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La clave para una operación de ventilación perfecta y eficiente es un cálculo competente del área de conductos de aire y accesorios, de la que depende la selección de elementos y equipos individuales. El propósito del cálculo es garantizar la frecuencia óptima de los cambios de aire en las instalaciones de acuerdo con su propósito.

En el artículo, discutimos en detalle cada una de las etapas obligatorias de los cálculos: la definición de la sección transversal y el área real de los conductos, el cálculo de la velocidad del aire y la selección de los parámetros de los ajustes. Además, describimos los requisitos principales para el tamaño de los canales de ventilación y también dimos un ejemplo del cálculo de los conductos de aire para una casa privada.

Finalidad de los cálculos.

Las características del cálculo y la selección de los conductos de aire dependen de su tipo y del material del que están hechos. Esta última característica determina los matices que surgen del movimiento del aire y las peculiaridades de la interacción de la avalancha de aire con las paredes.

Los conductos de aire son:

  • metal - puede ser acero negro, galvanizado, acero inoxidable;
  • aluminio corrugado flexible;
  • Canales de ventilación de plástico - flexibles y rígidos;
  • tejido

Sobre la geometría de la sección se hacen conductos de aire redondos, rectangulares, ovalados. Los últimos no son tan populares como los dos primeros.

Incluso si existe el diseño más correcto del sistema de ventilación, un error en la selección de secciones de conductos puede provocar una interrupción de la circulación de aire.

Los errores en los cálculos darán como resultado un aumento de la humedad y, luego, moho y hongos en la habitación. Sin el cálculo correcto del área de todas las partes, es imposible seleccionar elementos adecuados del complejo de ventilación

Este parámetro depende de:

  • flujo de masa de aire velocidad y volumen;
  • grado de estanqueidad de las conexiones;
  • el ruido del sistema de ventilación;
  • consumo de energia

Los cálculos realizados correctamente permitirán ahorrar dinero, ya que la cantidad de material se determinará con precisión. Pero además de los problemas económicos, los parámetros principales siguen siendo los parámetros de ventilación que proporcionan condiciones de vida cómodas para las personas.

Información general para el cálculo del área seccional.

El área del conducto para el conducto se calcula utilizando diferentes valores:

  1. Sobre el cumplimiento de los parámetros sanitarios e higiénicos (SanPiN).
  2. Por el número de residentes.
  3. Por área de habitaciones.

El resultado se puede obtener tanto para una habitación separada como para la casa en general. Para el cálculo hay programas especiales con algoritmos incrustados en ellos. Otra opción de cálculo es el uso de fórmulas.

El área de los conductos durante su diseño se elige de modo que el aire a lo largo de toda la longitud se mueva con aproximadamente la misma velocidad. A lo largo de toda la longitud del sistema, la cantidad de aire es diferente, por lo tanto, el área de sección del conducto debe cambiar hacia arriba al aumentar el volumen de la masa de aire.

Si consideramos la ventilación por extracción, entonces la cuadratura de la sección aumenta a medida que se acerca al ventilador. Esta es la única forma de garantizar más o menos la misma velocidad de masa de aire en todo el conducto de aire.

Con el crecimiento de la sección circular, el caudal de aire disminuye. El ruido aerodinámico también disminuirá. La desventaja de tales conductos de aire se encuentra en el volumen de la estructura, lo que hace que sea imposible instalarlos en el espacio entre el techo de tiro y el techo suspendido, así como en el aumento del costo.

Si esto no es posible, puede dar preferencia a la geometría rectangular, ya que la altura de una sección transversal rectangular es menor. Por otro lado, los productos redondos son más fáciles de instalar y tienen sus propias ventajas operativas.

Dado que los conductos de aire redondos no siempre encajan en el interior y, como alternativa, son más costosos, más estéticos, vale la pena considerar los productos ovalados. Ambos son ergonómicos y eficientes.

La elección de una u otra opción depende de las prioridades del usuario. Si en la vanguardia de la economía de la electricidad, el ruido mínimo y todas las posibilidades de instalación de la red en general, la mejor opción es una forma redonda del conducto.

