Cálculo do sistema de ventilação e seus elementos individuais: área, diâmetros de tubos, parâmetros de aquecedores e difusores

Embora existam muitos programas para cálculos de ventilação, muitos parâmetros ainda são determinados da maneira antiga, por meio de fórmulas. O cálculo da carga de ventilação, área, potência e parâmetros dos elementos individuais é realizado após a elaboração de um diagrama e distribuição do equipamento.

É uma tarefa difícil que só os profissionais podem fazer. Mas se você precisar calcular a área de alguns elementos de ventilação ou a seção transversal dos dutos de ar para uma pequena cabana, você pode realmente fazer isso sozinho.

Cálculo de troca de ar

Se não houver descarga tóxica na sala ou seu volume estiver dentro dos limites aceitáveis, a troca de ar ou carga de ventilação é calculada pela fórmula:

R=n * R1,

aquiR1 - necessidade de ar de um funcionário, em metros cúbicos / hora,n - o número de funcionários permanentes nas instalações.

Se o volume da sala para um funcionário for superior a 40 metros cúbicos e houver ventilação natural, não há necessidade de calcular a troca de ar.

Para salas de uso doméstico, sanitário e utilitário, o cálculo da ventilação para perigos é feito com base nas normas aprovadas de frequência de troca de ar:

• para edifícios de escritórios (capô) - 1,5;
• corredores (alimentação) - 2;
• salas de conferências para até 100 pessoas com capacidade (para servir e esgotar) - 3;
• banheiros: fornecimento 5, extrato 4.

Para instalações industriais, nas quais substâncias perigosas são constante ou periodicamente lançadas no ar, a ventilação é calculada com base nos perigos.

A troca de ar por perigos (vapores e gases) é determinada pela fórmula:

Q=K\(k2-k1),

aquiPARA - a quantidade de vapor ou gás que aparece no edifício, em mg / h,k2 - o conteúdo de vapor ou gás na saída, geralmente o valor é igual ao MPC,k1 - conteúdo de gás ou vapor no abastecimento.

A concentração de substâncias nocivas na entrada é permitida até 1/3 do MPC.

Para salas com liberação de excesso de calor, a troca de ar é calculada usando a fórmula:

Q=Gcabanac(tyx — tn),

aquiGizb - excesso de calor extraído para o exterior, medido em watts,a partir de - capacidade de calor específico por massa, s = 1 kJ,tyx - a temperatura do ar removido da sala,tn - temperatura de alimentação.

Cálculo de carga de calor

O cálculo da carga de calor na ventilação é realizado de acordo com a fórmula:

Qem = Vn * k * p * CR (text - tnro),

na fórmula para calcular a carga de calor na ventilaçãoVн - o volume externo do edifício em metros cúbicos,k - a frequência da troca de ar,tvn - a temperatura no prédio é média, em graus Celsius,tnro - temperatura do ar externo usada para cálculos de aquecimento, em graus Celsius,R - densidade do ar, em kg / metro cúbico,Casar - capacidade térmica do ar, em kJ / metro cúbico Celsius.

Se a temperatura do ar estiver mais baixa tnro a frequência de troca de ar diminui e o indicador de consumo de calor é considerado igual Qw, constante.

Se, ao calcular a carga de calor na ventilação, for impossível reduzir a taxa de troca de ar, o consumo de calor é calculado a partir da temperatura de aquecimento.

Consumo de calor para ventilação

O consumo de calor anual específico para ventilação é calculado da seguinte forma:

Q = [Qo - (Qb + Qs) * n * E] * b * (1-E),

na fórmula de cálculo do consumo de calor para ventilaçãoQo - perda total de calor do edifício durante a estação de aquecimento,Qb - entrada de calor doméstico,Qs - entrada de calor de fora (sol),n - coeficiente de inércia térmica de paredes e pisos,E - fator de redução. Para sistemas de aquecimento individuais 0,15, para central 0,1, b - coeficiente de perda de calor:

• 1,11 - para estruturas de torre;
• 1,13 - para edifícios com múltiplas seções e múltiplas entradas;
• 1,07 - para edifícios com sótãos e caves quentes.

Cálculo do diâmetro dos dutos

Os diâmetros e seções transversais dos dutos de ventilação são calculados após a elaboração de um diagrama geral do sistema. No cálculo dos diâmetros das condutas de ventilação, são considerados os seguintes indicadores:

• Volume de ar (suprimento ou exaustão), que deve passar pela tubulação por um determinado período de tempo, metros cúbicos \ h;
• Velocidade do ar. Se, no cálculo dos tubos de ventilação, a vazão for subestimada, serão instalados dutos de ar de seção muito grande, o que acarreta custos adicionais. A velocidade superestimada leva a vibrações, aumento do ruído aerodinâmico e aumento da potência do equipamento. A velocidade de movimento no afluente é de 1,5 - 8 m / s, varia dependendo do local;
• Material do tubo de ventilação. Ao calcular o diâmetro, este indicador afeta a resistência da parede. Por exemplo, o aço preto de parede áspera tem a maior resistência. Portanto, o diâmetro estimado do duto de ventilação deverá ser ligeiramente aumentado em comparação com as normas para plástico ou aço inoxidável.

tabela 1... Taxa de fluxo de ar ideal em tubos de ventilação.

