Rosenberg: Małe, ale przydatne - suwak wentylacyjny
W dobie powszechnej komputeryzacji i czego-to-nie-mających wypasionych programów do projektowania suwak wentylacyjny może wydawać się anachronizmem i trącić myszką. Nic podobnego. Nie narzędzie czyni mistrza, ale mistrz dobiera sobie tak narzędzia, aby wykonać zaplanowaną pracę dobrze i na czas. Czasem po prostu dobrze jest mieć przy sobie zwykły kawałek plastiku z podziałkami i wysuwanym suwadłem aby błyskawiczne, od ręki, sprawdzić poprawność doboru albo nawet zaplanować i zrobić podstawowy dobór elementów prostej instalacji. I to wszystko bez laptopa, bez prądu i bez baterii.
Ale do rzeczy. Jak wiele pożytecznych danych możemy odczytać z suwaka wentylacyjnego? Zacznijmy od tego, że na stronie 1, w lewym górnym rogu znajduje się logo firmy i telefony kontaktowe. W razie kłopotów z doborem urządzeń zawsze można zadzwonić do Przyjaciela. Czasem jednak nawet najlepszy przyjaciel nie jest w stanie pomóc i (niestety) musimy zabrać się do pracy. Odczytujemy z projektu ile powietrza według projektanta powinno płynąć daną niteczką instalacji a następnie przyjmujemy prędkość przepływu. Niech wydatek (wedle projektu) ma wynieść 18.000 m3/h, a prędkość powietrza w kanale określimy na 7 m/s. Ustawiamy więc zadany wydatek na podziałce 5 (uwaga – jednostką jest 1.000 m3/h) umieszczając liczbę „18” pod cyfrą prędkości -”7”(podziałka 4). Na podziałce 1 odczytujemy przekrój kanału „A” w m2. U nas wyniesie to jakieś 0,71m2. Poniżej, na skali 2 odczytujemy średnicę kanału o przekroju kołowym (95 cm) albo bok kanału o przekroju kwadratowym (85cm).
Dobór kanału prostokątnego (podziałki 6 i7) jest równie prosty i wymaga jedynie zdecydowanego wyboru pary liczb odpowiadających wymiarowi „a” (wysokość kanału) oraz „b” (szerokość kanału). Załóżmy, że wysokość przestrzeni międzystropowej pozwala zastosować kanał o wysokości a=80 cm. Wymagane pole przekroju zapewni szerokość b= 90cm. Jeżeli chcemy zastosować jakiś bardziej normalny przekrój, np.: 800x1000, to jednym szybkim ruchem ustawiamy liczbę „100” (podziałka 7) pod liczbą”80” (podziałka 6) i odczytujemy faktyczną prędkość przepływu, która będzie wynosić jakieś 6,3m/s (zwiększyliśmy przekrój kanału z 800x900 na 800x1000). Na razie idzie nam całkiem nieźle. Pozostaje tylko oszacować masę 1mb kanału i wyznaczyć jego średnicę hydrauliczną.
Dla kanału 800x1000 tzw. „wyróżnik kanału” czyli połowa jego obwodu (a + b) wynosi 180cm. Wyszukujemy wartość „180” na podziałce 9 a następnie odczytujemy na linijce 8 średnicę hydrauliczna dhy, która w naszym przykładzie wynosi około 88cm. Na koniec obliczeń ze strony 1 wyznaczamy masę 1 mb. kanału. W tym celu należy przesunąć suwak tak, aby w okienku przy skali 12 wyróżnik kanału „a+b” pokrył się z wartością w naszym przykładzie, tzn. 180. Na linijce 11, dla blachy grubości s=0,88 odczytujemy masę kanału równą 25,5kg/mb. Grubość blachy zależnie od wielkości kanału zgodnie z normami DIN 24190 podaje tabelka pod podziałką 12.
Uff. Spory kawał roboty za nami. Ale dla ambitnych mamy jeszcze drugą stronę suwaka. Możemy oszacować straty ciśnień w dobranych właśnie kanałach, a nawet nieco więcej.
Zacznijmy od oporów na kanałach prostych. Najpierw należy przesunąć suwak tak, aby zgrać średnicę hydrauliczną – 88cm na podziałce 14 z otrzymaną prędkością 6,3 m/s na podziałce 13. Następnie należy odszukać dhy na podziałce 15 i odczytać poniżej odpowiadający współczynnik oporów liniowych. W naszym przykładzie dla dhy odczytany z podziałki 16 współczynnik strat wyniesie około 0,36 Pa/mb. kanału. Mnożąc długość kanału przez ten współczynnik obliczamy straty „liniowe” ciśnienia na danym kanale.
Następnie należy policzyć straty ciśnienia na kształtkach (tzw. straty miejscowe). Idąc wzdłuż kanału należy sumować współczynniki ζ (dzeta) wszystkich kolejnych kształtek (tabelka z prawej strony). Po wyliczeniu wartości sumarycznej ζs odczytuje się wartość oporów. W tym celu należy ustawić strzałkę widoczną na podziałce 14 na rzeczywistej prędkości powietrza (6,3 m/s). Następnie na podziałce 17 należy wyszukać obliczone ζs i odczytać pod tą wartością spadek ciśnienia Δpz z podziałki nr 18. Jeżeli np. obliczony ζs wynosi 20 to dla prędkości 6,3 m/s (podziałka 13) odczytana wartość oporów wynosi 550Pa (podziałka 18).
Dodając straty liniowe do strat miejscowych obliczymy całkowitą stratę ciśnienia przy przepływie zadanego strumienia powietrza przez dobrany kanał wraz z zastosowanymi kształtkami. Jeżeli w analogiczny sposób oszacujemy straty dla całej instalacji i uwzględnimy dodatkowo straty ciśnienia na urządzeniach typu:filtr, nagrzewnica, chłodnica, przepustnica itd. to możemy oszacować moc wentylatora niezbędnego do zasilania całej instalacji.
Niech np. suma strat ciśnienia wyniesie 700Pa. W okienku 23 ustawiamy wydatek powietrza w instalacji na strzałce. Całkowita strata ciśnienia 700 Pa (podziałka 19) odpowiada mocy teoretycznej Pt równej 3,5kW (podziałka 20). Następnie przyjmujemy sprawność ogólną wentylatora (zalecana wartość około 50-60%). Przyjmijmy sprawność η=55%. Ustawiamy wartość Pt = 3,5kW nad wybraną sprawnością η (podziałka 22) a następnie odczytujemy moc P z podziałki 21 dla wartości η=100% ( w naszym przypadku będzie to 6,4kW). Dobieramy najbliższy mocą większy silnik, w szeregu standardowych mocy IEC będzie to 7,5kW.
Na koniec pozostało jeszcze oszacowanie mocy nagrzewnicy. Tabela 25 wyskalowana jest dla średniej temp. 0oC. Aby wyznaczyć moc nagrzewnicy należy, jak uprzednio, ustawić suwak w okienku 23 na zadany strumień powietrza ( strzałka na 18.000 m3/h) . Na podziałce 24 odszukujemy żądaną Δt, np.: 20oC. Odpowiada to mocy grzewczej 130kW. Odpowiednio na podziałce 25 można odczytać moc grzewczą w Mcal.
I to już koniec. Mamy nadzieję, że nasze suwaki okażą się pomocne w codziennej praktyce ułatwiając i przyspieszając codzienne prace.
