Υπολογιστής Ρυθμού Ρεύματος Αέρα — Αλλαγές Αέρα Ανά Ώρα (ACH) & CFM

Υπολογιστής παροχής αέρα

Ο υπολογιστής παροχής αέρα υπολογίζει τις αλλαγές αέρα ανά ώρα (ACH): τον αριθμό των φορών που ο αέρας ενός δωματίου αντικαθίσταται πλήρως μέσα σε μία ώρα. Μπορεί επίσης να λειτουργήσει αντίστροφα, υπολογίζοντας την παροχή αέρα που πρέπει να εξασφαλίζει ένας ανεμιστήρας ή ένα στόμιο αερισμού για την επίτευξη μιας επιθυμητής τιμής ACH.

Τι είναι οι αλλαγές αέρα ανά ώρα;

Ένας ανεμιστήρας ή ένα στόμιο εξαερισμού διοχετεύει αέρα σε ένα δωμάτιο και απομακρύνει τον στάσιμο αέρα. Αν αυτή η παροχή αέρα ισούται με έναν όγκο αέρα ίσο με τον όγκο του δωματίου ανά ώρα, το δωμάτιο έχει 1 αλλαγή αέρα ανά ώρα. Αν μετακινεί δύο τέτοιους όγκους αέρα μέσα σε μία ώρα, έχει 2 ACH. Η υψηλότερη τιμή ACH συνήθως σημαίνει πιο φρέσκο αέρα, λιγότερη παγιδευμένη υγρασία και λιγότερα αιωρούμενα σωματίδια. Η πολύ υψηλή τιμή ACH αυξάνει επίσης το κόστος, επειδή ένας ανεμιστήρας που λειτουργεί εντονότερα καταναλώνει περισσότερη ενέργεια και εισάγει περισσότερο αέρα που χρειάζεται θέρμανση ή ψύξη.

Τύπος παροχής αέρα

Το ACH ισούται με την παροχή αέρα διαιρεμένη με τον όγκο του δωματίου. Ο όγκος ισούται με το μήκος επί το πλάτος επί το ύψος, όλα στην ίδια μονάδα.

$\text{Όγκος} = L \times W \times H$

Στο μετρικό σύστημα, η παροχή αέρα μετράται σε κυβικά μέτρα ανά ώρα (m³/h), μονάδα που ήδη αντιστοιχεί στο «ανά ώρα» του ACH:

$\text{ACH} = \frac{\text{Παροχή αέρα (m³/h)}}{\text{Όγκος (m³)}}$

Στο αυτοκρατορικό σύστημα, η παροχή αέρα δίνεται συνήθως σε CFM, δηλαδή κυβικά πόδια ανά λεπτό. Ο πολλαπλασιασμός με 60 τη μετατρέπει σε κυβικά πόδια ανά ώρα πριν από τη διαίρεση με τον όγκο του δωματίου:

$\text{ACH} = \frac{60 \times \text{Παροχή αέρα (CFM)}}{\text{Όγκος (ft}^3\text{)}}$

Απαιτούμενη παροχή αέρα για επιθυμητό ACH

Για τη διαστασιολόγηση ενός ανεμιστήρα ή καθαριστή αέρα, ο τύπος αναδιατάσσεται ώστε να υπολογίζεται η παροχή αέρα αντί για το ACH.

$\text{Απαιτούμενη παροχή αέρα (m}^3\text{/h)} = \text{ACH} \times \text{Όγκος (m}^3\text{)}$

$\text{Απαιτούμενη παροχή αέρα (CFM)} = \frac{\text{ACH} \times \text{Όγκος (ft}^3\text{)}}{60}$

Λυμένο παράδειγμα

Μια αίθουσα συσκέψεων έχει διαστάσεις 5 m επί 4 m επί 3 m. Ο όγκος της είναι:

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

Ένας αεραγωγός παρέχει 360 m³/h αέρα. Το ACH του είναι:

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

Το δωμάτιο έχει 6 αλλαγές αέρα ανά ώρα.

