nacin:

pT (Pa) = pV

gde je brzina pritiska obično vezana za maksimalnu brzinu koja se javlja prilikom prilagodjavanja.AIRAH,ASHAIR i SMACNA su standardi koji se najčešce koriste za prilagodjavanje.

Kod balansiranja su bitne tri stavke:

•dizajn aplikacije metoda proporcionalnog balansiranja•obezbedjivanje adekvatnih amortizera za balansiranje podsistema•prilikom balansiranja ne treba se oslanjati na razdvajačke uredjaje

BALANSIRANJE

Proračunski primer

U jednu salu sa 200 sedišta potrebno je dovoditi 6 000 m3/h vazduha iz ventilacione komore koja se nalazi ispod sale.Glavni kanal,kako se vidi na slici,ide od komore pa se račva u dva odvodna kanala a iz svakog od njih vazduh se u salu ubacuje kroz 2 izlazna otvora.Treba proračunati dimenzije kanala.

Brzine vazdušne struje su:

u glavnom kanalu 6,0 m/s

u glavnim deonicama 4,0 m/s

u krajnjim deonicama 3,5 m/s

na izlaznim otvorima 3,0 m/s

u ventilacionoj komori 2,0 m/s

Presek glavnog kanala:

A1 = vs/3 600 * V1 = 6 000/3 600 *6 = 0,28 m2

Uzeće se pravougaoni presek sa stranama:

a = 0,6 m

b =0,5 m A1 = a * b = 0,3 m2

Deonice 2 i 3: v = vs/2A2 = A3 = v/3 600 * VK =3 000/3 600 * 4 = 0,21 m2

zadržavajući a = 0,6 ; b = 0,21/0,6 =0,35 m

Deonice 4,5,6 i 7: A4 – 7 =1 500 / 3 600 * 3,5 = 0,12 m2

zadržavajući b = 0,35 m a = 0,12 / 0,35 = 0,34 m

Presek komore: Ak = vs/ 3 600 * 2= 0,84 m2

Za kvadratni presek a = 0,94 m

Prečnici deonica za proračun:

D1 = 0,55 mm; D2,3 = 0,45mm; D4-7 = 0,35 mm

glavni kanal 1:

koleno 0,25 proširenje preseka 0,40

suženje preseka 0,30

račva 0,50 ∑ = 1,45

Kanali 2 i 3:

koleno 0,25

račva 0,50 ∑ = 0,75

Pojedinačni otpori:

kanali 4 do 7:koleno ζ = 0,30

ulazna rešetka: ωa = A0 / A = 0,5

prema tabeli Ψ = 0,49 Ψ = 5,50

Za proračun snage ventilatora usled simetrične raspodele dovoljno je uzeti jednu stranu razvodnih kanala i otpore na ulazu,izlazu i u komori.

Merodavan pad pritiska je:

pH = 50,80 + 8,43 + 2 * 4,51 + 11,77 + 2 * 31,38 + 49,03 + 39,23 = 231,04 Pa

Snaga ventilatora:

P = vs * pH / ŋ =1,67 * 231,04 / 0,65 = 593,6 ≈ 600 W