Наш калькулятор розміру повітроводів допомагає фахівцям з вентиляції та кондиціювання (HVAC), підрядникам і майстрам визначати оптимальні розміри повітроводів для будь-яких потреб у повітрообміні. Використовуючи стандартні методи ASHRAE, він розраховує діаметр круглого повітроводу, еквівалентні прямокутні розміри, швидкість потоку та втрати на тертя. Правильно підібраний розмір повітроводів забезпечує ефективну циркуляцію повітря, знижує рівень шуму та мінімізує енергоспоживання.
Виберіть розрахунок розміру повітроводу за CFM, CFM за розміром або перевірку швидкості потоку
Вкажіть необхідну витрату (CFM) або розміри існуючого повітроводу
Введіть бажану швидкість (600-900 FPM для житлових приміщень)
Оберіть форму повітроводу: круглу, прямокутну чи овальну
Перегляньте рекомендований розмір, швидкість і втрати на тертя
Розмір повітропроводу визначається необхідною витратою повітря (CFM) та бажаною швидкістю потоку. Площа поперечного перерізу дорівнює CFM, поділеному на швидкість. Для круглих повітропроводів діаметр розраховується на основі площі. Для прямокутних повітропроводів використовується еквівалентний діаметр для забезпечення такої ж пропускної здатності.
Area = CFM ÷ Velocity, Diameter = √(4 × Area ÷ π)
Утримуйте швидкість потоку нижче 900 FPM для основних припливних повітроводів, щоб мінімізувати шум у житлових системах
Витяжні повітроводи повинні розраховуватися на нижчу швидкість (500–700 FPM), ніж припливні
Гнучкі повітроводи мають більші втрати на тертя — збільшуйте розмір на 1–2 дюйми порівняно з металевими
Використовуйте прямокутні повітроводи в обмеженому просторі, але зберігайте співвідношення сторін менше 4:1 для збереження ефективності
Для відгалужень повітроводів (до окремих кімнат) зазвичай використовується швидкість 600–900 FPM
Загальні втрати на тертя повинні залишатися нижче 0,1 дюйма вод. ст. на 100 футів для ефективної роботи системи
Правильний підбір розмірів повітропроводів — один із найважливіших і водночас найчастіше ігнорованих аспектів проектування систем HVAC. Замалі повітропроводи обмежують потік повітря, змушуючи вентилятор працювати з підвищеним навантаженням, що збільшує енергоспоживання на 20-30%, створює шум через надмірну швидкість повітря та призводить до недостатнього обігріву чи охолодження приміщень. Занадто великі повітропроводи призводять до перевитрати матеріалів, займають зайвий простір у будівлі та можуть спричиняти занадто низьку швидкість повітря, через що всередині каналів осідає пил. Інженери HVAC використовують два основні методи розрахунку: метод швидкості, який орієнтується на певну швидкість повітря (зазвичай 600-900 футів за хвилину для житлових магістральних ліній та 400-700 FPM для відгалужень), та метод рівного опору (тертя), який підтримує постійний перепад тиску на одиницю довжини (зазвичай 0,08-0,10 дюйма водяного стовпчика на 100 футів). Обидва методи починаються з визначення необхідної витрати повітря в кубічних футах за хвилину (CFM), що розраховується за тепловим або охолоджувальним навантаженням приміщення. Цей калькулятор розрахунку повітропроводів підтримує круглу, прямокутну та овальну форми, обчислюючи необхідні розміри на основі цільового значення CFM і максимальної швидкості або рівня тертя. Він також розраховує гідравлічний діаметр та еквівалентний круглий розмір для прямокутних повітропроводів, що дозволяє легко порівнювати різні типи каналів.
Правильний підбір розміру повітропроводів є критично важливим для ефективності системи HVAC.
У комерційних системах могут використовуватися вищі швидкості, але це супроводжується підвищеним рівнем шуму та тертям.
Круглі повітропроводи мають на 27% меншу площу поверхні, ніж еквівалентні прямокутні, що забезпечує менші втрати на тертя та нижчу вартість матеріалів.
Використовуйте прямокутні повітропроводи за обмеженого простору, зберігаючи співвідношення сторін менше ніж 4:1.
Щоб розрахувати розмір повітропроводу, поділіть необхідну витрату повітря на цільову швидкість, щоб знайти площу поперечного перерізу, а потім перетворіть цю площу на діаметр.
У узгоджених одиницях Площа = CFM ÷ Швидкість, де CFM — це кубічні фути за хвилину, а швидкість — у футах за хвилину (FPM), що дає площу у квадратних футах. Для круглого повітропроводу Діаметр = √(4 × Площа ÷ π), а множення на 12 переводить фути в дюйми.
Приклад: 400 CFM при 700 FPM дає Площу = 400 ÷ 700 = 0,571 кв. футів, тому D = √(4 × 0,571 ÷ π) = 0,853 ft ≈ 10,2 дюймів, що округлюється до стандартного 10-дюймового повітропроводу.
