El intercambio de aire equilibrado es la base del bienestar y la capacidad de trabajo de las personas. ¿No es? Pero para crear condiciones confortables en locales residenciales e industriales, es importante calcular correctamente los conductos de aire en términos de velocidad y flujo y garantizar un modo eficiente de mover los flujos de aire.
A continuación, le diremos qué necesita para calcular los conductos de aire, qué métodos e instrumentos se utilizan para medir el caudal de aire.
¿Qué es un conducto de aire?
El conducto de aire es el elemento principal del sistema de distribución de aire.Es una colección de tubos de metal o plástico colocados para asegurar el equilibrio del aire. El principio de funcionamiento del conducto de aire es suministrar y extraer aire mediante ventiladores especiales.
- forma (redonda o rectangular);
- área seccional;
- rigidez (flexible, semiflexible y rígido).
El rendimiento del sistema de ventilación y su funcionalidad en su conjunto dependen de estas características.
Elija un conducto rectangular si es importante para usted hacerlo invisible. Dicho conducto de aire es fácil de ocultar en la superficie superior de los gabinetes.
La selección adecuada de los parámetros de los conductos de aire, teniendo en cuenta todas las características de la habitación, garantizará su funcionamiento prolongado y eficiente.
Algoritmo para realizar cálculos
Al diseñar, ajustar o modificar un sistema de ventilación existente, se requieren cálculos de conductos. Esto es necesario para determinar correctamente sus parámetros, teniendo en cuenta las características óptimas de rendimiento y ruido en las condiciones actuales.
Al realizar cálculos, los resultados de medir el caudal y la velocidad del aire en el conducto de aire son de gran importancia.
Consumo de aire: el volumen de masa de aire que ingresa al sistema de ventilación por unidad de tiempo. Por regla general, este indicador se mide en m³/h.
Velocidad de movimiento: un valor que muestra qué tan rápido se mueve el aire en el sistema de ventilación. Este indicador se mide en m/s.
Si se conocen estos dos parámetros, se puede calcular el área de las secciones circulares y rectangulares, así como la presión necesaria para vencer la resistencia local o el rozamiento.
Al dibujar un diagrama, debe elegir el ángulo de visión desde esa fachada del edificio, que se encuentra en la parte inferior del diseño. Los conductos de aire se muestran como líneas sólidas gruesas
El algoritmo de cálculo más utilizado es:
- Compilar un diagrama axonométrico que enumera todos los elementos.
- Según este esquema, se calcula la longitud de cada canal.
- Medición del caudal de aire.
- Determina el caudal y la presión en cada sección del sistema.
- Se está calculando la pérdida por fricción.
- Usando el coeficiente requerido, la pérdida de presión se calcula cuando se supera la resistencia local.
Al realizar los cálculos en cada tramo de la red de distribución de aire se obtienen diferentes resultados. Todos los datos deben ecualizarse utilizando diafragmas con la rama de mayor resistencia.
Calcular el área de la sección transversal y el diámetro
El cálculo correcto del área de las secciones redondas y rectangulares es muy importante. Un tamaño de sección inadecuado no permitirá el equilibrio de aire deseado.
Un conducto demasiado grande ocupará mucho espacio y reducirá el área efectiva de la habitación. Si el tamaño del canal es demasiado pequeño, se producirán corrientes de aire a medida que aumente la presión del flujo.
Para calcular el área de la sección transversal requerida (S), necesita conocer la tasa de flujo de aire y la velocidad del aire.
La siguiente fórmula se utiliza para los cálculos:
S=L/3600V,
mientras que L es el caudal de aire (m³/h), y V es su velocidad (m/s);
Usando la siguiente fórmula, puedes calcular el diámetro del conducto (D):
D=1000√(4S/π), donde
S - área de la sección (m²);
π - 3.14.
Si planea instalar conductos rectangulares en lugar de redondos, en lugar del diámetro, determine la longitud / anchura requerida del conducto de aire.
Todos los valores obtenidos se comparan con los estándares GOST y se seleccionan los productos que tienen el diámetro o el área transversal más cercanos
Al elegir un conducto de aire de este tipo, se tiene en cuenta una sección transversal aproximada. El principio utilizado es ab ≈ S, donde a es la longitud, b es el ancho y S es el área de la sección.
Según la normativa, la relación de ancho y largo no debe exceder de 1:3. También debe consultar la tabla de tallas estándar proporcionada por el fabricante.
Las dimensiones más comunes de los conductos rectangulares son: dimensiones mínimas - 0,1 m x 0,15 m, máximas - 2 m x 2 m La ventaja de los conductos redondos es que tienen menos resistencia y, en consecuencia, generan menos ruido durante el funcionamiento.
Cálculo de pérdida de presión por resistencia
A medida que el aire se mueve a través de la línea, se crea resistencia. Para superarlo, el ventilador de la unidad de tratamiento de aire genera presión, que se mide en pascales (Pa).