Etapas de calculo

Los trabajos de cálculo constan de varias etapas:

  1. Elaboración de un esquema general del sistema de ventilación. Aquí, las longitudes de las secciones rectas, las piezas giratorias y su tipo, y los lugares donde cambia la sección.
  2. Elección del tipo de cambio de aire idéntico a los requisitos sanitarios e higiénicos.
  3. Calcule la velocidad de movimiento de las masas de aire a través de la tubería. Este parámetro depende del tipo de ventilación, y puede ser natural o forzado.
  4. Cálculo del área de conductos de aire y otros parámetros.

Hay muchos programas para realizar tales cálculos.

Los cálculos que usan fórmulas para un sistema complejo no son una tarea fácil. Para una casa de pequeñas dimensiones, el cálculo del área de elementos individuales, la sección de los conductos de aire es bastante posible.

Cálculo de la sección del conducto.

La expresión utilizada para calcular la cuadratura de los accesorios y los conductos de aire se ve así:

Sc = (L x 2.778): V,

donde:

  • Sc es el área en sección transversal;
  • L es el caudal de aire que circula en el sistema;
  • 2.778 - coeficiente que coincide con diferentes dimensiones;
  • V es la velocidad de una avalancha en una ubicación específica, medida en metros por segundo.

El resultado del cálculo será el valor medido en cm².

Hay una fórmula alternativa:

S = L: k × V,

El coeficiente K en este caso es igual a 3600.

Determinación del área real del conducto

El área de ventilación regular para canales de ventilación redondos se calcula mediante la fórmula:

S = (π x D2): 400,

donde:

  • S es el área real;
  • D es el diámetro.

Para tuberías de sección rectangular:

S = (A x B): 100,

donde:

  • S es el área real;
  • D es el diámetro;
  • Y - altura del conducto;
  • B es el ancho de la estructura.

El área de la sección transversal para un tubo con una sección transversal ovalada se calcula mediante la fórmula:

S = π × A × B: 4,

donde:

  • Y - el diámetro más grande del óvalo;
  • B - diámetro menor, respectivamente.

Existen otras fórmulas para calcular el área del ducto.

Utilizando un documento regulatorio como SNiP, puede comparar las dimensiones de las secciones de los conductos con el rendimiento requerido. Por lo tanto, el tamaño apropiado de la tubería de aire es aún más fácil.

Algunos fabricantes en la descripción de conductos dan nomogramas. Los hay en la literatura regulatoria.

Nomograma para un conducto metálico con una sección en forma de círculo. Los valores de ella se sustituyen en la fórmula. Todos los conductos de aire flexibles complementan tales esquemas (+)

Desde el nomograma se puede tomar el valor del área transversal. Es aproximado, pero adecuado para crear un sistema con un nivel mínimo de ruido.

Para encontrar las dimensiones del conducto para una ramificación particular de la tubería a través de la cual se transporta un volumen de aire determinado, debe realizar los siguientes pasos:

  1. Determine en el nomograma el punto de intersección del volumen de aire movido en 1 hora y la línea de velocidad máxima para el área calculada.
  2. Junto a este punto, encuentre el valor del diámetro más adecuado.

Además, al tener un nomograma, es posible no solo facilitar el cálculo de la sección transversal de los conductos de aire y los accesorios, sino también especificar la pérdida de presión en la sección de la línea de aire a una velocidad establecida.

No es necesario aplicar el nomograma, puede determinar el área de la sección transversal deseada dependiendo de la velocidad de la masa de aire.

Cálculo de la velocidad del aire

Usando fórmulas o tablas especiales, calcule la velocidad del conducto. El parámetro clave aquí es el indicador de multiplicidad, que determina el volumen de aire en el que tiene lugar la ventilación total de la sala de 1 m 3 durante 1 hora.

Los expertos recomiendan que para determinar el índice de multiplicidad, investiguemos las condiciones específicas en las instalaciones industriales existentes para las cuales existen datos reales sobre la emisión de gases, vapores tóxicos, etc. Es mejor hacer un cálculo independiente utilizando fórmulas.

Para simplificar los cálculos, hay tablas especiales, desde donde puede obtener el valor final del indicador de multiplicidad, pero debe tener en cuenta que proporcionan parámetros redondeados.

La fórmula para calcular la multiplicidad es la siguiente:

N = V: W,

donde:

  • N es la multiplicidad deseada;
  • V es el volumen de masa de aire fresco que ingresa a las instalaciones dentro de una hora;
  • W es el volumen de la habitación.

