محاسبه داکت ،اندازه و طراحی کانال برای بهره وری بهتر تجهیزات تهویه مطبوع

مطالعه بیشتر:

شناخت انواع چیلر، طراحی و نحوه انتخاب بهینه چیلر- بررسی چیلرهای تراکمی و نحوه انتخاب آنها- شناخت انواع کمپرسور، مزایا و معایب هر یک از کمپرسورهای مورد استفاده در چیلر های

اکنون می‌خواهیم مسیر کانال‌کشی خود را روی پلان زمین ترسیم کنیم تا بتوانیم اندازه آن را شروع کنیم.

قبل از اینکه جلوتر برویم، باید مواردی را در نظر بگیریم که نقش مهمی در کارایی کلی سیستم دارند.

ملاحظات طراحی:

اولین مورد شکل کانال است. کانال کشی به شکل گرد، مستطیلی و بیضی صاف می باشد. مجرای گرد تا حد زیادی با صرفه ترین نوع انرژی است و این همان چیزی است که در نمونه کار شده خود بعداً استفاده خواهیم کرد. اگر مجرای گرد را با مجرای مستطیلی مقایسه کنیم، می بینیم که:

یک مجرای گرد با سطح مقطع 0.6 متر مربع دارای محیطی 2.75 متر است.
یک مجرای مستطیلی با سطح مقطع مساوی دارای محیطی 3.87 متر است
بنابراین مجرای مستطیلی برای ساخت خود به فلز بیشتری نیاز دارد که وزن و هزینه بیشتری را به طراحی اضافه می کند. محیط بزرگتر همچنین به این معنی است که هوای بیشتری با مواد تماس پیدا می کند و این باعث افزایش اصطکاک به سیستم می شود. اصطکاک در یک سیستم به این معنی است که فن باید بیشتر کار کند و این منجر به هزینه های عملیاتی بالاتر می شود. همیشه در صورت امکان از مجرای گرد استفاده کنید، اگرچه در بسیاری از موارد باید از کانال مستطیلی استفاده شود زیرا فضا محدود است.

مطالعه بیشتر:

قیمت و خرید چیلر و مینی چیلر صنعتی

دومین موردی که باید در نظر گرفت موادی است که برای کانال ها استفاده می شود و ناهمواری این ماده باعث ایجاد اصطکاک می شود. به عنوان مثال، اگر دو مجرای با ابعاد، دبی حجمی و سرعت برابر داشته باشیم، تنها تفاوت در جنس ماده است. یکی از فولاد گالوانیزه استاندارد و دیگری از فایبرگلاس ساخته شده است، افت فشار در فاصله 10 متری برای این مثال، حدود 11 Pa برای فولاد گالوانیزه و 16 Pa برای فایبرگلاس است.

سومین موردی که باید در نظر بگیریم تلفات دینامیکی ناشی از اتصالات است. ما می خواهیم از صاف ترین اتصالات ممکن برای بهره وری انرژی استفاده کنیم. به عنوان مثال از خمیدگی های شعاع بلند به جای زاویه راست استفاده کنید زیرا تغییر جهت ناگهانی مقدار زیادی انرژی را هدر می دهد.

مطالعه بیشتر:

قیمت و خرید مینی چیلر خانگی و ساختمانی

ما می‌توانیم با استفاده از CFD یا دینامیک سیالات محاسباتی، عملکرد طرح‌های مجرای مختلف را به سرعت و به راحتی مقایسه کنیم. این شبیه‌سازی‌ها با استفاده از یک پلتفرم مهندسی CFD و FEA مبتنی بر ابر انقلابی، توسط SimScale،  تولید شده‌اند.
شما می توانید به این نرم افزار به صورت رایگان دسترسی داشته باشید و بسته به نیازهای شبیه سازی شما، تعدادی از انواع حساب های مختلف را ارائه می دهند.

SimScale فقط به طراحی کانال محدود نمی شود، بلکه برای مراکز داده، برنامه های کاربردی AEC، طراحی الکترونیک و همچنین تجزیه و تحلیل حرارتی و ساختاری استفاده می شود.

فقط با یک نگاه سریع به سایت آنها می توانید هزاران شبیه سازی برای همه چیز از ساختمان ها، سیستم های HVAC، مبدل های حرارتی، پمپ ها و دریچه ها گرفته تا ماشین های مسابقه و هواپیماهای هوایی پیدا کنید، که همگی می توانند کپی شده و به عنوان الگوهایی برای تجزیه و تحلیل طراحی خود استفاده شوند.

