Формула температуры смеси воздуха
В камере смешения встречаются два потока: наружный через свой клапан и рециркуляционный из помещения через свой. Тепло никуда не уходит, поэтому смесь получается средней температурой, взвешенной по расходам:
tсм = (L1 × t1 + L2 × t2) / (L1 + L2)
Здесь L1 и t1 относятся к наружному потоку, L2 и t2 к рециркуляционному, расходы в м³/ч. Обоим потокам свод правил даёт одну плотность 1,2 кг/м³ и одну теплоёмкость 1,2 кДж/(м³·°C) (СП 60.13330.2020, п. Г.2). В балансе она сокращается, и остаётся формула выше. Поэтому расходы в ней такие, как в проекте, при плотности 1,2 кг/м³. Если вместо расходов известен процент рециркуляции, берите доли: при 30 % наружного tсм = 0,3 × t1 + 0,7 × t2.
Расчёт температуры смешения воздуха: шаги
- Возьмите расчётную зимнюю температуру улицы из проекта (параметры Б) или замерьте её перед наружным клапаном.
- Температуру рециркуляции мерьте в воздуховоде перед камерой смешения. Обычно она близка к температуре в помещении.
- Расходы берите из проекта: они уже при плотности 1,2 кг/м³. Замер анемометром на морозе пересчитайте: L × ρ / 1,2. Плотность ρ = 353 / (273 + t) по формуле А.6 СП 60.13330.2020. При −25 °C замеренные 300 м³/ч дают 300 × 1,423 / 1,2 = 356 м³/ч. Без пересчёта смесь с 700 м³/ч при +22 °C покажет +7,9 °C, а на деле будет около +6,1 °C, и про защиту калорифера вспомнят позже.
- Проверьте, что наружного не меньше минимума на людей. Калькулятор сравнит сам, если ввести число людей и тип помещений.
| Что | Норма | Откуда |
|---|---|---|
| Теплоёмкость 1 м³ воздуха, оба потока | 1,2 кДж/(м³·°C) | СП 60.13330.2020, прил. Г, п. Г.2 |
| Плотность воздуха для пересчёта замера: 353 делят на (273 + t) | 353 | СП 60.13330.2020, прил. А, формула (А.6) |
| Офисы, кабинеты: с проветриванием, на человека | 40 м³/ч | СП 60.13330.2020, прил. В, табл. В.1 |
| Офисы, кабинеты: без проветривания, на человека | 60 м³/ч | СП 60.13330.2020, прил. В, табл. В.1 |
| Люди до 2 ч подряд, без проветривания, на человека | 20 м³/ч | СП 60.13330.2020, прил. В, табл. В.1, сноска 2 |
| Производственные: с проветриванием, на человека | 30 м³/ч | СП 60.13330.2020, прил. В, табл. В.1 |
| Производственные: без проветривания, на человека | 60 м³/ч | СП 60.13330.2020, прил. В, табл. В.1 |
| Жильё больше 20 м² на человека: с проветриванием, на человека | 30 м³/ч | СП 60.13330.2020, прил. В, табл. В.1, сноска 3 |
| Жильё больше 20 м² на человека: без проветривания, на человека | 45 м³/ч | СП 60.13330.2020, прил. В, табл. В.1 |
| Смесь ниже этой температуры: проверить защиту калорифера | 0 °C | СП 60.13330.2020, п. 7.9.2 б, п. 11.2.21 |
Процент рециркуляции воздуха и температура смеси
Рециркуляция +22 °C. Температура смеси при разной доле наружного:
| Наружного / рециркуляции | Улица −15 °C | Улица −25 °C | Улица −35 °C |
|---|---|---|---|
| 10 / 90 % | +18,3 °C | +17,3 °C | +16,3 °C |
| 20 / 80 % | +14,6 °C | +12,6 °C | +10,6 °C |
| 30 / 70 % | +10,9 °C | +7,9 °C | +4,9 °C |
| 40 / 60 % | +7,2 °C | +3,2 °C | −0,8 °C |
| 50 / 50 % | +3,5 °C | −1,5 °C | −6,5 °C |
| 70 / 30 % | −3,9 °C | −10,9 °C | −17,9 °C |
Обратный расчёт рециркуляции воздуха
Какую долю наружного взять, чтобы смесь вышла нужной. Рециркуляция +22 °C, доля наружного = (t2 − tсм) / (t2 − t1).
