در این بخش به محاسبات کانال کشی پرداخته می‌شود که از مهم‌ترین محاسبات در تاسیسات و تهویه مطبوع هستند. کانال از ورق گالوانیزه با ضخامت گوناگون ساخته می‌شود. کانال، مجرای انتقال و عبور هوا است. کانال‌ها می‌توانند از مواردی مانند آلومینیوم، فولاد ضدزنگ، آهن سیاه، پلاستیک و پی‌وی‌سی نیز ساخته شوند. رعایت این نکات اجرایی و محاسبات اصولی می‌تواند در طراحی کانال، محاسبه ابعاد آن، در نظر گرفتن باز شو و جانمایی عبور داکت از فضاهای مرده ساختمان کمک کند.

برای طراحی، محاسبه و سایز ابعاد کانال، اول باید بار سرمایشی، گرمایشی و دبی هوای مورد نیاز در نظر گرفته شود. بعد از محاسبه بار حرارتی فضا، cfm مورد نیاز جهت تهویه فضا باید محاسبه شود و با توجه به ابعاد فضای معماری براساس تعداد دفعات تعویض هوا و نوع کاربری Cfm به آن مکان اختصاص داده شود و هوادهی کل سیستم تعیین شود. در این مقاله، سایزینگ اصولی، محاسبه دبی هوای مورد نیاز فضای مورد نظر کانال‌کشی به‌طور جامع توضیح داده می‌شود.

شکل و اندازه در محاسبات کانال کشی

شکل و اندازه در کانال کشی

مقطع کانال امکان دارد به‌شکل مستطیل، مربع، دایره یا بیضی باشد.کانال‌های بیضی در‌واقع همان کانال‌های گرد هستند که کشیده می‌شود و به حالت نیم‌دایره با مستطیلی در دو انتهای آن به‌وجود می‌آید. اندازه کانال‌ها معمولا با اینچ محاسبه می‌شود. کانال گرد در تاسیسات HVAC معمولا از 3 تا 10 اینچ با افزوده‌ی (increment) یک اینچ ساخته می‌شود و بالای 10 اینچ کانال گرد با افزوده دو اینچ 14، 10، 12 ساخته می‌شود. نوع مستطیلی در اندازه زوج مانند (12*14) و (20*24) ساخته می‌شود.

محاسبه Cfm هوای مورد نیاز و بار سرمایش و گرمایش

در تهویه مطبوع یک مکان، دو نوع Cfm نیاز است. نوع اول به بار سرمایش و گرمایش محیط مربوط است. نوع دوم به هوای تازه که از کانال یا در اتاق یا پنجره‌ها تأمین می‌شود مربوط است. در برخی از پروژه تاسیساتی لوکس که از فن‌کویل جهت برداشت بار حرارتی استفاده می‌شود از کانال هوای تازه متصل به هوارسان جهت تولید freshair ( هوای تازه) استفاده می‌شود.

دبی هوایی برای خنک‌کاری محیط، غلبه بر بار وارده و برداشتن بار است. به‌عنوان مثال، اتاقی که 5 بار در ساعت تعویض هوا می‌شود 3500 CFM است. بار برودتی جهت خنک‌کردن محیط 3500 cfm این است که همان حجم هوایی است که باید توسط دستگاه خنک‌کننده فضا را خنک کند.

بیشتر بخوانید: ترفندهای لوله کشی ساختمان

فشار در کانال

کانال دارای سه دسته کم‌فشار، متوسط و پرفشار است. جهت کانال‌کشی مناطق مسکونی و اداری از سرعت کم و سیستم کم‌فشاراستفاده می‌شود. در جدول زیر فشار استاتیک و سرعت در دوره‌های مختلف نشان داده شده است.

در جدول زیر بیشتر مقدار سرعت هوا در این مدل سیستم جهت کاربری مختلف برحسب فوت در دقیقه نشان داده شده است.

