So ermitteln Sie den Ventilatordruck: Möglichkeiten zur Messung und Berechnung des Drucks in einem Lüftungssystem
Wenn Sie dem Komfort in Ihrem Zuhause genügend Aufmerksamkeit schenken, werden Sie wahrscheinlich zustimmen, dass die Luftqualität an erster Stelle stehen sollte. Frische Luft ist gut für die Gesundheit und das Denken. Es ist keine Schande, Gäste in einen wohlriechenden Raum einzuladen. Jeden Raum zehnmal am Tag zu lüften ist keine leichte Aufgabe, oder?
Viel hängt von der Wahl des Ventilators und vor allem von seinem Druck ab. Bevor Sie jedoch den Lüfterdruck bestimmen, müssen Sie sich mit einigen physikalischen Parametern vertraut machen. Lesen Sie mehr darüber in unserem Artikel.
Dank unseres Materials studieren Sie Formeln und lernen die Druckarten im Lüftungssystem kennen. Wir haben Ihnen Informationen über den Gesamtdruck des Ventilators und zwei Möglichkeiten zur Verfügung gestellt, wie dieser gemessen werden kann. Dadurch können Sie alle Parameter selbst messen.
Der Inhalt des Artikels:
Druck im Lüftungssystem
Zu Belüftung Um effektiv zu sein, müssen Sie den richtigen Lüfterdruck auswählen. Um den Druck selbst zu messen, gibt es zwei Möglichkeiten. Die erste Methode ist die direkte Methode, bei der der Druck an verschiedenen Stellen gemessen wird. Die zweite Möglichkeit besteht darin, zwei von drei Druckarten zu berechnen und daraus einen unbekannten Wert zu erhalten.
Der Druck (auch Druck) kann statisch, dynamisch (Geschwindigkeit) und total sein. Dem letztgenannten Indikator zufolge gibt es drei Kategorien von Fans.
Die erste Kategorie umfasst Geräte mit einem Druck < 1 kPa, die zweite - 1-3 kPa oder mehr, die dritte - mehr als 3-12 kPa und höher. In Wohngebäuden kommen Geräte der ersten und zweiten Kategorie zum Einsatz.
In der technischen Dokumentation des Ventilators sind in der Regel aerodynamische Parameter angegeben, darunter der Gesamtdruck und der statische Druck bei einer bestimmten Leistung. In der Praxis stimmen „Werks“- und reale Parameter oft nicht überein, was auf die Konstruktionsmerkmale von Lüftungssystemen zurückzuführen ist.
Es gibt internationale und staatliche Standards, die darauf abzielen, die Genauigkeit von Messungen unter Laborbedingungen zu erhöhen.
In Russland werden üblicherweise die Methoden A und C verwendet, bei denen der Luftdruck nach dem Ventilator indirekt anhand der installierten Leistung ermittelt wird. Bei verschiedenen Methoden umfasst der Auslassbereich die Laufradbuchse oder nicht.
Formeln zur Berechnung des Lüfterdrucks
Druck ist das Verhältnis der wirkenden Kräfte und der Fläche, auf die sie gerichtet sind. Bei einem Lüftungskanal sprechen wir von Luft und Querschnitt.
Die Strömung im Kanal ist ungleichmäßig verteilt und verläuft nicht im rechten Winkel zum Querschnitt. Es ist nicht möglich, den genauen Druck aus einer Messung herauszufinden, sondern Sie müssen an mehreren Stellen nach dem Durchschnittswert suchen. Dies muss sowohl beim Betreten als auch beim Verlassen des Lüftungsgerätes erfolgen.
Der Gesamtventilatordruck wird durch die Formel bestimmt Pp = Pp (Ausgabe) – Pp (Eingabe), Wo:
- Pp (out) – Gesamtdruck am Auslass des Geräts;
- Pp (in.) – Gesamtdruck am Einlass des Geräts.
Für den statischen Druck des Ventilators weicht die Formel geringfügig ab.
Es wird geschrieben als Rst = Rst (out) – Pp (in), wobei:
- Pst (out) – statischer Druck am Auslass des Geräts;
- Pp (in.) – Gesamtdruck am Einlass des Geräts.
Der statische Druck spiegelt nicht die erforderliche Energiemenge zur Übertragung auf das System wider, sondern dient als zusätzlicher Parameter, anhand dessen der Gesamtdruck bestimmt werden kann. Der letzte Indikator ist der wichtigste Kriterium bei der Auswahl eines Ventilators: sowohl im Haushalt als auch in der Industrie. Eine Verringerung der Gesamtförderhöhe spiegelt den Energieverlust im System wider.
Der statische Druck im Lüftungskanal selbst ergibt sich aus der Differenz des statischen Drucks am Einlass und Auslass der Lüftung: Pst = Pst 0 - Pst 1. Dies ist ein untergeordneter Parameter.