آنها همچنین وبینارها، دوره ها و آموزش های رایگان را برای کمک به شما در راه اندازی و اجرای شبیه سازی های خود ارائه می دهند. اگر مانند من تجربه ای در ساخت شبیه سازی های CFD دارید، می دانید که این نوع نرم افزار معمولاً بسیار گران است و همچنین برای اجرای آن به یک کامپیوتر قدرتمند نیاز دارید.

با این حال، با SimScale، همه چیز را می توان از طریق یک مرورگر وب انجام داد. از آنجایی که پلتفرم مبتنی بر ابر است، سرورهای آن‌ها همه کارها را انجام می‌دهند و ما می‌توانیم از هر کجا به شبیه‌سازی‌های طراحی خود دسترسی داشته باشیم، که زندگی ما را به عنوان مهندس بسیار آسان‌تر می‌کند.

بنابراین اگر یک مهندس، طراح، معمار یا فقط فردی هستید که علاقه مند به آزمایش فناوری شبیه سازی هستید، به شدت توصیه می کنم این نرم افزار را بررسی کنید

حال اگر به مقایسه این دو طرح نگاه کنیم، یک طرح استاندارد در سمت چپ و یک طراحی کارآمدتر در سمت راست داریم که با استفاده از simscale بهینه شده است. هر دو طرح از سرعت هوا 5 متر بر ثانیه استفاده می کنند، رنگ ها نشان دهنده سرعت با آبی به معنای سرعت کم و قرمز نشان دهنده مناطق با سرعت بالا هستند

مطالعه بیشتر:

قیمت و مشخصات فنی فن کویل

از مقیاس رنگ سرعت و خطوط جریان می‌توان دریافت که در طراحی سمت چپ، هوای ورودی مستقیماً به پیچ‌های تیز موجود در سیستم برخورد می‌کند که باعث افزایش فشار استاتیک می‌شود. چرخش های تند باعث ایجاد مقدار زیادی نواحی گردش مجدد در مجاری می شود و از حرکت صاف هوا جلوگیری می کند.

قسمت سه راهی در انتهای مجرای اصلی باعث می شود که هوا به طور ناگهانی تقسیم شده و جهت آن تغییر کند. در اینجا مقدار زیادی جریان برگشتی وجود دارد که مجدداً فشار استاتیکی را افزایش می دهد و میزان تحویل هوا را کاهش می دهد

سرعت زیاد در مجرای اصلی که ناشی از پیچ های تند و خمیدگی های ناگهانی است، جریان را به 3 شاخه سمت چپ کاهش می دهد.

اگر اکنون روی طراحی بهینه شده در سمت راست تمرکز کنیم، می بینیم که اتصالات استفاده شده از نمایه بسیار نرم تری پیروی می کنند، بدون انسداد ناگهانی، گردش مجدد یا جریان برگشتی که به طور قابل توجهی سرعت جریان هوا را در سیستم بهبود می بخشد. در انتهای مجرای اصلی هوا از طریق یک بخش سه راهی ملایم و منحنی به دو شاخه تقسیم می شود. این اجازه می دهد تا هوا به آرامی جهت را تغییر دهد و بنابراین هیچ افزایش ناگهانی در فشار استاتیک وجود ندارد و سرعت جریان هوا به اتاق ها به طور چشمگیری افزایش یافته است.

اکنون سه شاخه در مجرای اصلی جریان هوای مساوی دریافت می کنند که باعث پیشرفت قابل توجهی در طراحی شده است. این به این دلیل است که یک شاخه اضافی اکنون سه شاخه کوچکتر را تغذیه می کند و به بخشی از هوا اجازه می دهد به آرامی از جریان اصلی جدا شده و به این شاخه های کوچکتر وارد شود.

با در نظر گرفتن این ملاحظات می توانیم به طراحی کانال بازگردیم.

اکنون باید هر بخش کانال و همچنین اتصالات را با یک علامت برچسب گذاری کنیم. توجه داشته باشید که ما در اینجا فقط یک سیستم بسیار ساده طراحی می‌کنیم، بنابراین من فقط کانال‌ها و اتصالات اولیه را وارد کرده‌ام، مواردی مانند مشبک‌ها، ورودی‌ها، اتصالات انعطاف‌پذیر، دمپرهای آتش و غیره را درج نکرده‌ام.

