HVAC

คำนวณขนาดท่อลม (Air Duct Sizing)

คำนวณความดันสูญเสีย ความเร็ว และเรย์โนลด์สของท่อลมกลมและสี่เหลี่ยม (Huebscher equivalent diameter) แล้วตรวจเทียบเกณฑ์ความเร็วของ ASHRAE Handbook — Fundamentals บทที่ 21

ค่าที่กรอกจะถูกจำไว้ในเบราว์เซอร์นี้

สภาวะอากาศและประเภทระบบ

อุณหภูมิอากาศ

ความดันบรรยากาศ (สัมบูรณ์, abs)

ประเภทระบบ (ASHRAE Table 21-2)

แยกจากท่อหลักเข้าโซน · ΔP/m เป้าหมาย ≤ 0.80 Pa/m

ρ = 1.204 kg/m³ · ν = 15.16 mm²/s

ท่อ

รูปร่างท่อ

เส้นผ่านศูนย์กลาง (ISO 7807)

ขนาดกลมที่แนะนำ (ความเร็วกลางช่วงเกณฑ์): 300 mm

วัสดุท่อ (ความขรุขระ ε)

ε = 0.090 mm

อัตราการไหลและความยาว

อัตราการไหลอากาศ

ความยาวท่อ

ฟิตติ้ง (ASHRAE บทที่ 21)

Σ K = 0.61

ข้องอ 90° กลม (R/D = 1.0)×1K = 0.21

ท่อแยก 45° (Y-branch takeoff)×1K = 0.40

เพิ่มฟิตติ้ง

Σ K เพิ่มเติม

หน่วยแสดงผล

ความดัน

ความเร็ว

เส้นผ่านศูนย์กลาง

ทำความเข้าใจการคำนวณท่อลม

หลักการพื้นฐาน

การออกแบบท่อลม HVAC มี 3 วิธีหลักตาม ASHRAE Handbook บทที่ 21:

Equal Friction: เลือกขนาดท่อให้ ΔP/m เท่ากันทุกสายหลัก (ทั่วไป 0.6–1.0 Pa/m สำหรับระบบความดันต่ำ) เป็นวิธีที่ใช้กันแพร่หลายที่สุด
Velocity Reduction: ลดความเร็วทีละช่วงตาม ASHRAE Table 21-2 ขณะอัตราการไหลลดลงเข้าสู่สาขา
Static Regain: ใช้กับระบบความเร็วสูง เพื่อรักษาแรงดันสถิตให้คงที่ตลอดท่อหลัก โดยปล่อยให้ความเร็วลดลงหลังจุดแยก

เครื่องมือนี้ใช้แนวทาง Equal Friction — กรอกอัตราการไหล ขนาดท่อ และความยาว แล้วได้ ΔP/m และ ΔP รวม

วิธีคำนวณ — 4 ขั้นตอน

1คุณสมบัติอากาศ

ใช้กฎก๊าซอุดมคติปรับ ρ ตามอุณหภูมิและความดันบรรยากาศ:

ρ(T,P)=ρref​⋅TTref​​⋅Pref​P​

$ρ_{ref} = 1.204$ kg/m³ ที่ 20 °C, 101.325 kPa ความหนาแน่นที่ลดลงทำให้ $\frac{1}{2} ρ v^{2}$ และ ΔP ลดลงตาม ความหนืดใช้สมการเส้นตรงที่ปรับเทียบช่วง 0–50 °C (นอกช่วงนี้ผู้ช่วยวิเคราะห์จะเตือน)

2ขนาดเทียบเท่า (Huebscher) สำหรับท่อสี่เหลี่ยม

ASHRAE 2021 eq 21-1: ท่อสี่เหลี่ยม (W × H) ที่ให้ ΔP เท่ากับท่อกลมเส้นผ่านศูนย์กลาง $D_{e q}$ :

Deq​=(W+H)0.251.30(W⋅H)0.625​

ไม่ใช้ $D_{h} = 4 A / P_{w e t}$ โดยตรง เพราะมุมของท่อสี่เหลี่ยมทำให้กระแสไหลไม่สม่ำเสมอ — Huebscher ปรับให้ ΔP ตรงกับท่อกลม

3ตัวประกอบความเสียดทาน (Swamee–Jain)

เรย์โนลด์ส $Re = v D / ν$ ; เมื่อ Re > 4000 (ปั่นป่วน) ใช้สูตร explicit ของ Swamee–Jain:

f=[log10​(3.7Dε​+Re0.95.74​)]20.25​

$ε$: ความขรุขระของผนังท่อ; สังกะสีผิวเรียบ $\approx 9 \times 1 0^{- 5}$ m, ท่ออ่อน $\approx 3 \times 1 0^{- 3}$ m
$ν$: ความหนืดจลน์ของอากาศ ≈ 1.5×10⁻⁵ m²/s ที่ 20 °C

