FAQ: Как подобрать диаметр воздуховода — формулы, примеры, калькулятор

Для того чтобы начать расчет сечения воздуховода, необходимо определить, какое количество воздуха будет через него проходить. Эта величина называется расход воздуха или производительность. Если это, например, вытяжка от кухонной плиты, то эти данные указываются в документации. 

Если у вас не один воздуховод, а система воздуховодов, то тогда необходимо определить, сколько воздуха будет проходить через каждый участок. От вентилятора всегда идет наибольший объем воздуха, соответственно, его сечение также самое большое. Далее, после каждого тройника (ответвления) часть воздуха «уходит» по этому ответвлению — соответственно, далее расход воздуха уменьшается на этот объем. Сечение следующего участка рассчитывается с учетом измененного объема.

Зачем это делается? Для того чтобы сохранить скорость воздуха и давление по всей системе воздуховодов для эффективной работы. Что будет, если не уменьшать сечение? Если это вытяжка, то с первого ответвления будет тянуть очень хорошо, а с других все меньше и меньше. Если это приток воздуха, то поток воздуха будет просто «пролетать» первое ответвление и подаваться в другие. (кстати, рекомендуется всегда устанавливать дроссель-клапаны на ответвлениях для регулировки расхода воздуха на каждом боковом участке, но это уже другой вопрос).

Хотите больше информации, как это делается? Тогда рекомендуем нашу статью ниже.

Пример расчета воздуховодов для подбора производительности вентилятора

Также необходимо определить еще один параметр — скорость воздуха. Воздух может двигаться по воздуховоду с разной скоростью. Если он движется слишком быстро, то это увеличивает уровень шума и снижает производительность. Если же скорость будет слишком низкой — ослабевает «захват» загрязненного воздуха. В горизонтальных участках воздуховода начинает оседать пыль или жир, что со временем приводит к снижению сечения и увеличению сопротивления. Кроме того, низкая скорость — это всегда большее сечение воздуховода, чем необходимо. А это лишние габариты, материалы и стоимость. 

Когда у вас есть эти два параметра, вы можете рассчитать необходимую площадь сечения воздуховода по формуле ниже.

Формула расчета площади сечения воздуховода

F = L / (3600 · V)

F - площадь сечения, м²

L - производительность, м³/ч

V - скорость воздуха в воздуховоде, м/сек

От скорости воздуха в вентиляционном канале зависит уровень шума, потери давления и, как следствие, производительность и чистота каналов. Она не должна быть слишком высокой или низкой. 

Подбирается она в зависимости от назначения помещений и рекомендованных значений. Для помещений жилого или офисного назначения подбираются меньшие значения, чем для промышленных объектов.

Рекомендованные диапазоны скорости для вентиляции жилых помещенийМагистральный воздуховод: 3,0–6,0 м/секОтветвления: 3,0–4,0 м/секВентиляционные решетки: 1,0–2,0 м/секНаружная решетка забора или выброса воздуха: 2,0–3,5 м/сек

Если воздуховод круглый, то необходимый диаметр можно найти по этой формуле:

D = √ (4F / π), где

π - 3,1415

F - площадь сечения, м²

Значение, которое вы получите, будет в метрах.

Удобно пользоваться таблицами для подбора, например, ниже указаны площади сечения для стандартных воздуховодов диаметром до 400 мм.

Таблица площади сечений круглых воздуховодов

Если вам нужен прямоугольный воздуховод, то зная необходимую площадь, вы можете легко узнать длину сторон. Напомним формулу площади прямоугольника:

F = a · b

a - ширина воздуховода, м

b - высота воздуховода, м

Подойдут любые стандартные комбинации, которые дадут площадь не меньше расчетной.

Вы можете пользоваться таблицами подбора — это удобно и быстро. Например, таблицей подбора пластиковых воздуховодов Вентс ПластиВент со стандартными размерами.