حالا می‌خواهیم جدولی با ردیف‌های برچسب‌گذاری شده مطابق با مثال ایجاد کنیم. هر مجرا و اتصالات به ردیف خود نیاز دارد، اگر جریان هوا مانند یک بخش سه راهی تقسیم شود، باید برای هر جهت یک خط قرار دهیم، در ادامه مقاله خواهیم دید.

فقط حروف را به ردیف های جداگانه اضافه کنید سپس نوع اتصال یا مجرای مربوط به آن را اعلام کنید.

می‌توانیم شروع به پر کردن برخی از داده‌ها کنیم، ابتدا می‌توانیم نرخ‌های جریان حجمی را برای هر یک از شاخه‌ها لحاظ کنیم، این کار آسان است زیرا فقط نرخ جریان حجمی برای اتاقی است که در آن خدمات ارائه می‌کند. می توانید در نموداری که من آن را پر کرده ام ببینید.

سپس می توانیم شروع به اندازه گیری مجاری اصلی کنیم. برای انجام این کار مطمئن شوید که از مجرای اصلی که دورتر است شروع کنید. سپس ما فقط نرخ جریان حجمی را برای تمام شاخه های پایین دست جمع می کنیم. برای مجرای اصلی G ما فقط شاخه های L و I را جمع می کنیم. برای D این فقط مجموع L I و F است و برای مجرای A مجموع L، I، F و C است. بنابراین فقط آنها را در جدول وارد کنید.

از نقشه ناهموار، طول هر بخش مجرا را اندازه گیری می کنیم و آن را در نمودار وارد می کنیم.

اندازه کانال – نحوه اندازه گیری کانال:

برای اندازه گیری کانال ها به نمودار اندازه کانال نیاز دارید. شما می توانید این موارد را از تولید کنندگان کانال کشی یا از نهادهای صنعتی مانند CIBSE و ASHRAE تهیه کنید. اگر ندارید، می توانید آنها را در  لینک 1  پیدا کنید.

این نمودارها حاوی اطلاعات زیادی هستند. ما می توانیم از آنها برای یافتن افت فشار در متر، سرعت هوا، سرعت جریان حجمی و همچنین اندازه کانال استفاده کنیم. طرح نمودار بسته به سازنده کمی متفاوت است اما در این مثال خطوط عمودی برای افت فشار در هر متر مجرا هستند. خطوط افقی برای سرعت جریان حجمی هستند. خطوط مورب رو به پایین برای سرعت و خطوط مورب رو به بالا برای قطر مجرا هستند.

از اولین مجرای اصلی که قسمت A است شروع به اندازه گیری می کنیم. برای محدود کردن نویز در این قسمت مشخص می کنیم که حداکثر سرعت آن فقط 5 متر بر ثانیه است. می دانیم که این مجرا به سرعت جریان حجمی 0.79m3/s نیز نیاز دارد، بنابراین می توانیم از سرعت و سرعت جریان حجمی برای یافتن داده های از دست رفته استفاده کنیم.

نمودار را می گیریم و از پایین سمت چپ به بالا اسکرول می کنیم تا به سرعت جریان حجمی 0.79m3/s برسیم. سپس جایی که خط سرعت 5 متر بر ثانیه است را تعیین می کنیم و یک خط در عرض آن می کشیم تا زمانی که به آن برخورد کنیم. سپس برای یافتن افت فشار از این تقاطع یک خط عمودی به پایین می کشیم. در این نمونه ما شاهد خروجی آن 0.65 در هر متر هستیم. بنابراین این شکل را به نمودار اضافه کنید. همانطور که از روش افت فشار برابر استفاده می کنیم، می توانیم از این افت فشار برای تمام طول های مجرا استفاده کنیم، بنابراین آنها را نیز پر کنید. سپس دوباره به بالا اسکرول می کنیم و تقاطع خود را با خطوط مورب رو به بالا تراز می کنیم تا ببینیم که این به یک مجرای با قطر 0.45 متر نیاز دارد، بنابراین آن را نیز به جدول اضافه می کنیم.

ما سرعت جریان حجمی و افت فشار را می‌دانیم، بنابراین اکنون می‌توانیم مقادیر بخش C و سپس مجراهای باقی‌مانده را محاسبه کنیم.

برای بقیه کانال ها از همین روش استفاده می کنیم.

