Càlcul de l'àrea de conductes i accessoris d'aire: regles per fer càlculs + exemples de càlculs amb fórmules

La clau per a un funcionament de ventilació impecable i eficient és un càlcul competent de l'àrea de conductes i accessoris d'aire, de la qual depèn la selecció d'elements i equips individuals. L'objectiu del càlcul és assegurar la freqüència òptima dels canvis d'aire a les habitacions d'acord amb la seva finalitat.

A l'article, vam examinar detalladament cadascuna de les etapes de càlcul requerides: determinar la secció transversal i l'àrea real dels conductes, calcular la velocitat de l'aire i seleccionar els paràmetres dels productes amb forma. A més, vam descriure els principals requisits per a la mida dels conductes de ventilació i també vam donar un exemple de càlcul de conductes d'aire per a una casa privada.

Finalitat de la realització de càlculs

Característiques de càlcul i selecció de conductes d'aire depenen del seu tipus i del material amb què estan fets. Aquesta última característica determina els matisos que sorgeixen durant el moviment de l'aire i les peculiaritats de la interacció d'una allau d'aire amb les parets.

Els conductes d'aire són:

• metall: pot ser acer negre, galvanitzat, acer inoxidable;
• alumini corrugat flexible;
• conductes de ventilació de plàstic - flexible i rígid;
• teixit.

Segons la geometria de la secció transversal, els conductes d'aire es fan rodons, rectangulars o ovalats. Aquests últims no són tan populars com els dos primers.

Fins i tot si hi ha el disseny més correcte del sistema de ventilació, un error en la selecció de les seccions del conducte d'aire pot provocar una interrupció de la circulació de l'aire.

La conseqüència dels errors en els càlculs serà l'augment de la humitat i, a continuació, la floridura i el floridura a l'habitació. Sense un càlcul correcte de l'àrea de totes les parts, és impossible seleccionar els elements adequats del complex de ventilació

Aquest paràmetre depèn de:

• la velocitat de flux de la massa d'aire i el seu volum;
• grau d'estanquitat de les connexions;
• sistema de ventilació sorollós;
• consum energètic

Els càlculs fets correctament permetran estalviar diners, ja que la quantitat de material es determinarà amb precisió. Però, a més dels problemes econòmics, el més important són els paràmetres de ventilació, que garanteixen unes condicions de vida còmodes per a les persones.

Informació general per calcular l'àrea de la secció transversal

L'àrea de les canonades per a un conducte d'aire es calcula amb diferents valors:

1. Per al compliment dels paràmetres sanitaris i higiènics (SanPiN).
2. Pel nombre de residents.
3. Per la zona de les habitacions.

El resultat es pot obtenir tant per a una habitació independent com per a la casa en conjunt. Per als càlculs hi ha programes especials amb algorismes incrustats. Una altra opció de càlcul és utilitzar fórmules.

Durant el seu disseny, l'àrea de la secció transversal dels conductes d'aire es selecciona de manera que l'aire es mogui al llarg de totes les longituds a aproximadament la mateixa velocitat. Al llarg de tota la longitud del sistema, la quantitat d'aire és diferent, de manera que l'àrea de la secció transversal del conducte d'aire hauria de canviar cap amunt a mesura que augmenta el volum de la massa d'aire.

Si considerem la ventilació d'escapament, la quadratura de la secció transversal augmenta a mesura que s'acosta al ventilador.Aquesta és l'única manera de garantir més o menys la mateixa velocitat de la massa d'aire en tota la longitud del conducte d'aire

A mesura que augmenta la secció circular, la velocitat del flux d'aire disminueix. Al mateix temps, també es reduirà el soroll aerodinàmic. El desavantatge d'aquests conductes d'aire és el volum del disseny, que fa impossible instal·lar-los a l'espai entre el projecte i els sostres suspesos, així com l'augment del cost.

Si això no és possible, podeu donar preferència a la geometria rectangular, ja que l'alçada de la secció rectangular és menor. D'altra banda, els productes rodons són més fàcils d'instal·lar i també tenen els seus propis avantatges operatius.

Com que els conductes d'aire rodons no sempre encaixen a l'interior i els rectangulars més estètics són cars, val la pena considerar els productes ovals com a alternativa. Són alhora ergonòmics i eficients

L'elecció d'una opció o una altra depèn de les prioritats de l'usuari. Si l'estalvi energètic, el mínim soroll estan a l'avantguarda i hi ha totes les possibilitats per instal·lar una gran xarxa, la millor opció és la forma rodona del conducte d'aire.