Площадь сечения вентиляционных каналов Вентс ПластиВент

После того как вы выбрали сечение воздуховода больше расчетного, скорость движения воздуха изменится. Чтобы убедиться, что она не будет выше оптимальной, необходимо проверить, какой она будет при выбранном сечении.

Проверить скорость можно по следующей формуле

Формула расчета скорости воздуха в воздуховодеV = L / (3600 · F)

V - скорость воздуха в воздуховоде, м/сек

F - площадь сечения, м²

L - производительность, м³/ч

Пример определения скорости воздуха в воздуховоде

Предположим, у вас есть кухонная вытяжка с паспортной производительностью 200 м³/ч. Нужно подобрать диаметр воздуховода так, чтобы скорость воздуха оставалась в допустимых пределах и система работала без лишней нагрузки и шума.

Проверим вариант с воздуховодом Ø100 мм (0,1 м)

Находим площадь сечения круглого воздуховода

F = (π · D²) / 4 = (3,1415 × 0,1²) / 4 = 0,00785 м²

тогда скорость будет

V = 200 / (3600 × 0,00785) = 200 / 28,26 ≈ 7,1 м/сек

Скорость слишком высокая, оптимальная должна быть в диапазоне 3,0–6,0 м/сек. Если выбрать такой воздуховод, увеличится уровень шума, уменьшится производительность вытяжки и двигатель вентилятора будет работать с большей нагрузкой.

Проверим, подходит ли воздуховод Ø125 мм (0,125 м)

Площадь сечения будет

F = (π · D²) / 4 = (3,1415 × 0,125²) / 4 = 0,01227 м²

скорость будет

V = 200 / (3600 × 0,01227) = 200 / 44.17 ≈ 4,5 м/сек

Этот вариант подходит, скорость оптимальная. Если взять диаметр больше — 150 мм, то воздуховод будет больше по размеру, чем нужно, а скорость меньше.

Можно. Вы можете воспользоваться нашим онлайн-калькулятором. Если у вас есть нужный расход воздуха и вы определили оптимальную скорость воздуха для вашего случая, калькулятор предложит вам два варианта пластиковых воздуховодов Вентс ПластиВент круглого или прямоугольного сечения. Кроме этого будет указана скорость воздуха, которая будет при таком сечении.

Каждый метр и каждый такой элемент имеет своё сопротивление воздуху, который проходит через него.

Чем длиннее ваш вентиляционный канал, чем больше поворотов, подъёмов, вентиляционных решёток, тем больше потери давления вентилятора.

У вашего вентилятора есть производительность, которая указывается в паспорте. Но это производительность при нулевом сопротивлении. Реальная производительность вентилятора будет зависеть от суммарного сопротивления вентиляционной системы. 

Например, если в паспорте к вентилятору указано 200 м³/ч, то на практике из-за длинных каналов, поворотов и решёток вы можете получить лишь 100–150 м³/ч. Поэтому при подборе вентилятора всегда учитывают потери давления, подбирают правильный диаметр воздуховодов, стараются минимизировать количество поворотов и дополнительно берут вентилятор с запасом по производительности и напору.

Для начала определим, что нужно считать.

Из чего состоят потери давления вентиляционной системы

• Прямые участки. Потери зависят от скорости и диаметра. Чем меньше диаметр (при том же расходе), тем выше скорость движения воздуха и выше давление. 
• Местные сопротивления. Это повороты, колена, тройники, переходы. Также это наружная решётка, которая устанавливается снаружи, внутренние вентиляционные решётки, обратный клапан, фильтр, шумоглушитель. 

Где брать эти данные

Для прямых участков воздуховодов существуют таблицы, одну из них мы разместили ниже. Для местных сопротивлений производители оборудования обычно предоставляют такие данные в документации (если это, конечно, не китайский производитель).

Например, необходимый расход воздуха 150 м³/ч — проводим вертикальную прямую до диаметра 125 мм и видим, что потери давления этого участка будут 0,3 Па на 1 метр.