انتخاب اندازه کانال ها در محاسبات سریع کانال کشی

اگر در زمان محاسبه، اندازه کانال به‌اندازه یک یا دو بعد از 4 اینج بیشتر تغییر کند باید اندازه آن را کم یا زیاد کرد. بهتر است اندازه کانال به‌عنوان بخشی از یک اینچ تعیین نشود زیرا ساخت آن سخت است. برای تغییر اندازه کانال، ابتدا باید یک سایز و فقط در یک بعد آن انجام شود تا ساخت اتصالات راحت‌تر انجام بگیرد. یک کانال 16*36 به 12*30 باید تغییر داده شود و به‌طور یک‌باره به‌اندازه 10*32 تغییر داده نشود.

به‌طور کلی، اندازه کانال باید از دریچه و دیفیوزها 2 اینچ کوچک‌تر باشد. انتهای کانال باید از کانال اصلی 2 اینچ کوچک‌تر باشد تا ساخت، هوابندی و درزگیری صحیح اجرا شود. زانویی نود درجه مربعی باید هادی گردشی با شعاع دو برابر عرض کانال داشته باشد. زانویی که جهت رختشویی، ظرفشویی و آشپزخانه به‌کار می‌رود باید ساختار آن با شعاع یک و نیم برابر عرض کانال و بدون هادی باشد.

در نقاط رفت، برگشت و تخلیه کانال با تجهیزاتی مانند بادزنها و هواساز از اتصالاتی که انعطاف دارند استفاده شود. دریچه قابل دسترسی جهت دمپر آتش، دود، حجمی، موتوری، کویل‌ها و رطوبت‌زن‌ها در درون کانال که به بررسی، نگهداری و تعمیر نیاز دارد باید به‌درستی پیش‌بینی شود.

بیشترین فاصله آویز سقفی برای کانال‌ افقی، طبق استاندارد SMACNA، حداکثر 8 فوت و نوع قائم آن 16 فوت است. مقداری که از نظر تجربی توصیه شده است در کانال افقی با داشتن سطح مقطع کم‌تر از 4 فوت مربع حداکثر 8 فوت است. نوع افقی با سطح مقطع بین 4 تا ده فوت مربع حداکثر 6 فوت است. نوع قائم با سطح مقطع 4 گوش حداکثر 10 فوت و نوع قائم در سطح مقطع گرد حداکثر 12 فوت است. کانال افقی در سطح مقطع بیشتر از 10 فوت مربع حداکثر 4 فوت است.

میزان تخمین افت اصطکاکی از طریق نرخ افت اصطکاکی×طولانی ترین مسی کانال×1.5 =افت فشار اصطکاکی به‌دست می‌آید.

ابعاد کانال در محاسبات کانال‌ کشی

ابعاد کانال در محاسبات کانال‌ کشی

کم‌ترین اندازه کانال 4 گوش 4*4 و کوچکترین اندازه که توصیه شده جهت کانال 4*8 است. برای استفاده از این کانال‌ها بهتر است ابعاد زوج 12*48، 36*72، 6*10، 12*24 استفاده شود. بیشترین مقدار ظرفیت کانالAspect Ratio 6:1 است. کم‌ترین اندازه کانال نوع گرد 3 است و اندازه فرد و زوج برحسب استاندارد تولید می‌شود. کانال نوع گرد تا قطر 5.5 با چین نیم اینچ، قطر 6 تا 20 چین یک اینچ و برای قطر بالاتر از 22 چین دو اینچ تولید می‌شود.

 استاندارد SMACNA برای ساخت کانال‌ های توزیع هوا

SAMACNA- HVAC Duct Construction Standards Metal and Flexible

SAMACNA- Fibrous Glass Duct Construction Standard

 SAMACNA- Rectangular Industrial Duct Construction Standard

 SAMACNA- Round Industrial Duct Construction Standard

SAMACNA- Thermoplastic Duct (PVC) Construction Manual

محاسبات اندازه کانال کشی

اندازه مقطع کانال به سه روش کاهش سرعت، افت فشار ثابت و تبدیل فشار دینامیک به ساکن محاسبه می‌شود. در روش افت فشار که اغلب بیشتر استفاده می‌شود در تمام قسمت‌های کانال به‌طور یکسان است. در این روش توازن سیستم کم‌تر نیاز است و سرعت هوا به‌صورت خودکار کم می‌شود. قسمتی که بیشترین مقاومت را دارد برای محاسبه کل افت فشار مبنا در نظر گرفته می‌شود.

