等摩擦換算式
HVACダクト設計では、異なる形状の角ダクトと丸ダクトが同じ摩擦率で同じ気流を輸送できます。角ダクトの寸法を等価な丸ダクト直径に換算する標準式は等摩擦法に基づいており、両方の形状が同じ長さあたりの圧力降下を生じることを保証します。
等価丸ダクト直径:
D = 1.3 × (A × B)0.625 ÷ (A + B)0.25
AとB = 角ダクトの寸法(mm)、D = 等価丸直径(mm)
この式は等摩擦損失の関係から導出され、ASHRAEおよびSMACNAのダクト設計標準で広く使用されています。同じ気流速度で角ダクトと同じ摩擦損失を持つ丸ダクト直径を生成します。
式の仕組み
この式は角ダクトと丸ダクトの間の2つの主要な幾何学的違いを考慮しています:
- 断面積(A × B):総気流容量を決定します。面積が大きい = CFMが多い。指数0.625は面積が摩擦損失に与える影響を反映しています。
- 周長(A + B):気流と接触する表面積を決定します。周長が大きい = 摩擦が大きい。指数0.25は周長が摩擦損失に与える影響を反映しています。
- 係数1.3:このスケーリング係数は角形と円形の断面間の水力効率の差を調整します。
ステップバイステップの例
例:250 × 300mm角ダクトを丸ダクトに換算
- 寸法を確認:A = 250mm、B = 300mm
- A × B を計算:250 × 300 = 75,000
- (A × B)0.625 を計算:75,0000.625 = 1,537
- A + B を計算:250 + 300 = 550
- (A + B)0.25 を計算:5500.25 = 4.84
- 式を適用:D = 1.3 × 1,537 ÷ 4.84 = 413mm
- 最も近い標準ダクトサイズに丸め:400mm丸ダクト
250 × 300mm角ダクトは400mm丸ダクトと等価です。両方とも標準的な住宅摩擦率(30mあたり0.08 IWC)で約700〜850 CFMを輸送できます。
クイックリファレンス換算表
このテーブルで計算なしで角ダクトから丸ダクトへの瞬時換算ができます。すべての値は最も近い標準ダクトサイズに丸められています。
| 角ダクト(A × B、mm) | 計算値 D | 標準丸ダクト | 概算 CFM |
|---|---|---|---|
| 100 × 150 | 130mm | 125mm | 75 |
| 100 × 200 | 147mm | 150mm | 100 |
| 100 × 250 | 163mm | 150mm | 120 |
| 100 × 300 | 175mm | 180mm | 140 |
| 150 × 150 | 168mm | 180mm | 130 |
| 150 × 200 | 193mm | 200mm | 180 |
| 150 × 250 | 216mm | 200mm または 225mm | 220 |
| 150 × 300 | 234mm | 225mm | 260 |
| 200 × 200 | 221mm | 225mm | 210 |
| 200 × 250 | 246mm | 250mm | 280 |
| 200 × 300 | 267mm | 250mm または 275mm | 340 |
| 200 × 350 | 284mm | 275mm または 300mm | 400 |
| 200 × 400 | 302mm | 300mm | 460 |
| 250 × 250 | 274mm | 275mm | 340 |
| 250 × 300 | 295mm | 300mm | 420 |
| 250 × 350 | 312mm | 300mm | 500 |
| 250 × 400 | 330mm | 325mm または 350mm | 580 |
| 250 × 450 | 345mm | 350mm | 650 |
| 250 × 500 | 358mm | 350mm | 720 |
| 300 × 300 | 325mm | 325mm | 500 |
| 300 × 350 | 345mm | 350mm | 580 |
| 300 × 400 | 366mm | 350mm または 400mm | 660 |
| 300 × 450 | 381mm | 375mm または 400mm | 740 |
| 300 × 500 | 396mm | 400mm | 820 |
| 350 × 350 | 376mm | 375mm | 660 |
| 350 × 400 | 396mm | 400mm | 760 |