Passos de càlcul

El treball de càlcul consta de diverses etapes:

1. Elaboració d'un general Esquemes del sistema de ventilació. Aquí s'han d'anotar les longituds de les seccions rectes, les peces giratòries i el seu tipus i els llocs on canvia la secció.
2. Selecció d'un tipus de canvi d'aire idèntic als requisits sanitaris i higiènics.
3. Càlcul de la velocitat de moviment de masses d'aire a través de la canonada. Aquest paràmetre depèn de tipus de ventilació, i pot ser natural o forçat.
4. Càlcul de l'àrea del conducte d'aire i altres paràmetres.

Hi ha molts programes per realitzar aquests càlculs.

Calcular fórmules per a un sistema complex no és una tasca fàcil.Per a una casa petita, calcular l'àrea dels elements individuals i la secció transversal dels conductes d'aire és molt possible

Càlcul de la secció del conducte

L'expressió utilitzada per calcular la quadratura d'elements amb forma i conductes d'aire és així:

Sc = (L x 2,778): V,

On:

• Sc - àrea en secció transversal;
• L - el cabal d'aire que circula pel sistema;
• 2.778 — coeficient que concilia diferents dimensions;
• V — la velocitat d'una allau d'aire en un lloc concret, mesurada en metres per segon.

El resultat del càlcul serà un valor mesurat en cm².

Hi ha una fórmula alternativa:

S = L : k × V,

El coeficient K en aquest cas és 3600.

Determinació de l'àrea real del conducte

L'àrea de ventilació regular per a conductes de ventilació rodons es calcula mitjançant la fórmula:

S = (π x D2): 400,

On:

• S - àrea real;
• D - diàmetre.

Per a canonades rectangulars:

S = (A x B): 100,

On:

• S - àrea real;
• D - diàmetre;
• A — alçada del conducte d'aire;
• EN - amplada de l'estructura.

L'àrea de la secció transversal d'una canonada amb una secció ovalada es calcula mitjançant la fórmula:

S = π × A × B: 4,

On:

• A - major diàmetre de l'oval;
• EN - Diàmetre més petit en conseqüència.

Hi ha altres fórmules per calcular l'àrea del conducte d'aire.

Mitjançant un document normatiu com SNiP, podeu comparar les dimensions de la secció transversal dels conductes d'aire amb els indicadors necessaris. Això fa que sigui encara més fàcil determinar la mida adequada de la canonada d'aire.

Alguns fabricants proporcionen nomogrames a la descripció dels conductes d'aire. També es troben a la literatura normativa.

Nomograma per a un conducte d'aire metàl·lic de secció circular. Els valors d'aquest es substitueixen a la fórmula. Tots els conductes d'aire flexibles es complementen amb aquests esquemes (+)

Dels nomogrames podeu prendre el valor de l'àrea de la secció transversal. És aproximat, però adequat per crear un sistema amb el mínim soroll.

Per trobar les dimensions del conducte per a una canonada específica que transporta un volum d'aire determinat, heu de fer el següent:

1. Determineu al nomograma el punt d'intersecció del volum d'aire mogut en 1 hora i la línia de velocitat més alta per a la secció de disseny.
2. A prop d'aquest punt, trobeu el valor del diàmetre més adequat.

A més, amb un nomograma, no només podeu facilitar el càlcul de la secció transversal dels conductes i accessoris d'aire, sinó que també podeu especificar la pèrdua de pressió al llarg d'una secció de la línia d'aire a una velocitat fixada.

No cal utilitzar un nomograma; podeu determinar l'àrea de la secció transversal necessària en funció de la velocitat de la massa d'aire.

Càlcul de la velocitat de l'aire

Utilitzant fórmules o taules especials, calculeu la velocitat del conducte d'aire. El paràmetre clau aquí és l'índex de multiplicitat, que determina el volum d'aire al qual es ventila completament una habitació amb un volum d'1 m2.³ en 1 hora.

Per determinar l'índex de multiplicitat, els experts recomanen estudiar condicions específiques a les instal·lacions industrials existents per a les quals hi ha dades reals sobre l'emissió de gasos, vapors tòxics, etc. El millor és fer un càlcul independent mitjançant fórmules.

Per simplificar els càlculs, hi ha taules especials de les quals podeu extreure el valor ja fet de l'indicador de multiplicitat, però cal tenir en compte que contenen paràmetres arrodonits.

La fórmula per calcular la multiplicitat és la següent:

N=V:W,

On:

• N — la multiplicitat requerida;
• V - el volum de massa d'aire fresc que entra a l'habitació en una hora;
• W - volum de l'habitació.

