محاسبه ابعاد کانال دستگاه های تهویه مطبوع

محاسبه ابعاد کانال دستگاه های تهویه مطبوع یکی از حساس ترین حوزه های تاسیسات می باشد. امروز از سری مقالات آریا تهویه قصد داریم شما را بیشتر با محاسبه ابعاد کانال دستگاه های تهویه مطبوع با استفاده از نرم افزار Duct Sizer آشنا کنیم.

محاسبه کانال دستگاه های هواساز یک مرحله ای افقی: AT-SSHT ،AT-SSV

بعد از محاسبه ظرفیت دستگاه ها، برای محاسبه ابعاد کانال های آنها باید از نرم افزار Duct Sizer استفاده کنید. حال بر فرض اینکه سرعت اولیه 1600 – 1400 pfm باشد. با داشتن حجم هوادهی، ابعاد کانال متصل به دستگاه به دست خواهد آمد. برای اینکه بتوانیم ابعاد سایر کانال ها را بدست آوریم. باید مقدار افت فشار بدست آمده در قسمت قبل را استفاده نماییم.

بعد وارد نمودن سرعت و دبی هوا در نرم افزار Duct Sizer برای کانال متصل به دستگاه، نرم افزار مقدار افت فشار را در کانال با این مقادیر مخشص خواهد کرد. بعد افت فشاری که نرم افزار آن را بدست آورده است را تا دو رقم اشعار گرد می کنیم. پس از این کار برای ابعاد سایر کانال ها از روش افت فشار ثابت استفاده می کنیم. به این صورت که با مشخص نمودن دبی هوا عبوری از هر کانال مقدار افت فشار ثابت بدست آمده، ابعاد کانال مدنظر را با توجه به شرایط و محدودیت ها تعیین می نماییم.

به طور مثال:

اگر دستگاه 2000cfm باشد. با در نظر گرفتن سرغت آن که 1500fpm است. نرم افزار تقریبا یک عددی مطلبق به تصویر زیر از افت فشار به ما می دهد.

نکته ی قابل توجه در مورد نرم افزار Duct sizer  این است که این نرم افزار ابعاد را به صورت تخمینی و با روش گرد کردن مشخص می کند.  باید توجه کرد که ابعاد کانال باید یک عدد زوج باشند.

ادامه محاسبه کانال دستگاه های هواساز یک مرحله ای افقی:

در ادامه با وارد نمودن یک بعد کانال بعد دیگر را نرم افزار به ما خواهد داد. و برای اطمینان از صحت این ابعاد بدست آمده بعد را دوباره وارد می کنیم. تا مطمئن شویم نرم افزار بعد مفروض نتیجه درست را به ما نشام می دهد. در صورتی که عدد اشتباه گرفته شده باشد. (مشابه تصویر زیر) بعد فرضی اولیه را تغییر می دهیم که هر دو عدد زوج شوند و با جابجایی تغییر ننمایند.

به طور کلی نسبت ابعادی ایده آل برای کانال ها 2 به 1 می باشد. اما باید توجه کرد که ارتفاع کانال می تواند محدودیت مختلفی ایجاد کند و لذا باید از نسبت های بزرگتر استفاده کنیم. (به دلیل اینکه ارتفاع کانال به سقف کاذب وابسته است)

برای اینکه بهتر متوجه شویم بعد فرضی را مطابق شکل زیر تغییر می دهیم که …

مثال:

در این مثال هوا با دبی 4000cfm وارد کانال می شود. و مقدار افت فشار بدست آورده در مثال بالا (Head Loss) 0.137 می باشد. که آن را به 0.14 گرد می کنیم و برای محاسبات سایر کانال های متصل به دستگاه به عنوان فرض افت فشار ثابت با استفاده از نرم افزار Duct Sizer به کار می بریم.

مثال:

به طور مثال فرض نمایید که یک انشعاب برای دبی هوا 2000cfm برای یک قسمت از کانال می گیریم. محل (خط) انشعاب گیری باید به طوری باشد که دبی هوا را به دو قسمت یا سهم مساوی تقسیم نمایید. مطابق شکل زیر خط انشعاب گیری (Take Off) در وسط کانال می باشد.