| 350 × 450 | 414mm | 400mm | 850 |
| 350 × 500 | 429mm | 450mm | 950 |
| 400 × 400 | 424mm | 450mm(または400mm) | 860 |
| 400 × 450 | 445mm | 450mm | 960 |
| 400 × 500 | 462mm | 450mm | 1,060 |
| 450 × 450 | 475mm | 450mm または 500mm | 1,060 |
| 450 × 500 | 493mm | 500mm | 1,160 |
| 500 × 500 | 523mm | 500mm | 1,260 |
角ダクトと丸ダクトの使い分け
各ダクト形状の適切な使用場面を理解することで、より良いHVACシステムを設計できます:
丸ダクトの利点
- 摩擦が低い:円形は与えられた面積に対して最小の周長を持ち、表面摩擦と圧力降下を低減します。
- 静粛運転:同じCFMで乱流が少なく風速が低いため、ダクト騒音が少なくなります。
- シールしやすい:ガスケットやマスティックを使用した丸型接続はより簡単で信頼性があります。
- コストが低い:丸亜鉛メッキ鋼板ダクトは一般的に1メートルあたりのコストが低くなります。
角ダクトの利点
- 空間効率:狭いスペースに適合 — トラスの間、ソフィット内、または丸ダクトが垂直に設置できない天井空腔内で使用できます。
- アスペクト比の柔軟性:100×500mmダクトは250mm丸ダクトが入らない場所に設置でき、同様のCFMを輸送できます。
- 接続が容易:一部の構成では、角ダクト主ダクトからのブランチ分岐がより簡単になる場合があります。
換算式に関する重要な注意事項
- 丸め:常に利用可能な標準ダクトサイズに丸めてください(通常偶数:150、200、250、300、350、400、450、500mm)。迷った場合は切り上げて気流制限を避けてください。
- フレキシブルダクトの調整:鋼板の代わりにフレキシブルダクトを使用する場合は、計算直径に25mm加えてフレキシブルダクト内壁の高い摩擦を補償してください。
- 高速システム:この式は標準的な住宅風速(180〜275m/分)用に設計されています。高速システムには異なる計算が必要です。
- アスペクト比:アスペクト比が非常に高い角ダクト(例:100×600mm)は正方形またはそれに近い形状より効率が低いです。可能な限りアスペクト比を4:1以下に抑えてください。
逆換算:丸ダクトから角ダクト
与えられた丸ダクトの角ダクト等価サイズを見つける必要がある場合、式を変形できます。ただし、同じ丸直径に等しい角ダクトの組み合わせは無数にあるため、通常は利用可能な空間制約(片方の寸法を固定)に基づいて選択し、もう片方を解きます:
丸直径 D と角ダクトの片方の寸法 A が既知の場合:
B = A × [(D / (1.3 × A0.375))4 − 1]-1
実際には、ほとんどのHVAC技術者はこの方程式を手動で解くのではなく、参照テーブルやソフトウェアを使用します。当社の計算機は両方向の換算を瞬時に処理します。
ダクトサイズを瞬時に換算
任意の角ダクトまたは丸ダクトの寸法を入力すると、等価サイズが瞬時に表示されます。当社の計算機はすべての標準ダクトサイズを処理し、ダクト材料と継手を考慮します。
ダクトサイジング計算機を開く →よくある質問
角ダクトを丸ダクトに換算する式は?
等摩擦換算式:D = 1.3 × (A × B)^0.625 ÷ (A + B)^0.25。AとBは角ダクトの寸法(mm)、Dは等価丸ダクト直径(mm)です。
250×300mm角ダクトの丸ダクト等価サイズは?
250×300mm角ダクトは約350mm丸ダクトに相当し、約700〜850 CFMの気流容量を提供します(摩擦率による)。
300×400mm角ダクトの丸ダクト等価サイズは?
300×400mm角ダクトは約400mm丸ダクトに相当し、約1,200 CFMの気流容量を提供します。これは3トンシステムの主ダクトとして一般的に使用されます。
角ダクトを丸ダクトに換算する必要があるのはなぜ?
一般的な理由:角ダクト区間を丸ダクトに交換、角ダクト主ダクトから丸ダクトブランチへの移行、継手の等価ダクト長の計算、効率重視のシステム設計で丸ダクトを選択する場合などです。
等価丸ダクトは角ダクトと完全に同じですか?
この換算は同じ摩擦率と風速での等価気流容量を提供します。断面積は若干異なります。これは丸ダクトと角ダクトの形状間の摩擦差を式が考慮しており、単なる面積の等価ではないためです。