La unitat de multiplicitat és el nombre de vegades/hora, V es mesura en mᶾ/h, el volum és en mᶾ.

Considerem un exemple específic de determinació de la quantitat d'aire necessària per multiplicitat.

Hi ha un saló amb un volum de 22 mᶾ. Necessitarà aire: L = 22 x 6 = 132 m³, aquí 6 és el tipus de canvi d'aire extret de la taula.

La velocitat del moviment de la massa (V) es mesura en m/s i es determina mitjançant la fórmula:

V=L: 3600 x S,

On:

• L — aire utilitzat (mᶾ/h);
• S — àrea de la secció del conducte d'aire (mᶾ).

A més, afecten 2 paràmetres més velocitat de l'aire: nivell de soroll, coeficient de vibració. S'han de tenir en compte a l'hora de dissenyar el sistema.

Exemple de càlcul per a una casa petita

Per al càlcul, es va prendre una casa de camp amb una superfície interna de 108,8 m² i una alçada de terra a sostre de 3 m. A l'interior hi ha saló menjador, dormitori, habitació infantil, cuina, bany. L'indicador de multiplicitat es pren igual a 1.

El sistema de ventilació us permet eliminar les impureses que són perjudicials per a la salut, potencialment perilloses i que provoquen reaccions al·lèrgiques, empitjorant el benestar.

En primer lloc, calculeu la quantitat d'aire eliminat i entrant per a tot l'edifici.

Per a això s'utilitza el mètode SNiP:

1. Com que el dormitori i la sala d'estar tenen la mateixa superfície, la quantitat d'aire que s'elimina és de 21 x 3 x 1 = 63 mᶾ/h.
2. Per a l'habitació d'un nen - 24 x 3 x 1 = 72 mᶾ/h.
3. Per a la cuina - 22 x 3 x 1 + 100 = 166 mᶾ/h.
4. Per a un bany - 10 x 3 x 1 = 30 mᶾ/h.
5. Com a resultat: 63 x 2 + 48 + 166 + 30 = 394 mᶾ/h.

El passadís i el passadís no es van tenir en compte. 100 mᶾ és el volum que passa per la campana de la cuina.

La correcta distribució del flux d'aire a la casa també és un punt molt important. En edificis d'aquest tipus s'acostuma a instal·lar un sistema de ventilació natural.Encara hi ha un element coercitiu aquí: campana de cuina.

A continuació, determineu els diàmetres dels conductes de ventilació. Des dels 100 m³ Si es retira el capó a la força, només queda repartir els 294 m restants.³. Sortiran de forma natural per 2 eixos. Per a cadascun serà necessari: ​​294: 2 = 147 mᶾ.

Atès que la velocitat de l'aire en els pous de ventilació natural oscil·la entre 0,5 i 1,5 m/s, el valor mitjà d'1 m/s se sol prendre en els càlculs. Substituint els valors coneguts a la fórmula S = L: k × V, es troben: S = 147: 3600 x 1 = 0,0408 m².

Ara és possible determinar el diàmetre d'un conducte d'aire amb un cercle en secció transversal mitjançant la fórmula: S = (π x D2) : 400 o 0,0408 = (3,14 x D2) : 400.

Després d'haver resolt aquesta equació amb una incògnita, mitjançant càlculs senzills, troben que el diàmetre del conducte d'aire és de 2,28 mm. Per a aquest valor es selecciona la mida de canonada estàndard més gran més propera.

Amb aquesta taula de conversió, podeu seleccionar el diàmetre equivalent d'un conducte circular. Això simplifica molt el càlcul

Quan instal·leu un conducte d'aire rectangular, seleccioneu la seva mida segons la taula, centrant-vos en la zona. El valor més gran més proper és 200 x 250 mm.

Amb el mateix esquema, es determina l'àrea de la secció transversal de la sortida de la campana de cuina, amb la diferència que la velocitat de l'aire aquí és de 3 m/s. S = 100: 3600 x 3 = 0,083 m² o diàmetre 107 mm.

Es necessita una taula de conversió quan cal calcular conductes d'aire amb una secció transversal rectangular i aplicar la taula per a productes rodons. Aquests són els diàmetres dels conductes d'aire amb una secció circular, en què la reducció de pressió deguda a la fricció és igual al mateix valor en un disseny rectangular.

Hi ha tres maneres de determinar el valor equivalent:

• per velocitat;
• al llarg de la secció transversal;
• pel consum.

