Kolik vzduchu musí ventilátor dodat? Existují dva výpočty a každý se hodí na něco jiného. Pro chlazení elektroniky se počítá z tepla, pro větrání místnosti z jejího objemu. Ukážeme oba, včetně příkladu od prvního čísla až po konkrétní ventilátor.
Ve zkratce
Elektronika: Q ≈ 3 × P / ΔT
Průtok v m³/h z tepelné ztráty ve W a povoleného oteplení ve °C.
Prostor: Q = V × n
Objem místnosti krát počet výměn vzduchu za hodinu.
Pak teprve tlak
Katalogový průtok platí při nulovém odporu. Filtr a mřížka ho snižují.
Pozor na jednotky
Technické listy uvádějí CFM a mm H₂O. 1 CFM = 1,7 m³/h, 1 mm H₂O ≈ 9,8 Pa.
Který výpočet použít
Než začnete dosazovat, ujasněte si, co má ventilátor dělat. Buď odvádí teplo z nějakého zařízení, nebo vyměňuje vzduch v prostoru. Podle toho zvolíte vzorec.
Odvádíte teplo z elektroniky
Rozvaděč, skříň se zdrojem, měnič, průmyslové PC, přístroj. Rozhoduje, kolik wattů tepla vzniká uvnitř, ne jak velká je skříň.
Q ≈ 3 × P / ΔT
Vyměňujete vzduch v prostoru
Technická místnost, sklad, dílna. Cílem je čerstvý vzduch, odvod vlhkosti nebo zápachu. Rozhoduje objem a provoz.
Q = V × n
Pokud je v místnosti i zařízení, které topí (serverovna, kompresorovna, rozvodna), spočítejte obojí a použijte vyšší číslo. Ve většině takových případů vyhraje výpočet z tepla.
Výpočet z tepelné ztráty
Vzduch, který projde ventilátorem, si odnese určité množství tepla. Kolik, záleží na tom, o kolik se cestou ohřeje. Z toho plyne jednoduchý vztah:
Odkud se bere trojka? Přesný vzorec je Q = P / (ρ × cp × ΔT), kde ρ je hustota vzduchu (asi 1,2 kg/m³) a cp jeho měrná tepelná kapacita (asi 1 005 J/kg·K). Po převodu z m³/s na m³/h vyjde 3 600 / (1,2 × 1 005) ≈ 2,98. Pro praxi se zaokrouhluje na 3.
Jak zjistit tepelnou ztrátu P
Sečtěte ztráty všech zařízení uvnitř. Nejde o příkon, ale o tu část, která se změní v teplo:
- Napájecí zdroj: ztráta = výstupní výkon × (1 / účinnost − 1). Zdroj 480 W s účinností 92 % tedy topí zhruba 42 W.
- Frekvenční měnič: ztrátový výkon uvádí výrobce v technickém listu. Orientačně jde o 2–3 % jmenovitého výkonu.
- PLC, relé, stykače, jističe: jednotky až desítky wattů, najdete je v dokumentaci.
- Slunce a okolí: skříň na přímém slunci nebo vedle pece dostává teplo i zvenku. Počítejte s rezervou.
Jak zvolit ΔT
ΔT je rozdíl mezi nejvyšší teplotou okolí (v létě, ne průměrnou) a nejvyšší teplotou, kterou uvnitř snese nejcitlivější součástka. U běžné elektroniky se pracuje s 35–40 °C uvnitř. Čím menší ΔT si můžete dovolit, tím víc vzduchu potřebujete. Rychlý přehled:
| Tepelná ztráta | ΔT = 5 °C | ΔT = 10 °C | ΔT = 15 °C | ΔT = 20 °C |
|---|---|---|---|---|
| 50 W | 30 m³/h | 15 m³/h | 10 m³/h | 8 m³/h |
| 100 W | 60 m³/h | 30 m³/h | 20 m³/h | 15 m³/h |
| 200 W | 120 m³/h | 60 m³/h | 40 m³/h | 30 m³/h |
| 300 W | 180 m³/h | 90 m³/h | 60 m³/h | 45 m³/h |
| 500 W | 300 m³/h | 150 m³/h | 100 m³/h | 75 m³/h |
| 1 000 W | 600 m³/h | 300 m³/h | 200 m³/h | 150 m³/h |
Když vychází ΔT pod 5 °C (horký provoz, citlivá elektronika), potřebný průtok roste do nereálných čísel. Tam už ventilátor s okolním vzduchem nestačí a je na řadě chladicí jednotka nebo výměník. Víc v článku Jaký ventilátor zvolit do rozvaděče, kde rozebíráme i filtry, proudění ve skříni a IP krytí.