4ΔP รวม (Darcy–Weisbach + Σ K)

ΔP จากแรงเสียดทาน (ท่อตรง) บวกกับการสูญเสียจากฟิตติ้ง (ข้องอ ท่อแยก แดมเปอร์):

ΔPtotal​=fDL​⋅21​ρv2+(i∑​Ki​)⋅21​ρv2

ท่อสี่เหลี่ยมใช้ $D_{e q}$ ในส่วนแรงเสียดทาน แต่ใช้ความเร็ว $v$ จากพื้นที่จริง $A = W \cdot H$ ในความดันพลวัต

เกณฑ์ความเร็ว (ASHRAE Table 21-2)

ความเร็วสูงเกินไปทำให้เกิดเสียงรบกวน (NC สูง) ต่ำเกินไปทำให้ท่อใหญ่และเปลืองพื้นที่ ตารางต่อไปนี้คือเกณฑ์ที่หน้านี้ใช้:

ประเภทระบบ	v (m/s)	v (fpm)	ΔP/m เป้าหมาย (Pa/m)
ท่อจ่ายหลัก ความเร็วต่ำ (Main supply — อาคารพาณิชย์)	5.0–8.0	984–1575	0.80
ท่อจ่ายหลัก ความเร็วสูง (Main supply — high velocity)	7.5–12.5	1476–2461	2.00
ท่อจ่ายสาขา (Branch supply)	3.0–6.5	591–1280	0.80
หัวจ่าย / หน้ากากลม (Diffuser / grille)	1.5–3.5	295–689	0.50
ท่อลมกลับหลัก (Return main)	5.0–10.0	984–1969	0.80
ท่อลมระบาย (Exhaust)	7.5–15.0	1476–2953	1.50
งานเสียงต่ำ — ห้องสมุด สตูดิโอ (Low-noise)	1.0–4.0	197–787	0.40
ท่อดูดฝุ่นอุตสาหกรรม (Dust collection)	10.0–20.0	1969–3937	5.00

ข้อจำกัด

เครื่องมือนี้คำนวณ ΔP สภาวะคงตัวของท่อช่วงเดียว (ท่อตรง + Σ K) ที่ความหนาแน่นและอุณหภูมิคงที่ ใช้แบบจำลองเต็มรูปแบบเมื่อ:

ระบบท่อแยกหลายสาขาที่ต้องปรับสมดุลแรงดัน (ใช้แบบจำลองระบบท่อ)
ระบบ VAV ที่ ΔP เปลี่ยนตามภาระ
ต้องประเมินระดับเสียง NC (ASHRAE Table 21-7)
ท่อลมร้อน/เย็นที่ ρ เปลี่ยนตลอดความยาว

ASHRAE — Handbook — Fundamentals (2021), Chapter 21 “Duct Design”: Table 21-1 (ความขรุขระ), Table 21-2 (ความเร็วที่แนะนำ), eq 21-1 (D_eq), Tables 21-12 ถึง 21-25 (ค่า K ของฟิตติ้ง)
Huebscher, R. G. (1948) — Friction Equivalents for Round, Square and Rectangular Ducts, ASHVE Transactions 54
SMACNA — HVAC Duct Construction Standards — Metal and Flexible (4th ed.) ขนาดท่อมาตรฐาน
ISO 7807 — ขนาดระบุของท่อลมกลม
Swamee, P. K. & Jain, A. K. (1976) — Explicit Equations for Pipe-Flow Problems, J. Hydraulics Div. ASCE 102(5)

ผลการคำนวณเป็นค่าเบื้องต้น — DekEn ใช้วิธีมาตรฐานที่อ้างอิงได้ แต่ไม่ใช่สิ่งทดแทนวิศวกรวิชาชีพ (PE) โปรดตรวจสอบกับข้อมูลโครงการและมาตรฐานที่เกี่ยวข้องก่อนนำไปก่อสร้าง จัดซื้อ หรือออก RFQ

Indicative engineering results — DekEn implements published methods but is not a substitute for a licensed Professional Engineer. Verify against project data and applicable codes before construction, procurement, or RFQ.

ตรวจสอบแล้ว

ระดับ: ตรวจสอบแล้ว › วิธีมาตรฐาน › เบื้องต้น · ความหมายและหลักฐาน

ระบบจริงของคุณไม่ได้มีท่อเดียว

แบบจำลองระบบท่อแก้ทั้งระบบพร้อมกัน — วงรอบปิด ปั๊ม วาล์ว แรงดันกระชาก และการจำลอง 24 ชั่วโมง ลองต่อระบบท่อ 3 มิติ แล้วกดรันดูผลจริงได้เลย ไม่ต้องสมัครบัญชี · สร้างระบบท่อของคุณเอง บันทึกโปรเจกต์ และทำ safety study ได้ในแพ็ก Pro

ลองต่อระบบท่อ 3 มิติ ดูแพ็ก Pro