Калькулятор швидкості повітря — Повітрозміни на годину (ACH) та CFM

Калькулятор витрати повітря

Калькулятор витрати повітря визначає кратність повітрообміну за годину (ACH): кількість повних замін повітря в приміщенні за одну годину. Він також працює у зворотному режимі: визначає витрату повітря, яку має забезпечувати вентилятор або вентиляційний отвір, щоб досягти заданого значення ACH.

Що таке кратність повітрообміну за годину?

Вентилятор або вентиляційний отвір подає повітря в приміщення та витісняє з нього застояне повітря. Якщо ця витрата повітря дорівнює одному об’єму приміщення за годину, кратність повітрообміну становить 1 за годину. Якщо за годину переміщується два об’єми приміщення, ACH становить 2. Вища ACH зазвичай означає свіже повітря, менше накопиченої вологи та менше завислих у повітрі частинок. Дуже висока ACH також коштує дорожче, оскільки вентилятор, що працює інтенсивніше, споживає більше енергії та подає більше повітря, яке потрібно нагрівати або охолоджувати.

Формула витрати повітря

ACH дорівнює витраті повітря, поділеній на об’єм приміщення. Об’єм дорівнює довжині, помноженій на ширину та висоту, причому всі величини мають бути в однакових одиницях.

$\text{Об’єм} = L \times W \times H$

У метричних одиницях витрату повітря вимірюють у кубічних метрах за годину, що вже відповідає складовій «за годину» в ACH:

$\text{ACH} = \frac{\text{Витрата повітря (кубічні метри за годину)}}{\text{Об’єм (кубічний метр)}}$

В імперській системі витрату повітря зазвичай наводять у CFM — кубічних футах за хвилину. Множення на 60 переводить її в кубічні фути за годину перед діленням на об’єм приміщення:

$\text{ACH} = \frac{60 \times \text{Витрата повітря (CFM)}}{\text{Об’єм (фути}^3\text{)}}$

Витрата повітря, потрібна для заданої ACH

Для підбору вентилятора або очищувача повітря формулу перетворюють так, щоб визначити витрату повітря, а не ACH.

$\text{Потрібна витрата повітря (м}^3\text{/h)} = \text{ACH} \times \text{Об’єм (м}^3\text{)}$

$\text{Потрібна витрата повітря (CFM)} = \frac{\text{ACH} \times \text{Об’єм (фути}^3\text{)}}{60}$

Приклад обчислення

Розміри кімнати для нарад становлять 5 м на 4 м на 3 м. Її об’єм дорівнює:

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

Вентиляційний отвір подає 360 м³/год повітря. Його ACH дорівнює:

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

У приміщенні відбувається 6 замін повітря за годину.

Ті самі числа працюють і у зворотному напрямку. Для приміщення об’ємом 6 000 ft³ (170 м³), якому потрібна ACH 6, необхідна витрата:

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

Рекомендована кратність повітрообміну для різних типів приміщень

Оптимальна ACH залежить від призначення приміщення. На кухні або у ванній кімнаті потрібно більше повітрообмінів, ніж у спальні, оскільки під час приготування їжі та купання утворюються волога й запахи. Це поширені діапазони, наведені в інженерних рекомендаціях. На об’єктах, що регулюються нормами, перевагу мають місцеві будівельні норми та стандарти, як-от ASHRAE 62,1.

Щоб зменшити ризик захворювань, що передаються повітряним шляхом, Центри з контролю та профілактики захворювань США (CDC) рекомендують забезпечувати 5 або більше повітрообмінів за годину чистого повітря в зайнятих людьми приміщеннях.

Поширені запитання

У чому різниця між витратою повітря та ACH? Витрата повітря — це об’єм повітря за одиницю часу, що вимірюється в кубічних метрах за годину або CFM. ACH порівнює цю витрату з розміром конкретного приміщення. Той самий вентилятор забезпечує високу ACH у маленькій коморі та низьку ACH у великій залі.

Що означає CFM? CFM — це скорочення від «кубічні фути за хвилину», стандартної одиниці витрати повітря для вентиляторів, очищувачів повітря та систем опалення, вентиляції й кондиціонування повітря. Множення CFM на 60 переводить його в кубічні фути за годину — саме ця величина потрібна у формулі ACH.

Чи завжди вища ACH краща? Не завжди. Повітрообмін, що перевищує потреби приміщення, марно витрачає енергію вентилятора та енергію на нагрівання або охолодження припливного повітря. Зазвичай прагнуть відповідати рекомендованому діапазону для певного типу приміщення.

Чи розраховує цей калькулятор усю систему опалення, вентиляції та кондиціонування? Ні. Він розраховує інтенсивність вентиляції для одного приміщення. Повний проєкт системи також враховує теплові та холодильні навантаження, втрати в повітроводах і мінімальну подачу зовнішнього повітря залежно від кількості людей.

Чому в імперській формулі виконується множення на 60? CFM вимірює витрату повітря за хвилину, тоді як ACH вимірює кількість повітрообмінів за годину. Множення CFM на 60 переводить хвилини в години перед діленням на об’єм приміщення.

Джерела

• CDC — Вентиляція в будівлях: прагніть забезпечити 5 повітрообмінів за годину
• Кратність повітрообміну за годину — Вікіпедія
• EngineeringToolBox — кратність повітрообміну для приміщень
• Стандарт ASHRAE 62.1 — вентиляція для прийнятної якості повітря в приміщеннях