Цей метод швидкості відповідає процедурам проектування повітропроводів з довідника ASHRAE.
У Північній Америці для розрахунку повітропроводів використовують імперські одиниці HVAC, тому їх знання допомагає уникнути дорогих помилок.
У сисистемі SI, визначеній BIPM та NIST, витрата повітря вимірюється в кубічних метрах за секунду (м³/с), швидкість — у метрах за секунду (м/с), розміри — у міліметрах, а тиск — у паскалях (Па).
Корисні коефіцієнти перерахунку:
Завжди використовуйте узгоджені одиниці довжини, оскільки змішування футів і дюймів є найпоширенішою причиною помилок у розрахунках.
Прямокутні повітропроводи підбирають до круглих за допомогою формули еквівалентного діаметра, щоб обидва забезпечували однакову витрату повітря за однакових втрат на тертя.
Співвідношення Хюбшера, опубліковане в довіднику ASHRAE: De = 1.30 × (a × b)^0.625 ÷ (a + b)^0.250, де a і b — сторони прямокутного повітропроводу, а De — еквівалентний круглий діаметр (усі в однакових одиницях).
Для повітропроводу 8 × 8 дюймів: (64)^0.625 ≈ 13,45 та (16)^0.250 = 2,0, тому De ≈ 1,30 × 13,45 ÷ 2,0 ≈ 8,74 дюймів, щоблизько до 9-дюймового круглого повітропроводу.
Оскільки еквівалентний діаметр — це не просто ширина, помножена на висоту, завжди підбирайте прямокутні ділянки за De, а не за чистою площею.
Втрати на тертя — це тиск, який вентилятор повинен подолати для проштовхування повітря через повітропровід, і він визначає енергоспоживання вентилятора.
Широко використовуване наближення для оцинкованої сталі: Δp на 100 футів ≈ 0.109136 × Q^1.9 ÷ D^5.02, де Q — витрата повітря в CFM, а D — діаметр у дюймах, що дає результат у дюймах водяного стовпа.
Загальний статичний тиск системи включає:
Більшість побутових вентиляторів розраховані приблизно на 0,5 in. w.c. загального зовнішнього статичного тиску. Проектувальники зазвичай орієнтуються на 0,08–0,10 in. w.c. на 100 футів, використовуючи метод рівного тертя, описаний у літературі ASHRAE.
Нижчі показники тертя означають більші повітропроводи, але тихіший, ефективніший потік повітря та менше споживання електроенергії двигуном.
Розрахунок повітропроводів необхідний практично в кожному проекті опалення та охолодження. Практичне правило становить приблизно 400 CFM на тонну охолодження, тому системі на 3 тонни потрібно приблизно 1200 CFM загалом.
При швидкості 800 FPM площа головного магістрального каналу має бути = 1200 ÷ 800 = 1,5 кв. фути, що дає D = √(4 × 1,5 ÷ π) ≈ 1,382 ft ≈ 16,6 дюймів, тобто потрібна магістраль на 16–18 дюймів.
Враховуючи необхідність зменшення шуму біля решіток, витяжні повітропроводи підбирають більшого розміру для меншої швидкості потоку.
Підрядники дотримуються будівельних стандартів ACCA Manual D та SMACNA для житлових систем, тоді як методи ASHRAE застосовуються для комерційних будівель, лабораторій та вентиляційних систем, де потрібні вищі швидкості та суворе балансування.
Матеріал повітропроводу змінює внутрішню шорсткість, тому для однієї й тієї ж витрати повітря може знадобитися більший повітропровід залежно від того, з чого він виготовлений.
Рівняння Дарсі — Вейсбаха, описане в матеріалах HyperPhysics (Державний університет Джорджії), показує, що перепад тиску зростає з коефіцієнтом тертя, тому шорсткіші стінки вимагають більшої потужності вентилятора.
Завжди узгоджуйте розрахункову величину тертя з фактичним матеріалом, щоб уникнути заниження розмірів.
Перевіряйте результати за діаграмами тертя ACCA Manual D та ASHRAE перед монтажем.
Якщо повітропровід уже встановлено, ви можете виконати зворотний розрахунок, щоб перевірити витрату повітря та швидкість.
Спочатку знайдіть площу поперечного перерізу: для круглого повітропроводу Площа = π × (D ÷ 2)², а для прямокутного Площа = ширина × висота, перевівши дюйми у фути шляхом ділення на 144. Потім Швидкість (FPM) = CFM ÷ Площа, або в іншому вигляді, CFM = Швидкість × Площа.
Приклад: круглий повітропровід на 10 дюймів має Площу = π × (5)² = 78,5 кв. дюймів = 0,545 кв. футів; при виміряній швидкості 700 FPM він проводить CFM = 700 × 0,545 ≈ 382 CFM.
Порівняння цього значення з рекомендаціями щодо швидкості від ASHRAE та принципами гідродинаміки Khan Academy покаже, чи є ділянка заниженою, правильно підібраною чи шумною.
Data sourced from trusted institutions
All formulas verified against official standards.