La unidad de multiplicidad es el número de veces / hora, V se mide en mᶾ / h, volumen - en mᶾ.

Considere un ejemplo específico de determinar la cantidad requerida de aire en multiplicidad.

Hay un salón de 22 mᶾ. Se requiere aire para ello: L = 22 x 6 = 132 m 3, aquí 6 es la tasa de intercambio de aire tomada de la tabla.

La velocidad de la masa (V) se mide en m / s y se determina mediante la fórmula:

V = L: 3600 x S,

donde:

  • L - aire usado (mᶾ / h);
  • S es el área del conducto en la sección (mᶾ).

Además, otros 2 parámetros afectan la velocidad del movimiento del aire: nivel de ruido, coeficiente de vibración. Al diseñar un sistema, se deben tener en cuenta.

Cálculo de muestra para una casita pequeña.

Para el cálculo, se toma una casa de campo con un área interna de 108.8 m 2 y una altura desde el piso hasta el piso de 3 m. En el interior hay una sala de estar, dormitorio, cuarto de niños, cocina, baño. El factor de multiplicidad se supone que es 1.

El sistema de ventilación le permite salvar la habitación de las impurezas que son perjudiciales para la salud: reacciones alérgicas potencialmente peligrosas y que provocan, empeoran el estado de salud.

Primero, calcule la cantidad de aire remoto y entrante en general al edificio.

Solicite este método SNiP:

  1. Dado que el dormitorio y la sala de estar tienen el mismo tamaño, la cantidad de aire extraído de ellos es 21 x 3 x 1 = 63 mᶾ / h.
  2. Para el vivero - 24 x 3 x 1 = 72 mᶾ / h.
  3. Para la cocina - 22 x 3 x 1 + 100 = 166 mᶾ / h.
  4. Para el baño - 10 x 3 x 1 = 30 mᶾ / h.
  5. El resultado: 63 x 2 + 48 + 166 + 30 = 394 mᶾ / h.

El pasillo y el pasillo no fueron tomados en cuenta. 100 mᶾ es el volumen que pasa por el capó de la cocina.

La distribución adecuada del flujo de aire en la casa también es un punto muy importante. En edificios de este tipo suelen estar satisfechos con el sistema de ventilación natural. Elemento forzado todavía está presente aquí - campana de cocina.

A continuación, determine los diámetros de los canales de ventilación. Como 100 m 3 remueve la campana por la fuerza, queda por distribuir los 294 m 3 restantes. Saldrán naturalmente a través de 2 minas. Cada uno tendrá: 294: 2 = 147 mᶾ.

Dado que la velocidad del aire en las minas de ventilación natural varía de 0.5 a 1.5 m / s, el valor promedio se usa generalmente en los cálculos - 1 m / s. Sustituyendo los valores conocidos en la fórmula S = L: k × V, encuentre: S = 147: 3600 x 1 = 0.0408 m².

Ahora es posible determinar el diámetro del conducto con un círculo en sección transversal mediante la fórmula: S = (π x D2): 400 o 0.0408 = (3.14 x D2): 400.

Habiendo resuelto esta ecuación con una incógnita, mediante cálculos simples, se encuentra que el diámetro del conducto es de 2.28 mm. Bajo este valor, seleccione el tamaño de tubería estándar más grande más cercano.

Usando esta tabla de conversión, puede seleccionar el diámetro equivalente del conducto con una sección transversal en forma de círculo. Esto simplifica enormemente el cálculo.

Cuando se monte el conducto de sección rectangular, elija su tamaño de acuerdo con la tabla, enfocándose en el área. El valor más alto más cercano es 200 x 250 mm.

De acuerdo con el mismo esquema, el área de sección del drenaje debajo de la campana de cocina se determina con la diferencia de que la velocidad del aire aquí es de 3 m / s. S = 100: 3600 x 3 = 0.083 m² o diámetro 107 mm.

La tabla de conversión es necesaria cuando es necesario realizar el cálculo de los conductos de aire con una sección rectangular y aplicar la tabla para productos redondos. Aquí están los diámetros de los conductos de aire con un círculo en sección transversal, en los cuales la caída de presión debido a la fricción es igual al mismo valor en una estructura rectangular.