Die richtige Wahl eines Lüftungsgeräts umfasst folgende Nuancen:
- Berechnung des Luftstroms im System (m³/s);
- Auswahl eines Gerätes auf Basis dieser Berechnung;
- Bestimmen der Ausgangsgeschwindigkeit für den ausgewählten Ventilator (m/s);
- Berechnung des Pp-Geräts;
- Messung des statischen und dynamischen Drucks zum Vergleich mit dem Gesamtdruck.
Um den Ort für die Druckmessung zu berechnen, orientieren sie sich am hydraulischen Durchmesser des Luftkanals. Es wird durch die Formel bestimmt: D = 4F / P. F ist die Querschnittsfläche des Rohrs und P ist sein Umfang. Die Entfernung zur Bestimmung des Messortes am Ein- und Auslass wird mit der Zahl D gemessen.
Wie berechnet man den Beatmungsdruck?
Der gesamte Eingangsdruck wird an einem Querschnitt des Lüftungskanals gemessen, der sich im Abstand von zwei hydraulischen Kanaldurchmessern (2D) befindet.Vor der Messstelle sollte idealerweise ein gerades Luftkanalstück mit einer Länge von 4D und einer ungestörten Strömung vorhanden sein.
In der Praxis treten die oben beschriebenen Zustände selten auf, und dann wird vor der gewünschten Stelle eine Wabe installiert, die den Luftstrom begradigt.
Anschließend wird ein vollständiger Druckbehälter in das Lüftungssystem eingefügt: an mehreren Stellen im Abschnitt der Reihe nach – mindestens 3. Anhand der erhaltenen Werte wird das Durchschnittsergebnis berechnet. Bei Ventilatoren mit freiem Eingang Pp entspricht der Eingang dem Umgebungsdruck, der Überdruck ist in diesem Fall Null.
Wenn Sie einen starken Luftstrom messen, sollten Sie aus dem Druck die Geschwindigkeit ermitteln und diese dann mit der Querschnittsgröße vergleichen. Je höher die Geschwindigkeit pro Flächeneinheit und je größer die Fläche selbst ist, desto effizienter ist der Ventilator.
Der Gesamtausgangsdruck ist ein komplexes Konzept. Der Abfluss weist eine heterogene Struktur auf, die auch von der Betriebsart und dem Gerätetyp abhängt. Die Luft am Auslass weist Zonen der Rückbewegung auf, was die Berechnung von Druck und Geschwindigkeit erschwert.
Es wird nicht möglich sein, ein Muster für den Zeitpunkt des Auftretens einer solchen Bewegung festzulegen. Die Strömungsheterogenität erreicht 7-10 D, dieser Wert kann jedoch durch Begradigung der Gitter reduziert werden.
Manchmal befindet sich am Auslass des Lüftungsgeräts ein Drehkrümmer oder ein Abreißdiffusor.In diesem Fall wird die Strömung noch heterogener sein.
Der Druck wird dann nach folgender Methode gemessen:
- Hinter dem Ventilator wird der erste Abschnitt ausgewählt und mit einer Sonde abgetastet. Der durchschnittliche Gesamtkopf und die Produktivität werden an mehreren Punkten gemessen. Letzteres wird dann mit der Eingangsleistung verglichen.
- Als nächstes wird ein zusätzlicher Abschnitt ausgewählt – auf dem nächstgelegenen geraden Abschnitt nach dem Verlassen des Lüftungsgeräts. Messen Sie vom Anfang eines solchen Fragments aus 4–6 D. Wenn die Länge des Abschnitts kürzer ist, wählen Sie einen Abschnitt am entferntesten Punkt aus. Nehmen Sie dann die Sonde und ermitteln Sie die Produktivität und die durchschnittliche Gesamtförderhöhe.
Die berechneten Verluste im Abschnitt nach dem Ventilator werden vom durchschnittlichen Gesamtdruck im zusätzlichen Abschnitt abgezogen. Es ergibt sich der gesamte Ausgangsdruck.
Anschließend wird die Leistung am Einlass sowie am ersten und weiteren Abschnitt am Auslass verglichen. Der Input-Indikator und einer der Output-Indikatoren, der wertemäßig näher beieinander liegt, sollten als korrekt angesehen werden.
Möglicherweise gibt es kein gerades Liniensegment mit der erforderlichen Länge. Wählen Sie dann einen Abschnitt aus, der die zu messende Fläche im Verhältnis 3 zu 1 in Teile unterteilt. Der größte dieser Teile sollte näher am Lüfter liegen. In Membranen, Dämpfern, Bögen und anderen Verbindungen mit Luftstörungen können keine Messungen durchgeführt werden.
