Jak obliczyć straty ciśnienia w wentylacji?

Szczegółowa analiza strat ciśnienia w instalacjach wentylacyjnych to kluczowy element podczas projektowania, rozruchu i późniejszej eksploatacji systemu. W ramach profesjonalnego podejścia istotne jest uwzględnienie wielu parametrów, takich jak geometria i długość przewodów, prędkość przepływu powietrza czy rodzaj elementów składowych (kolana, trójniki, zwężki). Dzięki temu można określić optymalny dobór wentylatorów oraz zaplanować właściwą konfigurację kanałów, tak aby osiągnąć pożądane efekty przy minimalnych kosztach energetycznych.

Czym są miejscowe straty ciśnienia w wentylacji?

Miejscowe straty ciśnienia określają spadek ciśnienia dynamicznego i statycznego, powstający na skutek przejścia powietrza przez elementy instalacji wentylacyjnej o zmiennej geometrii lub w obszarze nagłych zmian kierunku przepływu. Przykładem miejscowych oporów jest kolano kanału, trójnik, zwężka, rozszerzenie czy też elementy wyposażenia, takie jak przepustnice i tłumiki. Spadki ciśnienia nabierają na sile szczególnie wtedy, gdy w jednym ciągu pojawia się sekwencja wielu zmian kierunku przepływu.

Jak powstają straty ciśnienia w wentylacji?

Kiedy strumień powietrza napotyka przeszkodę część energii przepływu przekształca się w ciepło. Na długich i prostych odcinkach przeważają straty tarcia, natomiast w miejscach takich jak rozwidlenia czy kolana główną rolę odgrywają właśnie straty miejscowe. W obszarze wysokich prędkości oraz w kanałach o mniejszych średnicach tendencja do występowania intensywnych turbulencji rośnie. Całościowe ciśnienie w wentylacji uwzględnia sumę wszystkich tych oporów i jest to decydujące dla doboru wentylatora. Jeżeli wartość zaprojektowanego strumienia ma być utrzymana na stabilnym poziomie, to napęd musi być zdolny do pokonania łącznych strat ciśnienia, w tym tych wynikających z przebiegu i konstrukcji sieci kanałów.

Wentylacja – straty ciśnienia jako dodatkowy koszt

W instalacjach przemysłowych wszelkie nieprzewidziane zwiększenie oporów w wentylacji może mieć konkretne konsekwencje finansowe. Wentylator, aby utrzymać zamierzoną wydajność, potrzebuje więcej energii elektrycznej, jeżeli występują wyższe straty ciśnienia. W zakładach o rozbudowanej sieci wentylacyjnej nawet kilkuprocentowy wzrost oporu przekłada się na większe koszty eksploatacji. Chcąc uniknąć takiej sytuacji należy zastosować wydajniejsze wentylatory o większej mocy, co oznacza wyższe nakłady inwestycyjne. Z tego względu już na etapie projektowym dąży się do ograniczenia do minimum liczby łączników.

Jak obliczyć straty ciśnienia w wentylacji?

Do obliczenia strat ciśnienia stosuje się programy komputerowe, które automatycznie wyznaczają współczynniki oporu w funkcji średnicy kanału, kąta załamania i chropowatości ścian wewnętrznych. Ręczne wyliczenia są również możliwe, ale w przypadku dużych i rozgałęzionych sieci są pracochłonne. Efektem jest wartościowy raport przedstawiający całkowity opór instalacji i wymagane parametry wentylatora.

Straty ciśnienia, wentylacja – jak przeciwdziałać?

Dbałość o prawidłowy stan konstrukcji i regularną konserwację to najprostszy sposób na uniknięcie niepożądanych strat ciśnienia. Na poziomie projektowym można unikać ostrych zwężeń i zbędnych łączeń. Przemyślana średnica kanałów sprawia, że prędkość przepływu pozostaje na optymalnym poziomie, nie prowadząc do nadmiernej turbulencji. W fazie eksploatacji należy przeprowadzać okresowe przeglądy, aby na bieżąco usuwać osady i pył, które z czasem osadzają się na wewnętrznych ściankach. Istotnym działaniem jest również właściwa regulacja klap oraz przepustnic. Systemy wentylacyjne, w których nie zadbano o te aspekty, tracą efektywność i generują wysokie koszty eksploatacji, wymagając częstych napraw i częściowej przebudowy. Tylko kompleksowa analiza i monitorowanie parametrów przepływu umożliwiają utrzymanie prawidłowego ciśnienia w instalacji i korzystną pracę wentylacji przez wiele lat.