Kalkulátor míry průtoku vzduchu — Změny vzduchu za hodinu (ACH) a CFM

Kalkulačka průtoku vzduchu

Kalkulačka průtoku vzduchu určuje počet výměn vzduchu za hodinu (ACH): kolikrát se vzduch v místnosti za jednu hodinu úplně vymění. Funguje také obráceně a určuje průtok vzduchu, který musí zajistit ventilátor nebo větrací otvor, aby bylo dosaženo požadované hodnoty ACH.

Co znamená počet výměn vzduchu za hodinu?

Ventilátor nebo větrací otvor vhání vzduch do místnosti a vytlačuje vydýchaný vzduch ven. Pokud tento průtok odpovídá jednomu objemu vzduchu v místnosti za hodinu, místnost má 1 výměnu vzduchu za hodinu. Pokud se za hodinu vymění dva objemy vzduchu, má 2 ACH. Vyšší ACH obvykle znamená čerstvější vzduch, méně zadržené vlhkosti a méně částic ve vzduchu. Velmi vysoké ACH také zvyšuje náklady, protože výkonněji pracující ventilátor spotřebuje více energie a přivádí více vzduchu, který je třeba ohřívat nebo chladit.

Vzorec pro výpočet průtoku vzduchu

ACH se rovná průtoku vzduchu dělenému objemem místnosti. Objem je délka krát šířka krát výška, přičemž všechny rozměry musí být ve stejné jednotce.

$\text{Objem} = L \times W \times H$

V metrických jednotkách se průtok vzduchu měří v metrech krychlových za hodinu (m³/h), což již odpovídá výrazu „za hodinu“ v ACH:

$\text{ACH} = \frac{\text{Průtok vzduchu (m³/h)}}{\text{Objem (m³)}}$

V imperiálních jednotkách se průtok vzduchu obvykle udává v CFM, tedy v kubických stopách za minutu. Vynásobením hodnotou 60 se převede na kubické stopy za hodinu, než se vydělí objemem místnosti:

$\text{ACH} = \frac{60 \times \text{Průtok vzduchu (CFM)}}{\text{Objem (ft}^3\text{)}}$

Průtok vzduchu potřebný pro požadované ACH

Při volbě velikosti ventilátoru nebo čističky vzduchu se vzorec upraví tak, aby se vypočítal průtok vzduchu místo ACH.

$\text{Požadovaný průtok vzduchu (m}^3\text{/h)} = \text{ACH} \times \text{Objem (m}^3\text{)}$

$\text{Požadovaný průtok vzduchu (CFM)} = \frac{\text{ACH} \times \text{Objem (ft}^3\text{)}}{60}$

Praktický příklad

Zasedací místnost má rozměry 5 m × 4 m × 3 m. Její objem je:

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

Větrací otvor přivádí 360 m³/h vzduchu. Jeho ACH je:

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

V místnosti dochází k 6 výměnám vzduchu za hodinu.

Stejná čísla lze použít i obráceně. Místnost o objemu 6 000 ft³, která potřebuje 6 ACH, vyžaduje:

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

Doporučený počet výměn vzduchu podle typu místnosti

Správná hodnota ACH závisí na tom, jak se prostor využívá. Kuchyně nebo koupelna potřebují více výměn vzduchu než ložnice, protože vaření a koupání zvyšují vlhkost a vytvářejí pachy. Jde o běžné orientační rozsahy z inženýrské praxe. U regulovaných projektů mají přednost místní stavební předpisy a normy, například ASHRAE 62.1.

Pro snížení rizika přenosu nemocí vzduchem doporučují americká Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC) usilovat v obsazených vnitřních prostorech o 5 nebo více výměn čistého vzduchu za hodinu. U nemocnic uvádějí zásady CDC pro kontrolu infekcí minimum 6 výměn vzduchu za hodinu pro pokoj pacienta a 12 pro izolační pokoj pro vzduchem přenosné infekce.

Často kladené otázky

Jaký je rozdíl mezi průtokem vzduchu a ACH? Průtok vzduchu je objem vzduchu za jednotku času a měří se v m³/h nebo CFM. ACH porovnává tento průtok s velikostí konkrétní místnosti. Stejný ventilátor zajistí vysoké ACH v malé komoře a nízké ACH ve velké hale.

Co znamená CFM? CFM je zkratka pro kubické stopy za minutu, což je standardní jednotka průtoku vzduchu u ventilátorů, čističek vzduchu a zařízení HVAC. Vynásobením CFM hodnotou 60 se průtok převede na kubické stopy za hodinu, což vyžaduje vzorec pro ACH.

Je vyšší ACH vždy lepší? Ne vždy. Výměny vzduchu nad rámec potřeb místnosti plýtvají energií ventilátoru i energií potřebnou k ohřevu nebo ochlazení přiváděného vzduchu. Obvykle je cílem dodržet doporučený rozsah pro daný typ místnosti.

Určuje tato kalkulačka velikost celého systému HVAC? Ne. Určuje míru větrání pro jednu místnost. Kompletní návrh systému HVAC zohledňuje také tepelnou zátěž při vytápění a chlazení, ztráty v potrubí a minimální množství venkovního vzduchu podle obsazenosti.

Proč se v imperiálním vzorci násobí hodnotou 60? CFM měří průtok za minutu, zatímco ACH měří výměny vzduchu za hodinu. Vynásobením CFM hodnotou 60 se minuty převedou na hodiny před dělením objemem místnosti.

Reference

1. Americká Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (NIOSH). How Much Ventilation Is Enough? CDC: Usilujte o 5 výměn vzduchu za hodinu — cílem je 5 nebo více ACH ke snížení množství virových částic ve vzduchu.
2. Americká Centra pro kontrolu a prevenci nemocí. Guidelines for Environmental Infection Control in Health-Care Facilities (2003), Appendix B: Air. CDC, kontrola infekcí v prostředí, příloha B — minimální celková hodnota ACH 6 pro pokoje pacientů a 12 pro izolační pokoje pro vzduchem přenosné infekce.