Kalkulačka rýchlosti prietokov — Zmeny vzduchu za hodinu (ACH) a CFM

Kalkulačka prietoku vzduchu

Kalkulačka prietoku vzduchu určuje počet výmen vzduchu za hodinu (ACH): počet úplných výmen vzduchu v miestnosti za jednu hodinu. Funguje aj opačne – určí prietok vzduchu, ktorý musí ventilátor alebo vetrací otvor zabezpečiť na dosiahnutie požadovanej hodnoty ACH.

Čo znamená počet výmen vzduchu za hodinu?

Ventilátor alebo vetrací otvor privádza vzduch do miestnosti a vytláča z nej vydýchaný vzduch. Ak sa za hodinu vymení objem vzduchu rovnajúci sa objemu miestnosti, miestnosť má 1 výmenu vzduchu za hodinu. Ak sa za hodinu vymenia dva objemy vzduchu zodpovedajúce objemu miestnosti, dosahuje 2 ACH. Vyššia hodnota ACH zvyčajne znamená čerstvejší vzduch, menej zadržanej vlhkosti a menej častíc vo vzduchu. Veľmi vysoká hodnota ACH však zvyšuje náklady, pretože výkonnejšie pracujúci ventilátor spotrebúva viac energie a privádza viac vzduchu, ktorý treba ohrievať alebo chladiť.

Vzorec pre prietok vzduchu

ACH sa rovná prietoku vzduchu vydelenému objemom miestnosti. Objem je dĺžka krát šírka krát výška, pričom všetky rozmery musia byť v rovnakej jednotke.

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

V metrických jednotkách sa prietok vzduchu meria v kubických metroch za hodinu (m³/h), čo už zodpovedá výrazu „za hodinu“ v ACH:

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

V imperiálnych jednotkách sa prietok vzduchu zvyčajne uvádza v CFM, teda v kubických stopách za minútu. Vynásobením hodnotou 60 sa pred delením objemom miestnosti prevedie na kubické stopy za hodinu:

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

Potrebný prietok vzduchu pre požadovanú hodnotu ACH

Pri výbere veľkosti ventilátora alebo čističky vzduchu sa vzorec upraví tak, aby sa vypočítal prietok vzduchu namiesto ACH.

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

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

Príklad výpočtu

Zasadacia miestnosť má rozmery 5 m × 4 m × 3 m. Jej objem je:

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

Vetrací otvor privádza 360 m³/h vzduchu. Jeho ACH je:

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

V miestnosti sa vzduch vymení 6-krát za hodinu.

Rovnaké hodnoty možno použiť aj opačne. Miestnosť s objemom 6 000 ft³ (170 m³), ktorá potrebuje 6 ACH, vyžaduje:

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

Odporúčaný počet výmen vzduchu podľa typu miestnosti

Vhodná hodnota ACH závisí od využitia priestoru. Kuchyňa alebo kúpeľňa potrebuje viac výmen vzduchu než spálňa, pretože varenie a kúpanie zvyšujú vlhkosť a množstvo pachov. Uvedené rozsahy sú bežnými orientačnými hodnotami v inžinierskej praxi. Pri projektoch podliehajúcich regulácii majú prednosť miestne stavebné predpisy a normy, ako napríklad ASHRAE 62,1.

Na zníženie rizika ochorení prenášaných vzduchom americké Centrum pre kontrolu a prevenciu chorôb (CDC) odporúča v obývaných vnútorných priestoroch usilovať sa o 5 alebo viac výmen čistého vzduchu za hodinu.

Často kladené otázky

Aký je rozdiel medzi prietokom vzduchu a ACH? Prietok vzduchu je objem vzduchu za jednotku času a meria sa v m³/h alebo CFM. ACH porovnáva tento prietok s veľkosťou konkrétnej miestnosti. Ten istý ventilátor zabezpečí vysokú hodnotu ACH v malej šatni a nízku hodnotu ACH vo veľkej hale.

Čo znamená CFM? CFM znamená kubické stopy za minútu a ide o štandardnú jednotku prietoku vzduchu pre ventilátory, čističky vzduchu a zariadenia HVAC. Vynásobením hodnoty CFM číslom 60 sa táto hodnota prevedie na kubické stopy za hodinu, ktoré potrebuje vzorec ACH.

Je vyššia hodnota ACH vždy lepšia? Nie vždy. Výmeny vzduchu nad rámec potrieb miestnosti plytvajú energiou ventilátora aj energiou potrebnou na ohrev alebo chladenie privádzaného vzduchu. Zvyčajným cieľom je prispôsobiť hodnotu odporúčanému rozsahu pre daný typ miestnosti.

Určuje táto kalkulačka veľkosť celého systému HVAC? Nie. Určuje mieru vetrania jednej miestnosti. Kompletný návrh systému HVAC zohľadňuje aj tepelné a chladiace zaťaženie, straty v potrubí a minimálne množstvo vonkajšieho vzduchu podľa počtu osôb.

Prečo sa v imperiálnom vzorci násobí hodnotou 60? CFM meria prietok vzduchu za minútu, zatiaľ čo ACH meria počet výmen vzduchu za hodinu. Vynásobením hodnoty CFM číslom 60 sa minúty prevedú na hodiny pred delením objemom miestnosti.

Zdroje

• CDC — Vetranie v budovách: usilujte sa o 5 výmen vzduchu za hodinu
• Výmeny vzduchu za hodinu — Wikipédia
• EngineeringToolBox — Počet výmen vzduchu v miestnostiach
• Norma ASHRAE 62.1 — Vetranie na zabezpečenie prijateľnej kvality vnútorného vzduchu