La pérdida de presión se puede reducir aumentando la sección transversal del conducto. En este caso, se puede proporcionar aproximadamente el mismo caudal en la red.
Para seleccionar una unidad de tratamiento de aire adecuada con un ventilador de la capacidad requerida, es necesario calcular la pérdida de presión para superar la resistencia local.
Esta fórmula se aplica:
P=RL+EiV2Y/2, donde
R - pérdida de presión por fricción específica en una determinada sección del conducto;
L - longitud de la sección (m);
Еi - coeficiente de pérdidas locales totales;
V - velocidad del aire (m/s);
Y - densidad del aire (kg/m3).
Los valores de R se determinan según las normas. Además, este indicador se puede calcular.
Si el conducto es redondo, la pérdida de presión por fricción (R) se calcula de la siguiente manera:
R=(XD/B)(VVY)/2g donde
X - coeficiente resistencia a la fricción;
L - longitud (m);
D - diámetro (m);
V es la velocidad del aire (m/s) e Y es su densidad (kg/m³);
g - 9,8 m/s².
Si la sección transversal no es redonda, sino rectangular, es necesario sustituir un diámetro alternativo en la fórmula igual a D=2AB/(A + B), donde A y B son lados.
Software de cálculo
Todos los cálculos se pueden hacer manualmente, pero es más conveniente y rápido usar programas especializados.
Con la ayuda de dichos programas, no solo puede realizar con precisión los cálculos necesarios, sino también preparar dibujos.
Si es necesario, puede usar un software especial para realizar cálculos. Esto eliminará posibles errores que pueden jugar un papel fatal durante la operación.Los valores primarios se ingresan en el programa y después de unos segundos puede obtener resultados de cálculo precisos.
Vent-Calc es una aplicación funcional para el cálculo de conductos de aire. El flujo de aire, la velocidad del aire y la temperatura se utilizan para los cálculos.
MagiCAD: realiza todo tipo de cálculos para redes de ingeniería, las imágenes se presentan en formatos 2D y 3D.
GIDRV: un programa para calcular todos los parámetros de los conductos de aire. Es posible seleccionar cualquier combinación de parámetros para lograr el mejor rendimiento.
Ducter 2.5 es una utilidad que calcula con precisión los diámetros de las secciones de los conductos de aire. Ideal para combinar con sus tipos.
Los dibujos que se realizan en estos programas le permiten ver con mayor precisión el diseño de todos los componentes del sistema y garantizar su funcionamiento más eficiente.
Medición de velocidad y caudal de aire
Al tomar medidas, es importante elegir los instrumentos y técnicas correctos, así como seguir los procedimientos para tomar medidas.
Instrumentos utilizados para las mediciones
Los siguientes tipos de instrumentación son los más utilizados:
- anemómetro 3D ultrasónico: realiza mediciones basadas en el cambio de frecuencia del sonido entre puntos dados;
- Tubo de Pitot: corrige la diferencia entre la presión estática y la máxima;
- anemómetro térmico: determina el caudal en función de la tasa de disminución de la temperatura del sensor.
- anemómetro de paletas: toma medidas en función de los cambios en la velocidad de rotación del impulsor.
- bolómetro: determina el flujo de aire debido a la concentración del flujo en el punto de medición, la sección transversal se establece de antemano.
Muchos de los electrodomésticos en esta lista son bastante caros y raros. Puede alquilarlos y tomar las medidas usted mismo, pero es mejor llamar a un ingeniero de puesta en marcha experimentado que conozca todos los matices del trabajo de medición.
El tubo de Pitot se utiliza junto con sensores. Este es un dispositivo fácil de usar. El tubo se saca con un extremo abierto hacia el flujo de aire, y su otro extremo se conecta a un manómetro
La medición de la velocidad es necesaria no solo para realizar cálculos, sino también para controlar los parámetros higiénicos del aire interior. Durante algún tiempo, inevitablemente se produce la contaminación de los conductos de ventilación y los conductos de aire.
En tales casos, las conexiones pueden estar despresurizadas, el rendimiento del equipo se reduce. Además, se requieren mediciones durante el mantenimiento, la limpieza y la reparación programados del sistema de ventilación.
Hay una serie de reglas a seguir cuando se toman medidas. Primero, la velocidad del aire está regulada por códigos y normas de construcción. Debes concentrarte en estos valores.
Se permiten pequeñas desviaciones de estos parámetros bajo circunstancias técnicas especiales. Por ejemplo, al instalar equipos, realizar reparaciones, etc.
En segundo lugar, al realizar mediciones, también es necesario tener en cuenta las normas de los factores relacionados: los niveles de ruido y vibración, que se indican en los documentos reglamentarios.
Superar estas normas indica las deficiencias del sistema de ventilación. La velocidad del aire no debería tener ningún efecto sobre estas cifras.