| Нужная смесь | Улица −15 °C | Улица −25 °C | Улица −35 °C |
|---|---|---|---|
| 0 °C | 59,5 % | 46,8 % | 38,6 % |
| +5 °C | 45,9 % | 36,2 % | 29,8 % |
| +10 °C | 32,4 % | 25,5 % | 21,1 % |
| +15 °C | 18,9 % | 14,9 % | 12,3 % |
Пример расчёта
Офис без открывающихся окон, пять человек, приточная установка на 1000 м³/ч с камерой смешения. Зимой на улице −25 °C, в офисе +22 °C. Клапаны выставили на 300 м³/ч наружного и 700 м³/ч рециркуляции по проекту. Смесь: (300 × (−25) + 700 × 22) / 1000 = (−7500 + 15 400) / 1000 = +7,9 °C.
По норме нужно не меньше 60 м³/ч на человека, то есть 5 × 60 = 300 м³/ч. Минимум выдержан впритык. Чтобы подать в офис +18 °C, калорифер добавит 1,2 × 1000 × (18 − 7,9) / 3,6 = 3367 Вт. Без рециркуляции пришлось бы греть 1000 м³/ч от −25 °C: 1,2 × 1000 × 43 / 3,6 = 14 333 Вт, больше чем вчетверо.
Сколько свежего воздуха оставить при рециркуляции
Процент рециркуляции свод правил не ограничивает. Ограничен снизу наружный расход: его подают не меньше минимального расхода по приложениям В и Г (СП 60.13330.2020, п. 7.4.2). На человека, который в помещении больше 2 ч подряд, по табл. В.1 нужно:
- офисы и кабинеты: 40 м³/ч с проветриванием, 60 м³/ч без него;
- производство: 30 и 60 м³/ч;
- жильё больше 20 м² на человека: 30 и 45 м³/ч, но не меньше 0,35 обмена в час по объёму квартиры; меньше 20 м²: 3 м³/ч на 1 м² жилой площади;
- кино, театры, где люди не дольше 2 ч: 20 м³/ч.
Если наружного меньше, будет душно, и калькулятор об этом напишет. Если расход наружного в системе меняется, минимум держат блокировочными устройствами (п. 11.2.18).
Когда рециркуляция воздуха в вентиляции не допускается
Полный список в п. 7.3.13. Нельзя, например, брать рециркуляцию из помещений категорий А и Б, из лабораторий с вредными или горючими газами, из систем местных отсосов, из тамбур-шлюзов. Нельзя и там, где в воздухе болезнетворные бактерии и грибки сверх концентраций, установленных санитарным надзором, или резко выраженные неприятные запахи.
Где можно, рециркуляцию ограничивают пределами одной квартиры или одноквартирного дома, номера в гостинице, одного помещения в общественном здании (п. 7.3.15 а, б). Группу офисов или гостиничных номеров одного назначения объединить можно, если в системе стоит устройство постоянного обеззараживания воздуха (п. 7.3.14 б).
Камера смешения воздуха зимой: обмерзание и догрев
При 50 % наружного и −25 °C смесь уходит в минус. Водяной калорифер тогда работает на минусовой смеси, и для его труб нужна автоматическая защита от замерзания (п. 11.2.21). Если в контуре калорифера нет циркуляционного насоса, скорость воды в трубках обосновывают расчётом или берут не меньше 0,12 м/с при расчётной зимней температуре и при 0 °C (п. 7.9.2 б).
Формула сухая, по температуре. Если морозную улицу смешивают с влажной рециркуляцией, точка смеси на i-d диаграмме может лечь ниже линии насыщения. Тогда в камере может выпасть туман или иней, и смешение считают по энтальпии и влагосодержанию.
Если вентиляцию ставят вместе с ремонтом, в смете RemontCRM работы разложены по помещениям, а цену заказчик фиксирует до начала работ. Что добавили или сняли по ходу, видно в акте.