این خط به گونه ای قرار می گیرد که دبی هوا را به نسبت مورد نیاز (در این مثال 2/1 ) تقسیم کند.(مطابق شکل زیر)

برای بدست آوردن عدد ابعاد کانال های باقی مانده بعد از انشعاب از روش افت فشار ثابت و با استفاده از دبی باقی مانده (در اینجا 2000cfm) انجام می شود. که ابعاد آن با توجه به نکات ذکر شده. که در بالا خاطرنشان کردیم به این صورت بدست می آید. (مانند تصویر زیر)

محاسبات کانال دستگاه  هواساز  DX:

محاسبات کانال برای این دستگاه مشابه  دستگاه هواساز تبخیری یک مرحله ای صورت خواهد گرفت، با این تفاوت که سرعت فرضی اولیه که باید  در دستگاه هواساز DX در نظر بگیریم 1000-1200fpm باشد.

به این نکته توجه کنید که در صورت استفاده از دریچه ی خطی (Liner ) با توجه به ارتفاع کانال سرعت ایده ال فرضی را حدود 900 fpm می باشد.

نحوه ی محاسبه ی دریچه ها:

دریچه ها انواع گوناگونی دارند که از نمونه های معمول و کاربردی ان می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. دریچه های دیواری یک طرفه متحرک و ثابت
2. دریچه های دیواری دو طرفه
3. دریچه های خطی متحرک و ثابت
4. دریچه های سقفی چارگوش ثابت
5. دریچه های هوای برگشت به دستگاه

برای محاسبه ی دریچه ها از جداول مربوط به نوع هر دریچه استفاد می کنیم.

با داشتن دبی هوا عبوری از دریچه و سرعت ایده آل مورد نظر، ابعاد دریچه را با استفاده از جداول مربوط بدست می آوریم. سرعت ایده آل دریچه برای دستگاه DX، عدد 500fpm و برای دستگاه Airwasher، 600fpm می باشد. (مطابق به جدول زیر)

مثال:

به طور مثال برای محاسبه ی یک دریچه ی دو طرفه برای یک دستگاه Airwasher با دبی هوا عبوری 690cfm از دریچه با توجه به جدول یک دریچه با ابعاد 18 in *12 in  را انتخاب می کنیم که با میان یابی سرعت عبوری از آن حدود 600 fpm می شود.

روش میان یابی باید به این صورت باشد که برای دریچه ی 18*12 برای دبی هوا 675 cfm سرعت دریچه 592fpm بدست آید و همچنین با دبی هوا  550cfm سرعت دریچه 482 fpm  بدست آید با استفاده از رابطه ی زیر، سرعت دریچه برای دبی هوا عبوری 690 cfm :

(690-675)/(X-592) = (675-550)/ (592-482)

X= 605 fpm  ——–˃

که این عدد به دست آمده نزدیک به سرعت ایده آل دریچه برای دستگاه ایرواشر (تبخیری یک مرحله ای) می باشد. در نتیجه دریچه ی انتخابی صحیح خواهد بود.

اما باید توجه کرد که ابعاد دریچه را در صورت امکان 1 سایز از ابعاد کانال متصل به آن کمتر باشد. به طور مثال این دریچه ی انتخابی برای یک کانال با ارتفاع 12-16in مناسب خواهد بود.

وظیفه اصلی شبکه های کانال در سیستم های تهویه مطبوع:

در سیستم های تهویه مطبوع ساختمان وظیفه اصلی شبکه های کانال عبارتند از:

• انتقال و توزیع هوای گرم یا سرد از دستگاه تهویه مطبوع به قسمت های مختلف ساختمان و در صورت لزوم برگشت هوا از فضا های داخلی به دستگاه.
• انتقال هوای تازه خارج ساختمان به داخل برای انجام عمل تهویه یا انتقال هوای نامناسب داخل و تخلیه آن به هوای خارج از ساختمان

طراحی شبکه کانال ساختمان باید به گونه ای انجام شود که:

• کمترین اصطکاک و افت فشار را ایجاد نماید.
• تبادل حرارت با محیط خارج (اتلافات و دریافت های حرارتی) کمترین باشد.
• تولید و انتقال صدا و همچنین ایجاد ارتعاش در شبکه وجود نداشته باشد.
• شبکه کانال حداقل فضای ممکنه را در نقاط مختلف ساختمان اشغال نماید.