Horko a nadmořská výška
Ventilátor přesouvá objem, ale teplo odnáší hmota vzduchu. Když je vzduch řidší, stejný objem odnese méně tepla a průtok je potřeba navýšit. Řidší vzduch je ve větší výšce a v horku.
| Nadmořská výška | 0 m | 500 m | 1 000 m | 1 500 m | 2 000 m |
|---|---|---|---|---|---|
| Navýšit průtok o | — | 6 % | 13 % | 20 % | 28 % |
Hodnoty platí při stejné teplotě vzduchu jako dole v nížině. S teplotou je to podobné: při 20 °C vychází koeficient 2,97, při 30 °C 3,07 a při 40 °C 3,17. V horkých halách proto místo trojky počítejte s 3,2. Podrobněji v článku jak okolní teplota a nadmořská výška ovlivňují výkon ventilátoru.
Výpočet z výměn vzduchu
U místností, kde nic výrazně netopí, se vychází z objemu a z toho, kolikrát za hodinu se má vzduch vyměnit:
Orientační počty výměn, se kterými se běžně pracuje:
| Prostor | Výměn za hodinu |
|---|---|
| Sklad, archiv | 2–4 (podle provozu) |
| Garáž, dílna | 4–8 |
| Kancelář | 5–8 |
| Koupelna | 6–8 |
| Kuchyně | 6–10 |
| WC | 8–10 |
Příklad: technická místnost 3 × 2 × 2,6 m má objem 15,6 m³. Při 6 výměnách za hodinu vychází Q = 15,6 × 6 ≈ 94 m³/h. Stojí-li v ní ale rack se ztrátou 300 W a smí se ohřát o 10 °C, potřebuje z tepla Q ≈ 3 × 300 / 10 = 90 m³/h. Tady vycházejí obě metody podobně. S dalším zařízením by rozhodoval výpočet z tepla.
Pro byty a domy jsou tyto hodnoty jen orientační, závazné požadavky na větrání obytných prostor určují normy a projektant. Ventilátory SUNON jsou konstruované na chlazení elektroniky a technických zařízení. Do koupelny patří ventilátor určený pro koupelny, se zpětnou klapkou a krytím proti vlhkosti.
Od průtoku k ventilátoru: tlak a pracovní bod
Vypočítaný průtok je hodnota, kterou potřebujete v reálném zapojení. Katalog ale uvádí průtok při nulovém odporu, tedy když ventilátor fouká do volného prostoru. Každá překážka v cestě vzduchu vytváří protitlak a průtok klesá.
Orientační tlakové ztráty běžných prvků:
- ochranná mřížka nebo vyústka: 5–30 Pa,
- filtr: 20–100 Pa, se zanášením roste,
- koleno 90° v potrubí: 3–10 Pa,
- zpětná klapka: 5–20 Pa,
- hustě osazená skříň s kabeláží: podle zástavby.
Skutečný průtok zjistíte na výkonové křivce ventilátoru. Kde se protne s křivkou odporu vaší aplikace, tam je pracovní bod:
Z grafu plyne praktické pravidlo: se zaneseným filtrem počítejte klidně s polovinou katalogového průtoku. Proto u skříní s filtrem vybírejte ventilátor, jehož katalogový průtok je zhruba dvojnásobkem vypočtené potřeby, a pracovní bod ověřte na křivce. Když je odpor opravdu vysoký (jemný filtr, kanál), podívejte se i na radiální ventilátory, rozdíl vysvětlujeme v článku Axiální vs. radiální ventilátor.
Celý příklad krok za krokem
Skříň v hale, uvnitř zdroj 24 V / 480 W, frekvenční měnič 2,2 kW a PLC. Na vstupu je filtr.