Quando a vazão dos dutos de ar futuros é conhecida, a seção transversal do duto de ventilação pode ser calculada:

S=R\3600v,

aquiv - a velocidade do fluxo de ar, em m / s,R - consumo de ar, metros cúbicos \ h.

O número 3600 é um fator de tempo.

Conhecendo a área da seção transversal, você pode calcular o diâmetro do duto de ventilação circular:

aqui:D - diâmetro do tubo de ventilação, m

Se for necessário calcular o diâmetro de um tubo de ventilação retangular, seus indicadores são selecionados com base na área da seção transversal obtida do tubo redondo.

Cálculo da área dos elementos de ventilação

O cálculo da área de ventilação é necessário quando os elementos são em chapa e é necessário determinar a quantidade e o custo do material.

A área de ventilação é calculada por calculadoras eletrônicas ou programas especiais, muitos deles podem ser encontrados na Internet.

Daremos vários valores tabulares dos elementos de ventilação mais populares.

mesa 2... A área de dutos redondos retos.

O valor da área em sq. M. na intersecção das linhas horizontais e verticais.

Tabela 3... Cálculo da área das curvas e semidobras de uma seção transversal circular.

Cálculo de difusores e grades

Os difusores são usados ​​para fornecer ou remover o ar de uma sala. A limpeza e a temperatura do ar em todos os cantos da sala dependem do cálculo correto do número e localização dos difusores de ventilação. Se você instalar mais difusores, a pressão no sistema aumentará e a velocidade diminuirá.

O número de difusores de ventilação é calculado da seguinte forma:

N=R\(2820 * v * D * D),

aquiR - taxa de transferência, em metros cúbicos \ hora,v - velocidade do ar, m / s,D - diâmetro de um difusor em metros.

O número de grades de ventilação pode ser calculado usando a fórmula:

N=R\(3600 * v * S),

aquiR - consumo de ar em metros cúbicos \ hora,v - velocidade do ar no sistema, m / s,S - área da seção transversal de uma treliça, sq.m.

Cálculo do aquecedor do duto

O cálculo de um aquecedor de ar com ventilação do tipo elétrico é feito da seguinte forma:

P=v * 0,36 * ∆T

aquiv - o volume de ar que passa pelo aquecedor de ar em metros cúbicos / hora,∆T - a diferença entre a temperatura do ar externo e interno, que deve ser fornecida ao aquecedor.

Este valor varia entre 10 e 20, o valor exato é definido pelo cliente.

O cálculo do aquecedor de ventilação começa com o cálculo da área da seção frontal:

Af =R * p\3600 * Vp,

aquiR - volume da taxa de fluxo de entrada, cub.m. \ h,p - densidade do ar atmosférico, kg \ metro cúbico,Vp - velocidade de massa do ar no local.

O tamanho da seção é necessário para determinar as dimensões do aquecedor de ventilação. Se, de acordo com o cálculo, a área da seção transversal for muito grande, é necessário considerar a opção de uma cascata de trocadores de calor com área total calculada.

O índice de velocidade de massa é determinado através da área frontal dos trocadores de calor:

Vp=R * p\3600 * UMAf.fato

Para cálculos adicionais do aquecedor de ar de ventilação, determinamos a quantidade de calor necessária para aquecer o fluxo de ar:

Q=0,278 * C * c (TP-Ty),

aquiC - consumo de ar quente, kg / hora,TP - temperatura do ar fornecido, graus Celsius,Tu - temperatura do ar exterior, graus Celsius,c - capacidade térmica específica do ar, constante 1,005.

Uma vez que nos sistemas de alimentação os ventiladores são colocados na frente do trocador de calor, a taxa de fluxo de ar quente é calculada da seguinte forma:

C=R * p

Ao calcular o aquecedor de ventilação, a superfície de aquecimento deve ser determinada:

Apn = 1,2Q\k(Ts.t-Ts.v),

aquik - coeficiente de produção de calor pelo aquecedor,Tc.t - a temperatura média do refrigerante, em graus Celsius,Tc.w - temperatura média de abastecimento,1,2 É o coeficiente de resfriamento.

Cálculo da ventilação de deslocamento

Com a ventilação de deslocamento, correntes de ar ascendentes calculadas são instaladas na sala em locais de maior geração de calor. O ar fresco e limpo é fornecido por baixo, que sobe gradualmente e na parte superior da sala é removido para o exterior junto com o excesso de calor ou umidade.

Quando calculada corretamente, a ventilação de deslocamento é muito mais eficiente do que a mistura nos seguintes tipos de salas:

• Salas para visitantes em estabelecimentos de restauração;
• salas de conferencia;
• quaisquer corredores com tectos altos;
• audiências estudantis.

A ventilação calculada se desloca com menos eficiência se:

• tetos abaixo de 2m 30 cm;
• o principal problema da sala é o aumento da geração de calor;
• é necessário baixar a temperatura em ambientes com tetos baixos;
• turbulência poderosa no corredor;
• a temperatura dos perigos é mais baixa do que a temperatura do ar na sala

A ventilação de deslocamento é calculada com base no fato de que a carga térmica na sala é de 65 - 70 W / m2, com uma vazão de até 50 litros por metro cúbico de ar por hora. Quando as cargas de calor são maiores e a vazão é menor, é necessário organizar um sistema de mistura combinado com o resfriamento de cima.

O vídeo falará sobre a unidade compacta de ventilação de deslocamento: