Càlcul de l’àrea de conductes i accessoris: regles per realitzar càlculs + exemples de càlculs per fórmules

La clau per a una ventilació perfecta i eficaç és el càlcul competent de l’àrea de conductes i accessoris, de la qual depèn la selecció tant d’elements com d’equips. L’objectiu del càlcul és assegurar la multiplicitat òptima dels canvis d’aire als locals d’acord amb la seva finalitat.

A l’article es va examinar detalladament cadascuna de les etapes necessàries dels càlculs: determinar la secció transversal i l’àrea real dels conductes d’aire, calcular la velocitat de l’aire i seleccionar els paràmetres dels productes conformats. A més, vam identificar els principals requisits per a la mida dels conductes de ventilació i també vam donar un exemple del càlcul de conductes d’aire per a una casa privada.

L’objectiu dels càlculs

Característiques del càlcul i selecció de conductes depenen del seu tipus i del material a partir del qual estiguin elaborats. Aquesta última característica determina els matisos derivats del moviment de l’aire i les peculiaritats de la interacció d’una allau d’aire amb les parets.

Els conductes són:

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

Segons la geometria de la secció, es fan conductes rodons, rectangulars i 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 seccions transversals dels conductes pot provocar una interrupció de la circulació de l’aire.

El resultat d’errors en els càlculs augmentarà la humitat i, després, el motlle i el fong a l’habitació. Sense el càlcul correcte de l’àrea de totes les parts, és impossible escollir elements adequats del complex de ventilació

Depèn d'aquest paràmetre:

• el cabal de massa d’aire i el seu volum;
• grau de tensió de les articulacions;
• soroll del sistema de ventilació;
• consum d’energia.

Els càlculs correctes estalviaran diners perquè la quantitat de material es determinarà amb precisió. Però, a més dels problemes econòmics, els principals són els paràmetres de ventilació que proporcionen unes condicions de vida còmodes per a les persones.

Informació general per calcular l’àrea transversal

L’àrea de les canonades del conducte es calcula segons diferents valors:

1. Per complir els 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 tota la casa. Per al càlcul, hi ha programes especials amb algoritmes incrustats en ells. Una altra opció de càlcul és l’ús de fórmules.

L’àrea de secció transversal dels conductes s’escull de manera que l’aire al llarg de totes les longituds es mogui amb la mateixa velocitat aproximadament. Al llarg de la longitud del sistema, la quantitat d’aire és diferent, de manera que l’àrea de secció transversal del conducte hauria de canviar cap amunt amb l’augment del volum d’aire.

Si tenim en compte la ventilació d’escapament, la quadratura de la secció augmenta a mesura que ens acostem al ventilador. Aquesta és l’única manera de garantir més o menys la mateixa velocitat de massa d’aire a tota la longitud del conducte d’aire.

Amb el creixement d’una secció circular, el cabal d’aire disminueix. Al mateix temps, també es reduirà el soroll aerodinàmic. L’inconvenient d’aquests conductes és la major volumetria de l’estructura, per la qual cosa és impossible instal·lar-los a l’espai entre el sostre i el sostre suspès, així com a un cost més elevat.

Si 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 tenen avantatges operatius.

Com que els conductes rodons no sempre es poden entrar a l’interior, i els costosos rectangulars més estètics, com a alternativa, val la pena considerar els productes ovalats. A la vegada són ergonòmics i eficients.

L’elecció d’una o altra opció depèn de les prioritats de l’usuari. Si a l’avantguarda s’estalvia energia, es produeix un soroll mínim i hi ha totes les possibilitats d’instal·lar una xarxa dimensional, la millor opció és la forma rodona del conducte.

Etapes de càlcul

Els treballs d'assentament consten de diverses etapes:

1. Elaboració d'un comú diagrames del sistema de ventilació. Aquí, cal assenyalar les longituds de les seccions rectes, les parts de gir i el seu tipus, els llocs de canvi de la secció.
2. L'elecció de la multiplicitat de l'intercanvi d'aire, idèntica a les exigències sanitàries i higièniques.
3. El càlcul de la velocitat de moviment de masses d’aire a través del conducte. Aquest paràmetre depèn tipus de ventilaciói pot ser natural o forçat.
4. Càlcul de l’àrea dels conductes d’aire i altres paràmetres.

Hi ha molts programes per realitzar aquests càlculs.

No és una tasca fàcil fer càlculs mitjançant fórmules per a un sistema complex. Per a una casa petita, el càlcul de l’àrea d’elements individuals, la secció transversal dels conductes és força possible

El càlcul de la secció transversal del conducte

L'expressió que s'utilitza per calcular la quadratura dels elements i conductes en forma sembla:

Sc = (L x 2.778): V,

on:

• Sc - zona en secció;
• L - cabal d'aire que circula pel sistema;
• 2.778 - coeficient que coincideix amb diverses dimensions;
• V - La velocitat d’una allau en un lloc determinat, 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.