- Tepelná ztráta: zdroj 42 W (účinnost 92 %) + měnič 66 W (3 % z 2,2 kW) + PLC a přístroje 25 W ≈ 133 W.
- Oteplení: v hale bývá v létě 30 °C, uvnitř nechceme víc než 40 °C, takže ΔT = 10 °C.
- Průtok: Q ≈ 3 × 133 / 10 ≈ 40 m³/h. Hala je v nížině, korekce na výšku není potřeba.
- Rezerva na filtr: 2 × 40 = 80 m³/h katalogového průtoku jako minimum, s dostatečným statickým tlakem.
- Výběr: pro 230 V například DP209WR2123HST.GN (120 mm, 125 m³/h, až 70 Pa), pro 24 V rozvod PF80252V1-1000U-G99 (80 mm, 101 m³/h, až 102 Pa). Pracovní bod ověřte na křivce v technickém listu.
Převody jednotek
Technické listy SUNON a dalších výrobců často uvádějí průtok v CFM a tlak v palcích nebo milimetrech vodního sloupce. Pro přepočet:
| Veličina | Převod | Příklad |
|---|---|---|
| Průtok | 1 CFM = 1,699 m³/h | 60 CFM ≈ 102 m³/h |
| Průtok | 1 m³/h = 0,589 CFM | 150 m³/h ≈ 88 CFM |
| Průtok | 1 l/s = 3,6 m³/h | 25 l/s = 90 m³/h |
| Tlak | 1 mm H₂O = 9,81 Pa | 8,38 mm H₂O ≈ 82 Pa |
| Tlak | 1 in H₂O = 249 Pa | 0,33 in H₂O ≈ 82 Pa |
Časté chyby ve výpočtu
- Počítání z objemu skříněU rozvaděče nerozhoduje, kolik má litrů, ale kolik wattů v něm topí.
- Průměrná místo letní teplotyChlazení musí fungovat v nejteplejší den, ne v dubnu.
- Katalogový průtok bez rezervyPlatí při nulovém odporu. S filtrem reálně dostanete mnohem méně.
- Záměna příkonu a průtokuWatty ventilátoru nic neříkají o tom, kolik vzduchu přesune. Srovnávejte m³/h a Pa.
Časté dotazy
Jak spočítat průtok vzduchu ventilátoru?
Pro chlazení elektroniky Q ≈ 3 × P / ΔT (m³/h, W, °C). Pro větrání prostoru Q = V × n, tedy objem krát počet výměn za hodinu. Výsledek pak ověřte na výkonové křivce ventilátoru při odporu vaší aplikace.
Kolik m³/h potřebuje rozvaděč?
Záleží na tepelné ztrátě a povoleném oteplení. Rozvaděč se ztrátou 200 W při ΔT 10 °C potřebuje zhruba 60 m³/h v reálném zapojení. S filtrem vybírejte ventilátor s katalogovým průtokem kolem 120 m³/h.
Co je statický tlak a proč na něm záleží?
Statický tlak udává, jaký odpor ventilátor dokáže překonat. Čím víc filtrů, mřížek a překážek, tím vyšší tlak aplikace vyžaduje a tím víc klesá skutečný průtok proti katalogu.
Je lepší jeden větší, nebo dva menší ventilátory?
Dva ventilátory vedle sebe zvýší průtok a přidají zálohu pro případ poruchy jednoho z nich. Dva za sebou zvýší tlak. U rozvaděčů se často osvědčí dva menší paralelně, pokud na to je místo.
Jak převést CFM na m³/h?
Hodnotu v CFM vynásobte 1,699. Například 60 CFM ≈ 102 m³/h. Opačně vynásobte m³/h číslem 0,589.
Chcete výpočet zkontrolovat?
Pošlete nám tepelnou ztrátu, teplotu v provozu, napájení a typ filtru. Spočítáme průtok a doporučíme konkrétní ventilátor SUNON.
Mohlo by vás zajímat
Jaký ventilátor zvolit do rozvaděče
Filtry, proudění ve skříni, IP krytí a checklist před objednávkou.