Kalkulator wymian powietrza na godzinę (ACH)

Czym jest kalkulator wymian powietrza na godzinę?

Kalkulator wymian powietrza na godzinę pokazuje, ile razy cała objętość powietrza w pomieszczeniu zostaje wymieniona przez system wentylacji w ciągu godziny. Bierze strumień powietrza dostarczany przez system oraz objętość pomieszczenia i zwraca wymiany powietrza na godzinę (ACH) — jedną liczbę, którą inżynierowie wentylacji opisują, jak szybko przewietrzane jest pomieszczenie.

Jedna „wymiana powietrza” oznacza, że dostarczono objętość świeżego powietrza równą całemu pomieszczeniu. ACH równe 6 oznacza, że pomieszczenie otrzymuje sześć objętości powietrza na godzinę, czyli jedną objętość co dziesięć minut. Im wyższe ACH, tym szybciej zużyte powietrze, zapachy, wilgoć i cząstki zawieszone są rozcieńczane i usuwane.

Dlaczego wymiany powietrza na godzinę mają znaczenie

ACH to wspólny język wentylacji dla bardzo różnych pomieszczeń, ponieważ odnosi strumień powietrza do wielkości pomieszczenia. Duży strumień w ogromnej hali ledwie porusza powietrzem, podczas gdy skromny wentylator w małej łazience potrafi wymienić powietrze wiele razy na godzinę. Wytyczne projektowe zapisuje się w ACH, aby obowiązywały niezależnie od wymiarów:

• Sypialnie i pokoje dzienne projektuje się zwykle na około 4–6 ACH.
• Kuchnie i łazienki wymagają więcej, mniej więcej 6–8 ACH, aby usuwać wilgoć i zapachy gotowania.
• Kuchnie przemysłowe, laboratoria i szpitalne sale izolacyjne utrzymuje się znacznie wyżej — 15 ACH lub więcej — tam, gdzie kontrola zanieczyszczeń jest krytyczna.

Jak działa kalkulator?

Podaj strumień powietrza, który tłoczy Twój wentylator lub system HVAC. Domyślną jednostką jest CFM (stopy sześcienne na minutę), standard w urządzeniach z Ameryki Północnej, ale możesz przełączyć menu na m³/h, jeśli Twój sprzęt podano w jednostkach metrycznych. Następnie podaj długość, szerokość i wysokość pomieszczenia — każdy wymiar ma własny selektor jednostki (ft, m, in, cm), więc możesz mierzyć, jak wolisz.

Kalkulator zwraca dwa wyniki:

• Wymiany powietrza na godzinę — wartość ACH.
• Objętość pomieszczenia — przełączalna między ft³, m³, litrami, galonami (US) i yd³.

Dla przestrzeni otwartej lub w kształcie litery L podziel ją na prostokątne bloki, zsumuj objętości i użyj sumy jako objętości pomieszczenia.

Wzory

Objętość pomieszczenia to długość razy szerokość razy wysokość. Przy długości $L$, szerokości $W$ i wysokości $H$:

Wymiany powietrza na godzinę to powietrze dostarczone w ciągu godziny podzielone przez objętość pomieszczenia. Ponieważ strumień w CFM jest na minutę, mnoży się go przez 60, aby uzyskać powietrze dostarczone na godzinę, przy objętości $V$ w stopach sześciennych:

Tutaj $Q$ to strumień w CFM. Jeśli natomiast pracujesz w pełni metrycznie — strumień w m³/h i objętość w m³ — obie wielkości są już na godzinę i w tych samych jednostkach, więc 60 znika:

Przykłady

Przykład 1: sypialnia

Sypialnia ma 10 ft długości, 12 ft szerokości i 8 ft wysokości, a wentylator dostarcza 100 CFM. Najpierw objętość:

Następnie wymiany powietrza na godzinę:

Zatem powietrze w pomieszczeniu jest wymieniane 6,25 razy na godzinę — wygodnie w zakresie 4–6 dla pokoju dziennego i nieco powyżej, co jest w porządku dla sypialni.

Przykład 2: dobór wentylatora do celu

Załóżmy, że pomieszczenie o objętości 1000 ft³ wymaga silniejszej wentylacji i montuje się wentylator o wydajności 150 CFM:

To daje 9 wymian powietrza na godzinę, wartość, do której dążyłbyś w ruchliwej kuchni lub małym warsztacie. Aby trafić w konkretne ACH, przekształć wzór: potrzebny strumień to $Q = \dfrac{\text{ACH} \times V}{60}$, więc pomieszczenie 1000 ft³ przy celu 6 ACH wymaga $\dfrac{6 \times 1000}{60} = 100$ CFM.

Uwagi praktyczne

• Mierz pomieszczenie, nie rzut na podłogę. ACH zależy od objętości, więc wysokość sufitu liczy się tak samo jak powierzchnia podłogi. Pomieszczenie ze sklepieniem lub o podwójnej wysokości mieści znacznie więcej powietrza, niż sugeruje jego rzut, i potrzebuje proporcjonalnie większego strumienia, aby osiągnąć to samo ACH. Jeśli potrzebujesz tylko samej objętości, kalkulator stóp sześciennych wykona ten krok samodzielnie.
• Używaj rzeczywiście dostarczanego strumienia, a nie wartości z tabliczki. Nominalne CFM wentylatora mierzy się bez kanałów. Kolana, filtry i długie odcinki kanałów zmniejszają rzeczywisty strumień, więc realne ACH jest zwykle niższe, niż sugeruje wartość nominalna. Gdy liczy się dokładność, użyj strumienia zmierzonego przy kratce.
• ACH to nie to samo co moc chłodnicza. Krotność wentylacji odpowiada na pytanie „jak świeże jest powietrze”, a nie „jak zimne”. Do doboru klimatyzatora do obciążenia cieplnego pomieszczenia kalkulator klimatyzatora i kalkulator BTU wychodzą natomiast od powierzchni, izolacji i klimatu.
• Dopasuj cel do sposobu użytkowania pomieszczenia. Podnieś docelowe ACH dla kuchni, łazienek i każdej przestrzeni z wilgocią, oparami lub wieloma osobami, a utrzymuj je umiarkowane w sypialniach i cichych pokojach dziennych, gdzie wysoka krotność marnuje energię i może dawać wrażenie przeciągu.