Калкулатор на честотата на въздушния поток — Промени на въздуха в час (ACH) и CFM

Калкулатор за дебит на въздуха

Калкулаторът за дебит на въздуха изчислява въздухообмена на час (ACH): броя пъти, когато въздухът в помещението се подменя напълно за един час. Той работи и в обратна посока, като определя какъв дебит трябва да осигури вентилатор или вентилационен отвор за достигане на зададен ACH.

Какво представлява въздухообменът на час?

Вентилатор или вентилационен отвор вкарва въздух в помещението и изтласква застоялия въздух навън. Ако този дебит е равен на обем въздух, равен на обема на помещението, за час, помещението получава 1 въздухообмен на час. Ако за час се преместят два обема въздух, получава 2 ACH. По-високият ACH обикновено означава по-свеж въздух, по-малко задържана влага и по-малко частици във въздуха. Много високият ACH също струва повече, тъй като вентилаторът използва повече енергия при по-интензивна работа и вкарва повече въздух, който трябва да бъде нагрят или охладен.

Формула за дебита на въздуха

ACH е равен на дебита на въздуха, разделен на обема на помещението. Обемът е дължината по ширината по височината, като всички величини трябва да са в една и съща мерна единица.

$\text{Обем} = L \times W \times H$

В метрични единици дебитът на въздуха се измерва в кубични метри за час (m³/h), което вече съответства на „за час“ в ACH:

$\text{ACH} = \frac{\text{Дебит на въздуха (m³/h)}}{\text{Обем (m³)}}$

В имперските единици дебитът на въздуха обикновено се задава в CFM — кубични футове за минута. Умножаването по 60 го преобразува в кубични футове за час, преди да бъде разделен на обема на помещението:

$\text{ACH} = \frac{60 \times \text{Дебит на въздуха (CFM)}}{\text{Обем (ft}^3\text{)}}$

Необходим дебит за зададен ACH

За оразмеряване на вентилатор или пречиствател на въздуха формулата се преобразува, така че да се изчисли дебитът вместо ACH.

$\text{Необходим дебит (m}^3\text{/h)} = \text{ACH} \times \text{Обем (m}^3\text{)}$

$\text{Необходим дебит (CFM)} = \frac{\text{ACH} \times \text{Обем (ft}^3\text{)}}{60}$

Пример с решение

Заседателна зала е с размери 5 m на 4 m на 3 m. Обемът ѝ е:

$5 \times 4 \times 3 = 60 \text{ m}^3$

Вентилационен отвор подава 360 м³/h въздух. Неговият ACH е:

$\text{ACH} = \frac{360}{60} = 6$

В помещението се осъществяват 6 въздухообмена на час.

Същите числа могат да се използват и в обратна посока. Помещение с обем 6 000 ft³ (170 м³), за което е необходим ACH 6, изисква:

$\frac{6 \times 6{,}000}{60} = 600 \text{ CFM}$

Препоръчителен въздухообмен според типа помещение

Подходящият ACH зависи от начина на използване на помещението. Кухня или баня изискват повече въздухообмени от спалня, защото готвенето и къпането добавят влага и миризми. Това са обичайни насочващи диапазони от инженерната практика. При регулирани проекти предимство имат местните строителни норми и стандарти като ASHRAE 62.1.

За намаляване на риска от болести, предавани по въздуха, американските Центрове за контрол и превенция на заболяванията (CDC) препоръчват в обитаемите закрити помещения да се постигат 5 или повече въздухообмена на час чист въздух. За болниците указанията на CDC за контрол на инфекциите посочват минимум от 6 въздухообмена на час за болнична стая и 12 за изолационна стая за инфекции, предавани по въздуха.

Често задавани въпроси

Каква е разликата между дебита на въздуха и ACH? Дебитът на въздуха е обем въздух за единица време и се измерва в m³/h или CFM. ACH сравнява този дебит с размера на конкретното помещение. Един и същ вентилатор осигурява висок ACH в малък килер и нисък ACH в голяма зала.

Какво означава CFM? CFM означава кубични футове за минута — стандартна единица за дебит на вентилатори, пречистватели на въздуха и ОВК оборудване. Умножаването на CFM по 60 го преобразува в кубични футове за час, каквито са необходими във формулата за ACH.

По-високият ACH винаги ли е по-добър? Не винаги. Въздухообменът над необходимото за помещението изразходва напразно енергията на вентилатора, както и енергията за нагряване или охлаждане на постъпващия въздух. Обикновено целта е да се спазва препоръчителният диапазон за съответния тип помещение.

Този калкулатор оразмерява ли цялостна ОВК система? Не. Той оразмерява вентилационния дебит за едно помещение. Пълното проектиране на ОВК система включва и топлинните и охладителните товари, загубите в каналите и минималните количества външен въздух според броя на обитателите.

Защо имперската формула умножава по 60? CFM измерва дебита на въздуха за минута, а ACH измерва въздухообмена за час. Умножаването на CFM по 60 преобразува минутите в часове, преди резултатът да се раздели на обема на помещението.

Източници

1. U.S. Centers for Disease Control and Prevention (NIOSH). How Much Ventilation Is Enough? CDC: стремете се към 5 въздухообмена на час — стремеж към 5 или повече ACH за намаляване на вирусните частици във въздуха.
2. U.S. Centers for Disease Control and Prevention. Guidelines for Environmental Infection Control in Health-Care Facilities (2003), Appendix B: Air. CDC: контрол на инфекциите в околната среда, приложение B — минимален общ ACH от 6 за болнични стаи и 12 за изолационни стаи за инфекции, предавани по въздуха.