نکات مهم انتخاب و خرید داکت اسپلیت

در نمودار، با کشیدن خطی از 0.65 pa/m به سمت بالا شروع می کنیم و سپس خطی را در عرض دبی حجمی مورد نیاز خود ترسیم می کنیم، در این مورد برای بخش C ما به 0.21m3/s نیاز داریم. در این تقاطع ما خطی را برای یافتن سرعت رسم می کنیم و می بینیم که در خطوط 3 و 4 متر بر ثانیه قرار می گیرد، بنابراین باید مقدار را تخمین بزنیم، در این حالت به نظر می رسد حدود 3.6 متر بر ثانیه است بنابراین اضافه می کنیم. که به نمودار. سپس یک خط دیگر روی شبکه مورب دیگر می کشیم تا قطر مجرای خود را که در این حالت حدود 0.27 متر است، پیدا کنیم و آن را نیز به جدول اضافه می کنیم.

آخرین فرآیند را برای تمام مجاری و شاخه های باقی مانده تکرار کنید تا جدول کامل شود.

اکنون مجموع تلفات مجرای هر مجرا و انشعاب را بیابید، این کار بسیار آسان است به سادگی طول مجرا را در افت فشار بر متر ضرب کنید، در مثال ما آن را 0.65pa/m دریافت کردیم. این کار را برای تمام مجاری و شاخه های روی میز انجام دهید.

سایزبندی اتصالات کانال کشی
اولین اتصالی که به آن نگاه خواهیم کرد، خمیدگی 90* بین کانال های J و L است

برای این کار ما ضریب تلفات خود را برای خم شدن از سازنده یا بدنه صنعت جستجو می کنیم، می توانید با کلیک بر روی این لینک آن را بیابید.

سپس باید تلفات دینامیکی ناشی از تغییر جهت جریان را محاسبه کنیم. برای آن از فرمول Co ضرب در rho ضرب در v تقسیم بر 2 استفاده می کنیم که co ضریب ما، rho چگالی هوا و v سرعت است.

مطالعه بیشتر:

سیستم VRF

ما از قبل همه این مقادیر را می دانیم، بنابراین اگر ارقام را در آن رها کنیم، پاسخی معادل 0.718 پاسکال دریافت می کنیم. بنابراین فقط آن را به جدول اضافه کنید. (ویدئوی پایین صفحه را تماشا کنید تا نحوه محاسبه آن را ببینید).

اتصال بعدی که به آن نگاه خواهیم کرد سه راهی است که مجرای اصلی را به شاخه ها متصل می کند، ما از مثال سه راهی با حرف ID H بین G و J در سیستم استفاده می کنیم. اکنون برای این باید در نظر بگیریم که هوا در دو جهت حرکت می کند، مستقیماً و همچنین به سمت شاخه خاموش می شود، بنابراین باید برای هر دو جهت محاسبه کنیم.

مطالعه بیشتر:

انواع کمپرسور |انتخاب کمپرسور|کمپرسور کوپلند|کمپرسور دانفوس|کمپرسور بیتزر

اگر ابتدا به هوایی که مستقیماً حرکت می کند نگاه کنیم، ابتدا نسبت سرعت را با استفاده از فرمول سرعت خروج تقسیم بر سرعت درون می یابیم. در این مثال هوای خروجی 3.3 متر بر ثانیه و هوای داخل 4 متر بر ثانیه است که 0.83 به ما می دهد.

سپس یک محاسبه دیگر برای یافتن نسبت مساحت انجام می‌دهیم، این از فرمول قطر به صورت مجذور تقسیم بر قطر بر مجذور استفاده می‌کند. در این مثال قطر بیرون 0.24 متر و قطر داخل 0.33 متر است بنابراین اگر آنها را مربع کنیم و سپس تقسیم کنیم 0.53 به دست می آید.

اکنون اتصالات مورد استفاده خود را از سازنده یا بدنه صنعت جستجو می کنیم، دوباره برای آن به اینجا پیوند دهید.

در راهنماها ما دو جدول را پیدا می کنیم که یکی از آنها به جهت جریان بستگی دارد، ما از جهت مستقیم استفاده می کنیم، بنابراین آن یکی را پیدا می کنیم و سپس هر نسبت را جستجو می کنیم تا ضریب تلفات خود را پیدا کنیم. در اینجا می توانید هر دو مقداری را که ما محاسبه کرده ایم بین مقادیر ذکر شده در جدول مشاهده کنید، بنابراین باید یک درون یابی دوخطی انجام دهیم.  (برای یادگیری نحوه انجام درون یابی دو خطی، ویدیو را تماشا کنید).

