Расчет клапана избыточного давления (КИД)

Расчет клапана избыточного давления (КИД) применяют при проектировании систем подпора воздуха в лестничные клетки, лифтовые шахты и тамбур-шлюзы, когда необходимо подобрать клапан избыточного давления или проверить перепад давления на уже подобранном клапане. Результат расчета — живое сечение и типоразмер клапана или фактический перепад давления с оценкой соответствия диапазону 20–150 Па.

Расчет выполняется по МД.137-13. Внутри расчета два варианта: подбор КИД по перепаду давления — задается требуемое избыточное давление, определяется живое сечение клапана и выполняется подбор модели из базы типоразмеров; определение перепада давления — задаются характеристики уже подобранного клапана (коэффициент \(k\) и живое сечение), определяется фактический перепад давления.

При заполнении поля «Живое сечение КИД» указывайте то сечение, к которому относится коэффициент местного сопротивления. Для стеновых клапанов это живое сечение клапана, для канальных — сечение присоединительного воздуховода.

Что рассчитывается#

Подбор КИД — по заданному перепаду давления определяется требуемое живое сечение клапана и подбирается типоразмер из матрицы.
Проверка КИД — по характеристикам уже подобранного клапана (\(k\), \(S_{\text{ж}}\)) рассчитывается фактический перепад давления с оценкой соответствия диапазону 20–150 Па.
Дополнительный КМС \(\xi_{\text{доп}}\) — учитывает решетки и сетки на клапане. Можно сравнить перепад с учетом и без учета дополнительных сопротивлений.

Исходные данные#

Общие параметры#

Расход воздуха \(L\), м³/ч: из расчета системы подпора воздуха.
Температура воздуха \(t\), °C: температура подаваемого воздуха.
Дополнительный КМС \(\xi_{\text{доп}}\): учитывает решетки и сетки на клапане.

Подбор КИД по перепаду давления#

Требуемый перепад давления \(\Delta P\), Па: задается вручную или рассчитывается по усилию открывания двери и доводчика.
Усилие открывания двери \(F\), Н: по данным производителя дверного доводчика.
Усилие сопротивления дверного доводчика \(F_r\), Н: по данным производителя.
Ширина двери \(W\), м: по архитектурным чертежам.
Расстояние от петли до края проема \(d\), м: по архитектурным чертежам.
Площадь дверного проема \(A_{\text{door}}\), м²: по архитектурным чертежам.

Определение перепада давления (проверка)#

Коэффициент \(k\): по данным производителя клапана.
Живое сечение \(S_{\text{ж}}\), м²: по данным производителя клапана.

Как выглядит расчет#

Экран расчета с выбором режима (подбор КИД или определение перепада давления), вводом расхода воздуха, температуры, дополнительных сопротивлений и параметров двери или клапана.

Скриншот программы «Расчет клапана избыточного давления (КИД)»

Рабочий порядок#

Введите расход воздуха, температуру и дополнительный КМС#
Расход берется из расчета системы подпора. Температура — подаваемого воздуха.
Выберите режим расчета#
Подбор КИД по перепаду давления или определение перепада давления для уже подобранного клапана.
Для подбора задайте допустимый перепад давления#
Введите вручную или рассчитайте по усилию открывания двери и доводчика.
Для автоматического подбора — выберите производителя и марку##
Выберите производителя, марку оборудования и нужный типоразмер из таблицы.
Для ручного ввода — задайте коэффициент \(k\)#
По данным производителя выбранного клапана.
Сформируйте отчет#
Если расчет подтвержден, нажмите кнопку «Сформировать отчет».

Практический пример#

Проверка и подбор клапана избыточного давления (КИД)#

Условие задачи#

Задача. Проверить существующий клапан и подобрать типоразмер для расхода 10 000 м³/ч при температуре −26 °C.

В примере приняты:

Расход воздуха: 10 000 м³/ч.
Температура: −26 °C.
Проверка: \(k = 1{,}8\), \(S_{\text{ж}} = 0{,}5\) м², \(\xi_{\text{доп}} = 0\).
Подбор: допустимый перепад 79 Па (рассчитан по усилию доводчика).

Что задается в интерфейсе#

№	Поле	Значение	Размерность	Комментарий
1	Расход воздуха \(L\)	10 000	м³/ч	Из расчета системы подпора
2	Температура воздуха \(t\)	−26	°C	По условию задачи
3	Дополнительный КМС \(\xi_{\text{доп}}\)	0	—	Без дополнительных решеток
4	Коэффициент \(k\) (проверка)	1,8	—	По данным производителя
5	Живое сечение \(S_{\text{ж}}\) (проверка)	0,5	м²	По данным производителя
6	Допустимый перепад \(\Delta P\) (подбор)	79	Па	Рассчитан по усилию доводчика

Результаты расчета#

Сценарий	Результат
Проверка существующего клапана	\(\Delta P = 71\) Па, клапан подходит
Подбор по допустимому перепаду	Допустимое \(\Delta P = 79\) Па, выбран типоразмер 600×1000 мм

Результат. Перепад давления 71 Па укладывается в нормативный диапазон 20–150 Па. Клапан подходит. При установке решетки с \(\xi_{\text{доп}} = 2\) перепад возрастет до 116 Па — также в пределах нормы.

Расчетные зависимости (справочно)#

Зависимость	Что определяет
\(\rho = \frac{353}{273 + t}\)	Плотность воздуха (кг/м³) при температуре \(t\).
\(\Delta P = \frac{(k^2 + \xi_{\text{доп}}) \cdot \rho}{2} \cdot \left(\frac{L}{3600 \cdot S_{\text{ж}}}\right)^2\)	Перепад давления на клапане (Па). Используется при проверке КИД.
\(S_{\text{ж}} = \frac{L}{3600} \cdot \sqrt{\frac{(k^2 + \xi_{\text{доп}}) \cdot \rho}{2 \cdot \Delta P}}\)	Требуемое живое сечение клапана (м²). Используется при подборе КИД.
\(\Delta P = \frac{(F - F_r) \cdot 2 \cdot (W - d)}{W \cdot A_{\text{door}}}\)	Допустимый перепад давления с учетом усилия дверного доводчика (Па). Диапазон результата ограничен 20–150 Па.

Дополнительные материалы#