Determinar l'àrea del conducte real

La zona de ventilació regular dels conductes de ventilació rodona 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;
• Dins - amplada de l'estructura.

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

S = π × A × B: 4,

on:

• A - el diàmetre més gran de l’oval;
• Dins - diàmetre menor, respectivament.

Hi ha altres fórmules per calcular l’àrea del conducte.

Mitjançant un document regulador com SNiP, podeu comparar la mida de les seccions transversals dels conductes amb els indicadors necessaris. Així, la mida adequada del tub d’aire es determina encara més simplement.

Alguns fabricants en la descripció dels conductes donen nomogrames. Es troben a la literatura reguladora.

Nomograma per a un conducte metàl·lic amb secció circular. Els valors que s’obtenen se substitueixen a la fórmula. Tots els conductes flexibles es complementen amb aquests esquemes (+)

Des dels nomogrames podeu agafar el valor de l'àrea transversal. És aproximat, però adequat per crear un sistema amb un soroll mínim.

Per trobar les dimensions del conducte per a una branca determinada del conducte a través del qual es transporta un volum determinat d'aire, heu de realitzar els passos següents:

1. Determineu sobre el nomograma el punt d’intersecció del volum d’aire transportat en 1 hora i la línia de velocitat màxima per a la secció calculada.
2. Al costat d’aquest punt, busqueu el valor del diàmetre més adequat.

A més, amb un nomograma, és possible no només facilitar el càlcul de la secció transversal dels conductes d’aire i dels accessoris, sinó també especificar la pèrdua de pressió d’un tram de la línia d’aire a una velocitat fixada.

El nomograma és opcional; podeu determinar l’àrea de secció desitjada 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. El paràmetre clau aquí és l’indicador de multiplicitat, que determina la quantitat d’aire en què hi ha una ventilació completa d’una habitació amb un volum d’1 m.³ en una hora

Els experts recomanen, per determinar l’indicador de velocitat, estudiar les condicions específiques en instal·lacions industrials existents, per a les quals hi ha dades reals sobre l’emissió de gasos, fums tòxics, etc. És millor fer un càlcul independent mitjançant les fórmules.

Per simplificar els càlculs, hi ha taules especials on podeu obtenir el valor finalitzat de l’indicador de multiplicitat, però heu de tenir en compte que donen paràmetres arrodonits

La fórmula per calcular la multiplicitat és la següent:

N = V: W,

on:

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

Considereu un exemple específic de determinació de la quantitat d’aire requerida per multiplicitat.

Hi ha una sala d’estar amb un volum de 22 mᶾ. Necessitarà aire: L = 22 x 6 = 132 m³, aquí el 6 és el tipus de canvi aeri pres de la taula.

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

V = L: 3600 x S,

on:

• L - aire usat (mᶾ / h);
• S - àrea de conductes seccionals (mᶾ).

A més, afecten 2 paràmetres més velocitat de l’aire: nivell de soroll, coeficient de vibració. A l’hora de dissenyar un sistema s’han de tenir en compte.

Exemple de càlcul d’una caseta petita

Per al càlcul vam agafar una cabana amb una superfície interna de 108,8 m² i una alçada de 3 m des del sòl fins al sostre. A l'interior hi ha una sala d'estar, dormitori, habitació infantil, cuina, bany. L’índex de multiplicitat es pren igual a 1.

El sistema de ventilació permet estalviar la cambra d’impureses perjudicials per a la salut, potencialment perilloses i provocar reaccions al·lèrgiques, empitjorar el benestar

En primer lloc, es calcula la quantitat d’aire eliminat i d’entrada en general per l’edifici.

Sol·liciteu aquest mètode SNiP:

1. Atès que el dormitori i la sala d'estar són iguals, la quantitat d'aire eliminat és de 21 x 3 x 1 = 63 m = / h.
2. Per a nens: 24 x 3 x 1 = 72 mᶾ / h.
3. Per a la cuina: 22 x 3 x 1 + 100 = 166 mᶾ / h.
4. Per al bany: 10 x 3 x 1 = 30 mᶾ / h.
5. Com a resultat: 63 x 2 + 48 + 166 + 30 = 394 mᶾ / h.

No es va tenir en compte el passadís i el passadís.100 mᶾ és el volum que passa pel capó a la cuina.

També és un punt molt important la correcta distribució del cabal d’aire a la casa. En edificis d’aquest tipus, s’acostuma a disposar d’un sistema de ventilació natural. L'element coercitiu continua present aquí - campana de la cuina.

A continuació, determineu els diàmetres dels conductes de ventilació. Des de 100 m³ treu la caputxa amb força, queda per distribuir els 294 m restants³. Sortiran de forma natural a través de 2 mines. Cadascun tindrà: 294: 2 = 147 mᶾ.