مقادیر خود را پر می کنیم و پاسخ 0.143 را پیدا می کنیم

اکنون با استفاده از فرمول co ضربدر rho در v تقسیم بر 2 تلفات دینامیکی مسیر مستقیم را محاسبه می‌کنیم. اگر مقادیر خود را به داخل کاهش دهیم، پاسخ 0.934 پاسکال را دریافت می‌کنیم، بنابراین آن را به جدول اضافه کنید.

سپس می‌توانیم تلفات دینامیکی هوا را که به خمش تبدیل می‌شود، محاسبه کنیم. برای این کار از همان فرمول های قبلی استفاده می کنیم. سرعت خروجی با سرعت به داخل تقسیم شد تا نسبت سرعت ما را پیدا کنیم. سپس نسبت مساحت را با استفاده از فرمول قطر بر مربع تقسیم بر قطر بر مجذور پیدا می کنیم. ما مقادیر خود را از جدول خود می گیریم و از 3.5m/s تقسیم بر 4m/s برای بدست آوردن 0.875 برای نسبت سرعت و از 0.26m مربع تقسیم بر 0.33m مربع استفاده می کنیم تا 0.62 را برای نسبت مساحت بدست آوریم.

مطالعه بیشتر:

کندانسور چیست-(کندانسور چیلر،کندانسور سردخانه،کندانسور صنعتی)-انواع کندانسور آبی(آب خنک) و کندانسور هوایی (هوا خنک)

سپس از جدول خم برای بخش سه راهی استفاده می کنیم، دوباره بین مقادیر ذکر شده در جدول است، بنابراین باید اعداد را با استفاده از درون یابی خطی پیدا کنیم. برای دریافت پاسخ 0.3645 پاسکال، مقادیر را وارد می کنیم. بنابراین فقط آن را نیز به جدول اضافه کنید.

حالا این محاسبه را برای سایر سه راهی ها و اتصالات تکرار کنید تا جدول کامل شود.

مطالعه بیشتر:

انواع کندانسور چیلر های تراکمی

پیدا کردن مسیر شاخص – اندازه کانال

در مرحله بعد باید شاخص اجرا را پیدا کنیم که بیشترین افت فشار را دارد. معمولاً طولانی‌ترین مسیر است، اما همچنین می‌تواند با بیشترین اتصالات اجرا شود.

با جمع کردن تمام تلفات فشار از ابتدا تا خروجی هر شاخه به راحتی آن را پیدا می کنیم.

به عنوان مثال برای رسیدن از A به C ما 5.04pa را از دست می دهیم
A (1.3pa) + B (1.79pa) + C (1.95pa)

برای A تا F ما 8.8pa را از دست می دهیم
A (1.3pa) + B (1.7pa) + D (1.3pa) + E (2.55pa) + F (1.95)

برای A به I ما 10.56 از دست می دهیم
A (1.3pa) + B (1.7pa) + D (1.3pa) + E (1.34pa) + G (2.6pa) + H (0.36pa) + I (1.95pa)

برای A به L ما 12.5pa را از دست می دهیم
A(1.3pa) + B (1.7pa) + D (1.3pa) + E (1.34pa) + G (2.6pa) + H (0.93pa) + J (0.65pa) + K (0.72pa) + L ( 1.95pa)

بنابراین فن مورد استفاده ما باید بر اجرا با بیشترین تلفات غلبه کند، که اگر A – L با 12.5pa باشد، این میزان اجرای شاخص است.

دمپرهای مجرای – تعادل سیستم

برای ایجاد تعادل در سیستم، باید دمپرهایی را به هر یک از شاخه‌ها اضافه کنیم تا از افت فشار یکسان در همه قسمت‌ها اطمینان حاصل کنیم تا به نرخ جریان طراحی شده برای هر اتاق دست یابیم.

ما می‌توانیم محاسبه کنیم که هر دمپر چه مقدار افت فشار را باید به سادگی با کم کردن تلفات اجرا از عملکرد شاخص محاسبه کنیم.

A تا C برابر 12.5pa – 5.04pa = 7.46pa است

A تا F 12.5pa – 8.8pa = 3.7pa است

A به I 12.5pa – 10.56pa = 1.94pa است

و این سیستم مجرای ماست. ما یک آموزش دیگر را ارائه خواهیم کرد که روش های اضافی برای بهبود کارایی در سیستم کانال کشی را پوشش می دهد.