Aquests valors estan associats a diferents paràmetres del conducte d'aire. Cadascun d'ells té un mètode individual per utilitzar les taules. El més important és que, independentment de la tècnica utilitzada, la quantitat de pèrdua de pressió per fricció és la mateixa.

Finalment, es comprova la velocitat: V = 147: (3600 x 0,0408) = 1,0 m/s. Això està dins del límit acceptable.

Productes modelats i el seu càlcul

A les instal·lació de conductes d'aire seccions rectes de diferents mides es connecten mitjançant productes amb forma.

Quan es produeixen tant conductes d'aire com accessoris, cal calcular-ne l'àrea. Sense això, és impossible determinar la quantitat correcta de material necessària per a la fabricació de peces.

Els productes amb forma inclouen:

1. Corbes. S'utilitzen per canviar la direcció de la canonada d'aire en qualsevol angle. Es presenten tant en rodons, rectangulars i ovalats.
2. Transicions. S'utilitzen per connectar conductes d'aire de diferents seccions. Qualsevol geometria, de rodona a combinada.
3. Acoblaments, mugrons. Connecteu trams rectes de la carretera.
4. Samarretes. Les branques o dues branques del conducte d'aire estan connectades.
5. Talons. Bloqueig del flux d'aire.
6. Cruïlles. Separeu o connecteu els fluxos d'aire.
7. Ànecs. Proporcioneu una transició de diversos nivells del conducte d'aire.

Per calcular els paràmetres necessaris dels productes modelats, es requereixen habilitats matemàtiques.

Cada producte amb forma té el seu propi paper especial en el sistema de ventilació. Els fabricants dissenyen cadascun d'ells per separat. Es subministren juntament amb els elements principals

Un error comès en un indicador comportarà un deteriorament de les característiques operatives del sistema. No hi ha fórmules ja fetes per a aquests càlculs.

La taula mostra les mides estàndard dels conductes d'aire. Fins i tot els professionals utilitzen aquestes taules especials i similars en lloc de càlculs complexos

Molts dissenyadors utilitzen programes especials i calculadores en línia. Només heu d'introduir els valors primaris i obtenir paràmetres preparats a la sortida.

Els programes us permeten no només determinar les mides necessàries de totes les peces, sinó també fer-ne el desenvolupament. Aquest desenvolupament, imprès en una impressora 3D, permet un ajustament perfecte dels conductes de ventilació.

Requisits bàsics de càlcul

A l'hora de determinar els paràmetres finals dels conductes d'aire, cal tenir en compte que per determinar l'àrea dels conductes d'aire s'ha de garantir que:

1. Es garanteix el règim de temperatura a l'habitació. Quan hi ha excés de calor, es proporciona la seva eliminació, i quan hi ha una deficiència es minimitzen les seves pèrdues.
2. La velocitat del moviment de l'aire no redueix de cap manera el nivell de confort de les persones a l'habitació. La purificació de l'aire és necessària a les zones de treball.
3. Els compostos químics nocius i les partícules en suspensió presents a l'aire estan presents en un volum corresponent a GOST 12.1.005-88.

Per a habitacions individuals, un requisit previ per seleccionar l'àrea dels conductes d'aire és mantenir constantment la pressió i excloure el subministrament d'aire des de l'exterior.

Quan es calcula la resistència de la línia, es té en compte la pèrdua de pressió. Perquè el flux de massa d'aire superi la resistència durant el moviment, cal una pressió adequada

La categoria de locals on es requereix una còpia de seguretat inclou els soterranis, així com els locals en què es poden acumular substàncies nocives.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Programa en línia per ajudar l'enginyer de disseny:

Trama sobre l'organització de la ventilació d'una casa privada en el seu conjunt:

L'àrea de la secció transversal, la forma i la longitud del conducte d'aire són alguns dels paràmetres que determinen el rendiment del sistema de ventilació. El càlcul correcte és molt important, perquè... d'això depenen la capacitat de pas d'aire, així com la velocitat del flux i el funcionament eficient de l'estructura en conjunt.

Quan s'utilitza una calculadora en línia, el grau de precisió del càlcul serà més gran que quan es calcula manualment. Aquest resultat s'explica pel fet que el programa arrodoneix automàticament els valors a valors més precisos.

Tens experiència personal en el disseny, la instal·lació i el càlcul d'un sistema de conductes d'aire? Vols compartir els teus coneixements acumulats o fer preguntes sobre el tema? Si us plau, deixeu comentaris i participeu en els debats; el formulari de comentaris es troba a continuació.