Métodos de medición del flujo de aire
En la etapa de puesta en marcha, es imperativo medir el flujo de aire volumétrico en el sistema de ventilación y aire acondicionado. Esto garantizará la posibilidad de un ajuste de alta calidad del sistema y su buen funcionamiento.
Estas medidas se realizan directamente en el conducto o en la rejilla de entrada. Existen varias técnicas sencillas.
Medición en difusores de techo
La mayoría de las veces, se utiliza un bolómetro para realizar mediciones con esta técnica. Es necesario cerrar el difusor y fijar el difusor superior al techo. Es necesario medir tanto el volumen total de salida de aire de la habitación como el flujo de aire de suministro.
El bolómetro es muy preciso debido al hecho de que el rectificador de flujo incorporado reduce la posibilidad de error. A pesar de que el dispositivo parece voluminoso, es bastante liviano: su peso no supera los 3 kg.
En algunas fuentes, se recomienda utilizar una sonda para las mediciones, insertándola en el espacio entre las láminas del difusor para obtener un resultado promedio.
Este enfoque es ineficiente por dos razones:
- La turbulencia del flujo es muy alta, por lo que no se puede ver el flujo real.
- No es posible alinear la sonda directamente con el caudal. Los resultados de la medición se distorsionarán en cualquier caso.
Por lo tanto, no pierda su tiempo en manipulaciones innecesarias con la sonda. Hay formas mucho más sencillas y precisas de medir.
Hay otra forma de tomar medidas usando esta técnica. Proporciona una sección recta y un flujo uniforme. Las medidas se toman a través de agujeros pretaladrados.
Este método es muy preciso, pero no siempre hay condiciones para su implementación. No en todas partes hay secciones rectas, a veces es imposible preparar dos orificios para las mediciones. Y, sin embargo, para implementar este método, se necesitan varias personas: una debe tomar medidas, la segunda debe sostener la escalera de tijera, etc.
A fin de cuentas, si desea obtener resultados rápidos y precisos sin demasiado esfuerzo, use un bolómetro.
Medición en la rejilla de ventilación
Para realizar las operaciones de control y medición según esta técnica, se utiliza un anemómetro de hilo caliente con impulsor de 60 a 100 mm de diámetro. El impulsor debe ser comparable a las dimensiones de la parrilla.
Un anemómetro de hilo caliente es un dispositivo multifuncional que se puede utilizar no solo para medir la velocidad del aire, sino también para medir otros parámetros. Tal dispositivo será muy útil en la casa. Al comprar un anemómetro de hilo caliente, es mejor elegir un dispositivo que tenga la función de analizar y documentar datos.
Este método proporciona una alta precisión de los resultados, mientras que el número de mediciones realizadas es mínimo. Para proporcionar acceso a lugares de difícil acceso, puede usar una extensión especial o una sonda telescópica.
Medidas de conductos
Para realizar mediciones, se utiliza un orificio de trabajo especialmente hecho en la pared del canal del conducto de aire.
Es importante observar las siguientes condiciones:
- el tamaño de la sección de este agujero debe coincidir exactamente con el diámetro de la sonda;
- el lugar para las mediciones debe seleccionarse cuidadosamente. El orificio se perfora solo en una sección recta, cuya longitud debe ser de al menos 5 diámetros de conducto. Coloque el orificio de modo que la distancia antes de él sea igual a 3 diámetros, y después de él, 2 diámetros de tubería.
En caso de mediciones en el interior del conducto, es necesario utilizar un dispositivo con un impulsor con un diámetro de 16 a 25 mm. Si el conducto es alto, una sonda telescópica o una extensión vendrán al rescate.
Reglas para el uso de aparatos de medición
Al medir el caudal de aire y su caudal en el sistema de ventilación y aire acondicionado, necesita la selección correcta de dispositivos y el cumplimiento de las siguientes reglas para su funcionamiento.
Esto le permitirá obtener resultados precisos de cálculo de conductos, así como una imagen objetiva del sistema de ventilación.
Para fijar las tasas de flujo promedio, debe realizar varias mediciones. Su número depende del diámetro de la tubería o del tamaño de los lados, si el canal es rectangular.
Observe el régimen de temperatura, que se indica en el pasaporte del dispositivo. También vigile la posición del sensor de la sonda. Siempre debe estar orientado exactamente hacia el flujo de aire.
Si no sigue esta regla, los resultados de la medición se distorsionarán. Cuanto más se desvíe el sensor de la posición ideal, mayor será el error.
Conclusiones y video útil sobre el tema
Arreglo de ventilación del hogar:
Puede obtener información sobre cómo se mide el aire volumétrico en las rejillas de ventilación en el siguiente video:Por lo tanto, es muy importante seguir las reglas para realizar mediciones, ya que el más mínimo error puede afectar los resultados de los cálculos.
Los cálculos correctos del conducto de aire le permitirán elegir su configuración óptima y los componentes necesarios, lo que significa que se garantizará un funcionamiento ininterrumpido y productivo de la ventilación.
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