Hay tres formas de determinar el valor equivalente:

  • por la velocidad
  • sección transversal
  • en el consumo.

Estos valores están asociados a diferentes parámetros del conducto. Para cada uno de ellos hay un método individual de usar tablas. Lo principal es que, independientemente del método utilizado, la magnitud de la pérdida de presión sobre la fricción debe ser la misma.

En conclusión, se realiza una verificación de velocidad: V = 147: (3, 600 x 0, 0408) = 1.0 m / s. Esto corresponde al límite permisible.

Productos conformados y su cálculo.

Al instalar conductos de aire, se conectan secciones rectas de varios tamaños utilizando accesorios.

En la producción de conductos de aire y accesorios, es necesario un cálculo de su área. Sin esto, es imposible determinar la cantidad correcta de material para la fabricación de piezas.

Para los accesorios incluyen:

  1. Grifos Se utilizan para cambiar la dirección de la tubería de aire en todos los ángulos posibles. Son redondos y rectangulares, ovalados.
  2. Transiciones Con su ayuda conectan conductos de aire de varias secciones. Cualquier geometría - desde redonda hasta combinada.
  3. Acoplamientos, pezones . Conectar los segmentos de línea recta.
  4. Camisetas Articulación de ramificación o dos ramificaciones del conducto.
  5. Talones Superponer el flujo de aire.
  6. Cruces Separe o conecte el flujo de aire.
  7. Patos Proporcionar transición de ducto multinivel.

Para calcular los parámetros necesarios de los ajustes, necesita habilidades matemáticas.

Cualquier producto moldeado tiene su propio papel especial en el sistema de ventilación. Los fabricantes de cada uno de ellos diseñan por separado. Se entregan junto con los elementos principales.

Un error cometido en un indicador conllevará un deterioro en el rendimiento del sistema. No hay fórmulas ya hechas para tales cálculos.

La tabla muestra los tamaños estándar de los conductos de aire. Incluso los profesionales en lugar de los cálculos complejos aplican tablas especiales similares y similares.

Muchos diseñadores utilizan software especial, calculadoras en línea. Solo necesita ingresar los valores primarios y obtener los parámetros listos para usar en la salida.

Los programas permiten no solo determinar los valores requeridos de todos los detalles, sino también hacerlos escanear. Dicho escaneo, impreso en una impresora 3D, le permite realizar un ajuste perfecto de los conductos de ventilación.

Requisitos básicos para el cálculo.

Al determinar los parámetros finales de los conductos de aire, es necesario tener en cuenta que la determinación del área de los conductos de aire debe garantizar que:

  1. Proporciona temperatura en la habitación. Donde hay un exceso de calor, se proporciona su eliminación, y donde hay una escasez, se minimizan sus pérdidas.
  2. La velocidad del movimiento del aire de ninguna manera reduce el nivel de comodidad de las personas en la habitación. La purificación del aire está siempre presente en las áreas de trabajo.
  3. Los compuestos químicos nocivos y las partículas en suspensión presentes en el aire se encuentran en el volumen correspondiente al GOST 12.1.005-88.

Para habitaciones individuales, el requisito previo para la selección del área del conducto es el mantenimiento constante de la sobrepresión y la exclusión del suministro de aire exterior.

Al calcular la resistencia de la tubería, se tiene en cuenta la pérdida de presión. Para que durante el movimiento el flujo de masa de aire pueda superar la resistencia, necesita la presión adecuada

La categoría de instalaciones donde es necesario el remanso incluye sótanos, así como instalaciones en las que se pueden acumular sustancias nocivas.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Programa en línea para ayudar al ingeniero de diseño:

La trama de la organización de ventilación de una casa particular en su conjunto:

El área de sección transversal, la forma, la longitud del conducto es uno de los parámetros que determinan el rendimiento del sistema de ventilación. El cálculo correcto es extremadamente importante, ya que la capacidad del aire depende de ello, así como el caudal y el funcionamiento efectivo de la estructura en su conjunto.

Cuando se utiliza una calculadora en línea, el grado de precisión del cálculo será mayor que cuando se calcula manualmente. Este resultado se explica por el hecho de que el programa redondea automáticamente los valores a valores más precisos.

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Ventilación