Com que a les mines de ventilació natural, la velocitat de l’aire oscil·la entre 0,5 i 1,5 m / s, normalment en càlculs prenen un valor mitjà d’1 m / s. Substituint els valors coneguts en la fórmula S = L: k × V, es troben: S = 147: 3600 x 1 = 0,0408 m².

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

Solucionant aquesta equació amb un desconegut, a través de càlculs simples, es va trobar que el diàmetre del conducte és de 2,28 mm. Per a aquest valor, s'ha seleccionat la mida estàndard de canonada més gran més propera.

Amb aquesta taula de conversió, podeu seleccionar el diàmetre equivalent del conducte amb una secció circular. Això simplifica molt el càlcul.

Quan es munta un conducte rectangular, la seva mida es selecciona segons la taula, centrada en la zona. El valor més gran més proper és de 200 x 250 mm.

Segons el mateix esquema, l’àrea de secció de l’aixeta d’un capó de la cuina es determina 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.

Una taula de conversió és necessària quan cal realitzar el càlcul de conductes d’aire amb secció rectangular i aplicar la taula per a productes rodons. A continuació es mostren els diàmetres dels conductes d’aire amb un cercle en secció, en què la disminució de la pressió per 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;
• per despesa.

Aquests valors estan associats a diferents paràmetres de conducte. Per a cadascun d’ells hi ha una metodologia individual per utilitzar taules. El més important és que, independentment de la tècnica aplicada, el valor de la pèrdua de pressió de fricció és el mateix.

En conclusió, es realitza una comprovació de velocitat: V = 147: (3600 x 0,0408) = 1,0 m / s. Això està dins del límit acceptable.

Productes en forma i el seu càlcul

At instal·lació de conductes seccions rectes de diverses mides es connecten amb productes amb forma.

Per a la producció tant de conductes com d'accessoris, cal calcular la seva àrea. Sense això, és impossible determinar la quantitat correcta de material per a la fabricació de peces.

Els productes en forma inclouen:

1. Corbes. S’utilitzen per canviar la direcció de la canonada d’aire en tots els angles possibles. N’hi ha tant de forma rodona com rectangular, ovalada.
2. Transicions. Amb la seva ajuda, es connecten conductes de diverses seccions. Qualsevol geometria: de rodó a combinat.
3. Acoblaments, mugrons. Connecteu trams rectes de la carretera.
4. Tees. Branques articulars o dues branques del conducte.
5. Cepells. Bloqueu el flux d’aire.
6. Creus. Separeu o connecteu corrents d’aire.
7. Ànecs. Proporciona un pas a diversos nivells del conducte.

Per calcular els paràmetres necessaris de productes configurats, calen habilitats matemàtiques.

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

Un error comès en un indicador comportarà un deteriorament del rendiment del sistema. No hi ha fórmules preparades per a aquests càlculs.

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

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

Els programes permeten no només determinar els valors necessaris de totes les parts, sinó també fer-ne el desenvolupament. Aquesta exploració, impresa en una impressora 3D, permet adaptar-se perfectament als conductes de ventilació.

Requisits bàsics de càlcul

Per determinar els paràmetres finals dels conductes, cal tenir en compte que la determinació de l’àrea dels conductes ha de garantir que:

1. Es proporciona el règim de temperatura a l'habitació. Quan hi ha un excés de calor, es proporciona la seva eliminació i, quan hi ha una deficiència, es minimitza la seva pèrdua.
2. La velocitat del moviment de l’aire de cap manera redueix el nivell de confort de la gent a l’habitació. A les zones de zones de treball, la purificació de l’aire és obligatòria.
3. Els compostos químics nocius i les partícules en suspensió presents a l’aire es troben en el volum corresponent a GOST 12.1.005-88.

Per a les habitacions individuals, el requisit previ per seleccionar la zona dels conductes d’aire és el manteniment constant de l’aigua posterior i l’exclusió del subministrament d’aire de l’exterior.

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

La categoria de locals on el suport és necessari inclou soterranis, així com habitacions on es poden acumular substàncies nocives.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Programa en línia per ajudar l’enginyer en disseny:

La trama de l’organització de la ventilació d’una casa privada en conjunt:

L’àrea de secció transversal, la forma, la longitud del conducte són alguns dels paràmetres que determinen el rendiment del sistema de ventilació. El càlcul correcte és extremadament important perquè D’això en depèn el cabal d’aire, així com el cabal i el funcionament efectiu de l’estructura en general.

Quan utilitzeu la calculadora en línia, el grau de precisió del càlcul serà superior al calculat manualment. Aquest resultat s’explica pel fet que el programa arrodoneix els valors automàticament a valors més precisos.

Tens experiència personal en dissenyar, organitzar i dissenyar un sistema de conductes? Voleu compartir els vostres coneixements o fer preguntes sobre el tema? Deixeu comentaris i participeu en discussions: el formulari de comentaris es troba a sota.