برای طراحی شبکه کانال ابتدا در روی نقشه محل دریچه ها را در مکان مناسب انتخاب می کنیم. و سپس مسیر کانال های رفت و برگشت را با در نظر گرفتن مسیر های ساده ترسیم می کنیم. برای شبکه کانال کشی مناسبترین شکل برای سطح مقطع کانال، مقطع دایره ای است.
زیرا کانال های با مقطع دایره ای دارای افت فشار، انتقال حرارت و هزینه ساخت و بهره برداری کمتری نسبت به کانال های با مقطع چهارگوش است، اما به علت محدودیت فضا های قابل دسترس (سقف کاذب) اغلب از کانال های با مقطع مستطیل استفاده می شود. در صورتی که مشکلی از نظر ارتفاع سقف کاذب وجود نداشته باشد و همچنین اغلب در سالن های بزرگ مانند سالن های ورزشی از کانال های با مقطع دایره ای استفاده می شود.

طبقه بندی کانال‌ها:

شبکه های کانال رفت و برگشت معمولا براساس سرعت و یا فشار هوای داخل آنها طبقه بندی می شوند:

الف: کانالهای هوا را از نظر سرعت می توان به دو گروه تقسیم کرد.

1. کانال های با سرعت کم هوا: در این گروه که برای مکان های مسکونی و آسایشی استفاده می شود، سرعت هوا در کانال رفت کمتر از 2500 فوت بر دقیقه و معمولا بین 1500 تا 2000 فوت بر دقیقه و در کانال برگشت حدود 1500 فوت بر دقیقه است.
2. کانال با سرعت زیاد هوا: این گروه برای مکان هایی استفاده می شود که تولید صدا مشکلی ایجاد نمی کند.سرعت هوا در کانال رفت بیش از 2500 فون بر دقیقه و معمولا 3000 فوت بر دقیقه انتخاب می شود. در کارخانه ها که تولید صدای جریان هوا در کانال مشکلی ایجاد نمی کند، سرعت هوا را تا 5000 فوت بر دقیقه انتخاب می کنند. در این حالت سرعت هوا در کانال برگشت حدود 1800 فوت بر دقیقه انتخاب می شود. سرعت هوا در کانالی که دارای اگزاست فن باشد. بسیار کمتر از مقادیر فوق و حدود 70 فوت بر دقیقه در نظر گرفته می شود.

ب: کانالهای هوا را از نظر فشار هوای داخل آنها می توان به سه گروه تقسیم کرد:

1. کانال با فشار کم که فشار هوا در داخل آن حدود 2 اینچ ستون آب می باشد.
2. کانال با فشار متوسط که فشار هوا در داخل آن حدود 4 اینچ ستون آب است.
3. کانال با فشار زیاد که فشار هوا در داخل آن حدود 9 اینچ ستون آب می باشد.

محاسبه ابعاد کانال:

برای تعیین ابعاد کانال هوا به ترتیب زیر عمل می کنیم:
تعیین حجم جریان (دبی) هوا: مقدار هوای رفت کلی و نیز مقدار هوای لازم برای هر اتاق از برآورد بار تهویه مطبوع به دست می آید.
انتخاب سرعت هوا: در جدول زیر پیشنهادی را برای کانال های رفت و برگشت هوا در ساختمان های مختلف برای شرایطی که عامل محدود کننده افت فشار باشد، و همچنین سرعت بیشینه هوا در کانال اصلی را برای وضعیتی که عامل محدود کننده صدا باشد، ارائه می کند.
برای کاهش سرعت هوا در کانال نیاز به ابعاد بزرگتر سطح مقطع خواهد بود. در ساختمان هایی که فضای کافی برای انجام کانال کشی با سرعت های توصیه شده وجود ندارد. ممکن است مجبور به استفاده از سرعت های بالاتر شویم.

تعیین قطر یا ابعاد کانال:

پس از تعیین دبی و انتخاب سرعت (یا افت فشار) مناسب، می توان از قطر کانال مدور معادل را به دست آورد.
با توجه به قطر کانال گرد، از ابعاد کانال معادل چهارگوش به دست می آید. مقصود از کانال معادل کانالی است که همان مقدار هوا را با همان میزان اصطکاک کانال گرد،جا به جا نماید. رابطه بین قطر یک کانال دایره ای شکل با ابعاد سطح مقطع یک کانال چهارگوش معادل آن است.

امیدواریم از مقاله محاسبه ابعاد کانال دستگاه های تهویه مطبوع و آموزش نرم افزار Duct Sizer بهره کافی را برده باشید. شما می‌توانید از قسمت دیدگاه ها نظرات خود را باما در میان بگذارید.