Ещё примеры: для 420 м³/ч — потеря будет 0,9 Па при воздуховоде 200 мм. Для 690 м³/ч — потеря 0,8 Па при канале 250 мм. Для 960 м³/ч — 1,5 Па при воздуховоде 250 мм.

Для примера приведём табличные данные потери давления на повороте.

Например, при необходимом расходе воздуха 150 м³/ч (берём воздуховод 125 мм) и повороте на 90 — потеря на этот поворот будет 3 Па. Для того чтобы найти потерю давления, условно проводим вертикальную линию от значения 150 до линии воздуховода 125 мм. Затем условно проводим горизонтальную линию до значений падения давления для поворотов на 90°.

Подбираем вентилятор

Алгоритм такого расчёта следующий:

• Посчитайте линейные потери — (Па/м) × длина каждого участка; сложите.
• Добавьте местные сопротивления — для каждого колена/тройника/узла, клапана, решётки, фильтра возьмите ΔP из таблицы паспорта.
• Сложите всё вместе = ΣΔP.
• Выбирайте вентилятор, чтобы при вашем расходе он давал ≥ ΣΔP (и желательно +10–30% запаса).

Если сопротивление небольшое (10–15 Паскалей) и трассы короткие — бытового осевого или канального осевого может быть достаточно. Небольшой воздуховод — это до 1 метра с минимум поворотов и хорошей тягой в вытяжном канале.

Если потери давления ΣΔP ≥ ~80–100 Па или трассы длинные/со сложной геометрией — смотрите канальные центробежные (турбинные): они лучше «справляются» с давлением. Например, один вентилятор вытягивает воздух из двух комнат через воздуховод с тройником и так далее.

Если коротко — да. Гофрированный или гибкий воздуховод имеет шероховатую внутреннюю поверхность, часто провисает или образует «зигзаги». Всё это значительно повышает сопротивление и уровень шума при работающей вентиляции и снижает реальную производительность. Гибкий вентиляционный канал — это удобное решение, но оно имеет свои ограничения.

Как именно гофра влияет на аэродинамическое сопротивление

• Большее аэродинамическое сопротивление. Из-за неровной внутренней поверхности и шероховатости потери давления в таких воздуховодах в разы выше по сравнению с гладкой поверхностью жёстких вентиляционных каналов.
• Повороты, провисания. Гофру удобно монтировать — её можно изгибать в нужное положение. Но каждый поворот и его угол — это дополнительное сопротивление движению воздуха. 

В каких случаях есть смысл их использовать

• Подключение к вентиляционной решётке от основного жёсткого воздуховода. Обычно это гибкий воздуховод длиной 0,5 метра или 1 метр, которым соединяют патрубок оцинкованного или пластикового воздуховода и решётки, диффузора или анемостата. 
• Небольшая вентиляционная система. Если вам нужно создать небольшую систему (например, вытяжка от зонта) и ваш бюджет на вентиляцию ограничен, гибкий воздуховод может быть оптимальным решением. 

Как можно снизить сопротивление такого воздуховода

• Сделайте длину как можно меньшей. Когда планируете вентиляцию, сделайте общую длину как можно короче. Каждый метр длины — это дополнительная нагрузка и лишнее сопротивление.
• Растягивайте канал на 100%. Никаких складок. Растяжка должна быть максимальной.
• Соблюдайте радиус поворота. Старайтесь, чтобы радиус поворота был больше чем 1,5 или 2 диаметра. Чем больше радиус — тем лучше для вентиляции.
• Не экономьте на креплениях. Сделайте расстояние между креплениями канала к поверхности стены как можно меньше — не более 1 метра. Это поможет избежать провисаний.
• Сохраняйте диаметр. Не передавливайте и не меняйте диаметр по всей длине. Не сжимайте край, не делайте «овальный» канал.