Bei Dachventilatoren wird Pp nur am Einlass gemessen und die Statik am Auslass ermittelt. Die Hochgeschwindigkeitsströmung nach dem Lüftungsgerät geht fast vollständig verloren.
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Merkmale der Druckberechnung
Die Messung des Drucks in Luft wird aufgrund der sich schnell ändernden Parameter schwieriger. Sie sollten elektronische Manometer mit einer Funktion zur Mittelung der pro Zeiteinheit erzielten Ergebnisse kaufen. Bei starken Drucksprüngen (Pulsieren) sind Dämpfer sinnvoll, um die Unterschiede auszugleichen.
Folgende Grundsätze sollten beachtet werden:
- Der Gesamtdruck ist die Summe aus statischem und dynamischem Druck.
- Der Gesamtdruck des Ventilators muss dem Druckverlust im Lüftungsnetz entsprechen.
Den statischen Druck am Auslass zu messen ist nicht schwierig. Verwenden Sie dazu einen Schlauch für statischen Druck: Ein Ende wird in das Differenzdruckmessgerät eingeführt und das andere Ende wird in den Abschnitt am Auslass des Ventilators geführt. Anhand des statischen Drucks wird die Durchflussmenge am Ausgang des Lüftungsgeräts berechnet.
Der dynamische Druck wird auch mit einem Differenzdruckmessgerät gemessen. An dessen Anschlüsse werden Pitot-Prandtl-Röhren angeschlossen. An einem Kontakt befindet sich ein Schlauch für vollen Druck und an dem anderen für statischen Druck. Das erhaltene Ergebnis entspricht dem dynamischen Druck.
Um den Druckverlust im Luftkanal herauszufinden, können Sie die Strömungsdynamik überwachen: Sobald die Luftgeschwindigkeit zunimmt, erhöht sich der Widerstand des Lüftungsnetzes. Durch diesen Widerstand geht Druck verloren.
Mit zunehmender Lüftergeschwindigkeit sinkt der statische Druck und der dynamische Druck steigt proportional zum Quadrat der Zunahme des Luftstroms. Der Gesamtdruck ändert sich nicht.
Bei einem richtig ausgewählten Gerät ändert sich der dynamische Druck direkt proportional zum Quadrat der Durchflussmenge und der statische Druck umgekehrt proportional.In diesem Fall sind die verbrauchte Luftmenge und die Belastung des Elektromotors, wenn sie steigen, unbedeutend.
Einige Anforderungen an den Elektromotor:
- niedriges Anlaufdrehmoment – aufgrund der Tatsache, dass sich der Stromverbrauch entsprechend der Änderung der dem Würfel zugeführten Drehzahl ändert;
- großer Vorrat;
- Arbeiten Sie mit maximaler Leistung, um größere Einsparungen zu erzielen.
Die Lüfterleistung hängt vom Gesamtdruck sowie vom Wirkungsgrad und Luftdurchsatz ab. Die letzten beiden Indikatoren korrelieren mit dem Durchsatz des Lüftungssystems.
In der Entwurfsphase müssen Sie Prioritäten setzen. Berücksichtigen Sie Kosten, Verlust an nutzbarem Raumvolumen und Geräuschpegel.
Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema
Eine Übersicht der für Messungen benötigten physikalischen Indikatoren:
Die Rolle des Drucks im Lüftungsnetz:
Der Lüfter hat ein einfaches Design in Form eines Rades mit Flügeln. Gleichzeitig ist es der Hauptbestandteil des Lüftungssystems. Ein mechanisches Gerät beeinflusst den Druck im Luftkanal und bestimmt die Effizienz der Belüftung.
Wenn Sie den Lüfterdruck berechnen möchten, verstehen Sie Werte wie Geschwindigkeit, Luftstrom, Leistung. Sie werden die Essenz von Messungen besser verstehen. Der Hauptindikator ist die Messung des Gesamtdrucks gemäß den von uns beschriebenen Schemata.
Wenn Sie Fragen haben, stellen Sie diese im Formular unter dem Artikel. Schreiben Sie Kommentare und teilen Sie wertvolles Wissen mit anderen Lesern. Vielleicht haben Sie Erfahrung in der Planung von Lüftungssystemen – das wird in der spezifischen Situation einer Person nützlich sein.
Hallo, wie wählt man einen Dachventilator aus, wenn man nur den Luftstrom kennt? Welchen Druck sollten Sie anwenden?
Guten Tag. Suchen Sie im Datenblatt des Dachventilators nach einem Diagramm, in dem die vertikale Achse den Gesamtdruck und die horizontale Achse den Luftstrom darstellt. Zum Beispiel dieses hier: http://tehnologica.ru/userfiles/product_img/photos/104_1.jpg