جهت محاسبه ابعاد از رابطه مکانیک سیلات یعنی A.V=Q استفاده می‌شود. Q دبی هوا برحسب CFM و a سطح مقطع کانال مدور برحسب ft² و v سرعت عبور هوا برحسب fpm محاسبه می‌شود. در رابطه با=D²π/ 4A و تبدیل d از فوت به اینچ فرمول زیر به‌دست می‌آید.

D قطر کانال مدور برحسب اینچ محاسبه می‌شود و توسط جدولی که در زیر آمده می‌توان ابعاد کانال مستطیلی را پیدا کرد.

مثال: از روش افت فشار ثابت ابعاد کانال ها را در سیستم توزیع هوای نشان داده شده از شکل زیر به دست آورید.

دریچه تأمین هوا در محاسبات کانال کشی

این دریچه‌ها که برای ورود هوا به فضا استفاده می‌شوند در دو نوع سقفی یا دیواری وجود دارند. شکل آن‌ها نیز مدور یا مستطیلی است. جهت انتخاب دریچه مناسب باید از رابطه زیر استفاده کرد.

D مقدار دریچه گرد براساس اینچ CFM است. حجم هوای خروجی بر حسب فوت مکعب در دقیقه و fpm سرعت مجاز هوا در خروج بر حسب فوت بر دقیقه است. مقدارهای مجاز آن براساس کار دبی ساختمان در جدول زیر آمده است.

دریچه های برگشت در محاسبات کانال کشی

اگر ابعاد دریچه برگشتی یا دبی 850cfm و سرعت 500fpm تعیین شود. از جدول و محور افقی آن در بالای جدول، خطی به‌صورت عمود رسم می‌شود تا دبی 850fm را قطع کند و کشیدن این نقطه به قسمت پایین، میزان افت فشار هوای خروجی و در سمت چپ جدول، ابعاد دریچه تامین هوا که (in)W×H = 30×12 است و افت فشار 0.059in W.G را نشان می‌دهد.

نقشه خوانی در محاسبات کانال کشی

نقشه خوانی در محاسبات کانال کشی

در روی نقشه، ظرفیت، ابعاد و نوع آن نوشته شده است. در دریچه قابل تنظیم حرف R(Register) و در غیر قابل تنظیم حرف G(Grill ) استفاده می‌شود. نوع دیواری با حرف w (Wall) و نوع سقفی حرف C (Ceiling) نشان داده می‌شود. حرف s برای دریچه هوای رفت و حرف R (Return) برای هوای برگشت استفاده می‌شود. اگر روی نقشه کنار دریچه هوا عبارت زیر نوشته شود یعنی دریچه از نوع دیواری قابل تنظیم با ارتفاع 10 اینچ، پهنا 20 اینچ و ظرفیت هوادهی 1200 فوت مکعب در دقیقه است.

کنترل صدا در محاسبات سریع کانال کشی

جهت کم‌شدن صدای دستگاه هواساز، فنر یا لاستیک در زیر پایه قرار می‌دهند. برای صدای فن دستگاه باید از صفحه‌های ضدصدا با طول 5 متر در ابتدای کانال استفاده ‌شود. برای کاهش سرایت ارتعاش هواساز به کانال و برای اتصال هواساز به کانال رفت و برگشت، از نسبت برزنتی استفاده می‌کنند.

جمع‌بندی

نحوه محاسبات کانال کشی می‌تواند بر میزان بازدهی سیستم تهویه و میزان انرژی مصرفی سیستم سرمایشی و گرمایشی تأثیرگذار باشد. این کانال می‌تواند در شکل مستطیل و دایره باشد و جنس آن از آلومینیوم و گالوانیزه است. اجرای دقیق کانال‌کشی برای دست‌یابی به شرایط ایده‌آل گرما، سرما، صرفه‌جویی در انرژی و سازه‌های صنعتی اهمیت زیادی دارد. جهت کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره تخصصی در این زمینه با شماره ۰۹۱۲۷۶۹۷۱۲۳ تماس بگیرید.