Οι ίδιοι αριθμοί λειτουργούν και αντίστροφα. Ένα δωμάτιο 6.000 ft³ (170 m³) που χρειάζεται 6 ACH απαιτεί:

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

Συνιστώμενες αλλαγές αέρα ανά τύπο δωματίου

Η κατάλληλη τιμή ACH εξαρτάται από τη χρήση ενός χώρου. Μια κουζίνα ή ένα μπάνιο χρειάζεται περισσότερες αλλαγές αέρα από ένα υπνοδωμάτιο, επειδή το μαγείρεμα και το μπάνιο προσθέτουν υγρασία και οσμές. Αυτά είναι συνήθη εύρη κατευθυντήριων τιμών μηχανικού σχεδιασμού. Οι τοπικοί οικοδομικοί κανονισμοί και πρότυπα, όπως το ASHRAE 62,1, υπερισχύουν σε έργα που υπόκεινται σε κανονιστικές απαιτήσεις.

Για τη μείωση του κινδύνου αερομεταδιδόμενων λοιμώξεων, τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων των ΗΠΑ (CDC) προτείνουν στόχο 5 ή περισσότερες αλλαγές καθαρού αέρα ανά ώρα σε κατειλημμένους εσωτερικούς χώρους.

Συχνές ερωτήσεις

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της παροχής αέρα και του ACH; Η παροχή αέρα είναι ένας όγκος αέρα ανά μονάδα χρόνου και μετράται σε m³/h ή CFM. Το ACH συγκρίνει αυτή την παροχή με το μέγεθος ενός συγκεκριμένου δωματίου. Ο ίδιος ανεμιστήρας δίνει υψηλό ACH σε μια μικρή αποθήκη και χαμηλό ACH σε μια μεγάλη αίθουσα.

Τι σημαίνει CFM; Το CFM είναι τα αρχικά του όρου «κυβικά πόδια ανά λεπτό», της τυπικής μονάδας παροχής αέρα για ανεμιστήρες, καθαριστές αέρα και εξοπλισμό HVAC. Ο πολλαπλασιασμός του CFM με 60 το μετατρέπει σε κυβικά πόδια ανά ώρα, όπως απαιτεί ο τύπος ACH.

Είναι πάντα καλύτερο το υψηλότερο ACH; Όχι πάντα. Οι αλλαγές αέρα πέρα από όσες χρειάζεται ένα δωμάτιο σπαταλούν ενέργεια του ανεμιστήρα, καθώς και την ενέργεια που απαιτείται για τη θέρμανση ή την ψύξη του εισερχόμενου αέρα. Συνήθως ο στόχος είναι η αντιστοίχιση με το συνιστώμενο εύρος για τον συγκεκριμένο τύπο δωματίου.

Ο υπολογιστής αυτός διαστασιολογεί ένα πλήρες σύστημα HVAC; Όχι. Διαστασιολογεί τον ρυθμό αερισμού για ένα δωμάτιο. Ο πλήρης σχεδιασμός HVAC λαμβάνει επίσης υπόψη τα θερμικά και ψυκτικά φορτία, τις απώλειες στους αεραγωγούς και τις ελάχιστες απαιτήσεις για εξωτερικό αέρα με βάση τον αριθμό των ατόμων.

Γιατί ο τύπος του αυτοκρατορικού συστήματος πολλαπλασιάζει με 60; Το CFM μετρά την παροχή αέρα ανά λεπτό, ενώ το ACH μετρά τις αλλαγές αέρα ανά ώρα. Ο πολλαπλασιασμός του CFM με 60 μετατρέπει τα λεπτά σε ώρες πριν από τη διαίρεση με τον όγκο του δωματίου.

Πηγές

• CDC — Αερισμός σε κτίρια: στόχος 5 αλλαγές αέρα ανά ώρα
• Αλλαγές αέρα ανά ώρα — Wikipedia
• EngineeringToolBox — Ρυθμοί αλλαγής αέρα για δωμάτια
• Πρότυπο ASHRAE 62.1 — Αερισμός για αποδεκτή ποιότητα εσωτερικού αέρα