Het drukverlies beperken
Bij het ontwerp van een ventilatienetwerk moet u erop letten het drukverlies te beperken door de volgende maatregelen:
- Zoek de kortste weg met de minste hindernissen en waar het mogelijk is om ronde leidingen te installeren.
- Verkies bochten, aftakkingen en overgangen die het drukverlies beperken, vooral wanneer de circulatiesnelheid hoog is. Zo gaat de voorkeur naar ronde elementen, eerder dan naar hoeken, wijzigingen in doorsnede met een hoek van minder dan 30°, etc.
Goed en slecht ontworpen ventilatienetwerken
Er bestaan ook producten die eenzelfde ventilatieopening voeden met een reeks parallelle leidingen met kleine afmetingen. Dit type installatie is te vermijden, want het drukverlies vergroot aanzienlijk en het onderhoud is moeilijker.
Zie Exploitatie, beheer, onderhoud.
Berekening van de drukverliezen
Algemeen gesteld hangt de berekening van de drukverliezen af van de luchtsnelheid, de vorm en de ruwheid van de materialen. We onderscheiden twee types drukverlies:
- Lineair drukverlies wordt veroorzaakt door de wrijving van luchtmoleculen op de wanden van de leidingen.
FORMULE VAN LINEAIR DRUKVERLIES
ΔP linéaire het lineaire drukverlies (in Pa)
λ de coëfficiënt van Darcy, die afhangt van het type luchtdoorstroming (en dus van de luchtsnelheid in de leidingen) en de ruwheid van de binnenwand van de leiding
L de lengte van de leiding (in m)
ρ de dichtheid van de lucht (in kg/m³)
D de binnendiameter van de leiding (in m)
v de gemiddelde luchtsnelheid (in m/s)
Belangrijk: Hoe minder ruw het materiaal, hoe lager het drukverlies.
Richtwaarden voor de ruwheid van het materiaal
| Materiaal en type leidingen | Ruwheid [mm] |
|---|---|
| Roestvrij staal, pvc, aluminium | 0,03 |
| Leiding in gegalvaniseerd staal met spiraalvormige in de lengte | 0,09 |
| Harde leiding in gegalvaniseerd staal met verbinding verbinding | 0,15 |
| Soepele leiding in aluminium | 0,5 |
| Leiding in glasvezel | 0,9 |
Bron: WTCB
Vuistregels voor lineair drukverlies [Pa/m] van enkele leidingen :
- Voor ronde ventilatieleidingen in pvc (ε=0,03mm):
- Voor ronde ventilatieleidingen in staal met spiraalvormige verbinding (ε=0,09mm):
- Voor ronde ventilatieleidingen in staal met verbinding in de lengte (ε=0,15 mm):
Q staat voor het debiet in m³/s en D is de diameter in m.
Deze formules zijn geldig voor droge lucht op 20°C, een luchtsnelheid tussen 1 en 10 m/s en leidingen met een diameter D tussen 63 en 1250 mm.
Het drukverlies kan worden bepaald door middel van vuistregels, berekeningsregels of berekeningsschema's van de fabrikanten.
(bron: WTCB)
Rekenregel
Berekeningsschema van een ronde leiding ter illustratie van de berekening van het lineaire drukverlies van de leiding K-L
Wanneer we de leiding K-L uit het voorbeeld nemen, levert de formule ons voor stalen ventilatieleidingen met spiraalvormige verbinding een lineair drukverlies van 0,18 Pa/m op:
Met het berekeningsschema van een fabrikant komen we tot hetzelfde resultaat.
- Plaatselijk drukverlies treedt op wanneer er een wijziging is in de luchtdoorstroming (verandering van doorsnede, bocht enz.).
FORMULE VOOR BUITENGEWOON DRUKVERLIES
ΔP singulière het buitengewone drukverlies (in Pa)
ζ de coëfficiënt van buitengewoon drukverlies van het beschouwde element (bochten, T-elementen, ...)
ρ de dichtheid van de lucht (in kg/m³)
v de gemiddelde luchtsnelheid (in m/s)
Voorbeeld: bocht van 90°
Bepaling van de coëfficiënt van drukverlies:
- Voor een diameter van 125 mm en een verhouding van straal/diameter van 1:
ζ=0,30 (zie onderstaande tabel)
| rm/D | D (mm) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 75 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | |
| 1 | 0.44 | 0.43 | 0.37 | 0.30 | 0.25 | 0.24 | 0.24 |
| 1.5 | 0.30 | 0.28 | 0.21 | 0.16 | 0.13 | 0.11 | 0.11 |
- ρ = 1,204 kg/m³ voor lucht van 20°C
- v = 4m/s
Het drukverlies is dan als volgt:
Het totale drukverlies van een ventilatienetwerk is de som van de lineaire en buitengewone drukverliezen.
Algemeen gesteld hangt de berekening van de drukverliezen af van de luchtsnelheid, de vorm en de ruwheid van de materialen.
Voor plaatselijke drukverliezen doen we altijd een beroep op de berekeningsschema's van de fabrikanten.
Richtwaarden van drukverlies voor de vereenvoudigde dimensionering van de leidingen
Richtwaarden voor de vereenvoudigde dimensionering van de leidingen
| Voor een luchtsnelheid van 2,5 tot 3,5 m/s |
Maximumdebiet [m³/uur] |
Lineair drukverlies [Pa/m] |
Drukverlies per bocht van 90° [Pa] |
|---|---|---|---|
| Ronde metalen leidingen met dubbele verbinding (nominale diameter in mm) | |||
| D 80 | 30 tot 60 | 1,50 tot 2,10 | 2,25 tot 3,15 |
| D 100 | 60 tot 100 | 1,00 tot 1,80 | 1,50 tot 2,70 |
| D 125 | 110 tot 155 | 0,75 tot 1,4 | 1,10 tot 2,10 |
| D 160 | 175 tot 250 | 0,50 tot 0,75 | 0,75 tot 1,05 |
| D 200 | 280 tot 395 | 0,40 tot 0,75 | 0,600 tot 1,15 |
| D 250 | 440 tot 640 | 0,34 tot 0,70 | 0,48 tot 1,05 |
| D 315 | 700 tot 980 | 0,24 tot 0,40 | 0,36 tot 0,60 |
| Rechthoekige metalen leidingen, vastgemaakt met kleefband (L x H in mm) | |||
| 100 x 50 | 20 tot 50 | 2,00 tot 2,60 | 3,20 tot 4,20 |
| 140 x 50 | 50 tot 90 | 1,50 tot 2,85 | 2,40 tot 4,60 |
| 180 x 50 | 80 tot 110 | 1,20 tot 2,40 | 1,90 tot 3,80 |
| 220 x 50 | 100 tot 130 | 1,00 tot 2,20 | 1,60 tot 3,50 |
| 300 x 50 | 150 tot 220 | 0,65 tot 0,95 | 1,05 tot 1,55 |
| Harde plastic leidingen, vastgemaakt met kleefband of gelijmd (L x H in mm) | |||
| 100 x 40 | 25 tot 50 | 1,80 tot 2,40 | 2,90 tot 3,90 |
| 200 x 60 | 100 tot 130 | 1,110 tot 2,30 | 1,75 tot 3,70 |
Bron: Xilio
Belangrijk : bij een vergelijkbare doorsnede en debiet is het drukverlies lager bij ronde leidingen ! Bij ronde leidingen zijn er minder zones met turbulente stroming die de doorstroming van de lucht verminderen. Wanneer er voldoende ruimte is, gaat de voorkeur dus naar ronde leidingen.
