Cálculo del área de conductos de aire y accesorios: reglas para realizar cálculos + ejemplos de cálculos utilizando fórmulas

La clave para un funcionamiento de ventilación impecable y eficiente es un cálculo competente del área de conductos de aire y accesorios, del que depende la selección tanto de elementos individuales como de equipos. El objetivo del cálculo es garantizar la frecuencia óptima de cambios de aire en las habitaciones de acuerdo con su finalidad.

En el artículo, examinamos en detalle cada una de las etapas requeridas de los cálculos: determinar la sección transversal y el área real de los conductos, calcular la velocidad del aire y seleccionar los parámetros de los productos moldeados. Además, describimos los principales requisitos para el tamaño de los conductos de ventilación y también brindamos un ejemplo de cómo calcular los conductos de aire para una casa privada.

Propósito de realizar cálculos.

Características de cálculo y selección de conductos de aire Dependen de su tipo y del material del que están hechos. Esta última característica determina los matices que surgen durante el movimiento del aire y las peculiaridades de la interacción de una avalancha de aire con las paredes.

Los conductos de aire son:

• metal: puede ser acero negro, galvanizado, acero inoxidable;
• corrugado flexible de aluminio;
• conductos de ventilación de plástico - flexible y rígido;
• tela.

Según la geometría de la sección transversal, los conductos de aire se fabrican de forma redonda, rectangular u ovalada. Estos 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 las secciones del conducto de aire puede provocar una interrupción de la circulación del aire.

La consecuencia de errores en los cálculos será un aumento de la humedad y luego moho y hongos en la habitación. Sin un cálculo correcto del área de todas las partes, es imposible seleccionar elementos adecuados del complejo de ventilación.

Este parámetro depende de:

• la velocidad de flujo de la masa de aire y su volumen;
• grado de estanqueidad de las conexiones;
• sistema de ventilación ruidoso;
• el consumo de energía

Los cálculos realizados correctamente permitirán ahorrar dinero, ya que la cantidad de material se determinará con precisión. Pero además de las cuestiones económicas, lo principal son los parámetros de ventilación, que garantizan unas condiciones de vida cómodas para las personas.

Información general para calcular el área de la sección transversal.

El área de las tuberías de un conducto de aire se calcula utilizando diferentes valores:

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

El resultado se puede obtener tanto para una habitación separada como para la casa en su conjunto. Para los cálculos existen programas especiales con algoritmos integrados. Otra opción de cálculo es utilizar fórmulas.

Durante su diseño, el área de la sección transversal de los conductos de aire se selecciona de modo que el aire se mueva en todas sus longitudes aproximadamente a la misma velocidad. A lo largo de todo el sistema, la cantidad de aire es diferente, por lo que el área de la sección transversal del conducto de aire debe cambiar hacia arriba a medida que aumenta el volumen de la masa de aire.

Si consideramos la ventilación por extracción, la cuadratura de la sección transversal aumenta a medida que se acerca al ventilador.Sólo así se puede garantizar más o menos la misma velocidad de la masa de aire en toda la longitud del conducto de aire.

A medida que aumenta la sección transversal circular, la velocidad del flujo de aire disminuye. Al mismo tiempo, también se reducirá el ruido aerodinámico. La desventaja de tales conductos de aire es el volumen de la estructura, lo que imposibilita su instalación en el espacio entre los falsos techos y los falsos techos, así como el mayor costo.

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

Dado que los conductos de aire redondos no siempre caben en el interior y los rectangulares, más estéticos, son caros, vale la pena considerar los productos ovalados como alternativa. Son a la vez ergonómicos y eficientes.

La elección de una opción u otra depende de las prioridades del usuario. Si el ahorro de energía, el mínimo ruido están a la vanguardia y existen todas las posibilidades para instalar una gran red, la mejor opción es la forma redonda del conducto de aire.

Pasos de cálculo

El trabajo de cálculo consta de varias etapas:

1. Elaboración de un general. diagramas del sistema de ventilación. Aquí se deben anotar las longitudes de los tramos rectos, las piezas giratorias y su tipo, y los lugares donde cambia el tramo.
2. Seleccionar un tipo de cambio de aire idéntico a los requisitos sanitarios e higiénicos.
3. Cálculo de la velocidad de movimiento de masas de aire a través de la tubería. Este parámetro depende de tipo de ventilación, y puede ser natural o forzado.
4. Cálculo del área de conductos de aire y otros parámetros.

Existen muchos programas para realizar tales cálculos.

Calcular fórmulas para un sistema complejo no es una tarea fácil.Para una casa pequeña, es muy posible calcular el área de los elementos individuales y la sección transversal de los conductos de aire.

Cálculo de la sección transversal del conducto.

La expresión utilizada para calcular la cuadratura de elementos perfilados y conductos de aire es la siguiente:

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

Dónde:

• Carolina del Sur - área en sección transversal;
• l — caudal de aire que circula en el sistema;
• 2.778 — coeficiente que concilia diferentes dimensiones;
• V — la velocidad de una avalancha de aire en un lugar determinado, medida en metros por segundo.

El resultado del cálculo será un valor medido en cm².

Existe una fórmula alternativa:

S = L : k × V,

El coeficiente K en este caso es 3600.

Determinar el área real del conducto

El área de ventilación normal para conductos de ventilación redondos se calcula mediante la fórmula:

S = (π x D2) : 400,

Dónde:

• S — superficie real;
• D — diámetro.

Para tuberías rectangulares:

S = (A x B): 100,

Dónde:

• S — superficie real;
• D — diámetro;
• A — altura del conducto de aire;
• EN - ancho de la estructura.

El área de la sección transversal de una tubería con sección transversal ovalada se calcula mediante la fórmula:

S = π × A × B: 4,

Dónde:

• A - mayor diámetro del óvalo;
• EN - menor diámetro en consecuencia.

Existen otras fórmulas para calcular el área del conducto de aire.

Con la ayuda de un documento reglamentario como SNiP, puede comparar las dimensiones de la sección transversal de los conductos de aire con los indicadores requeridos. Esto hace que sea aún más fácil determinar el tamaño apropiado de la tubería de aire.

Algunos fabricantes proporcionan nomogramas en la descripción de los conductos de aire. También se encuentran en la literatura normativa.

Nomograma para un conducto de aire metálico de sección circular. Sus valores se sustituyen en la fórmula. Todos los conductos de aire flexibles se complementan con dichos esquemas (+)

De los nomogramas se puede tomar el valor del área de la sección transversal. Es aproximado, pero adecuado para crear un sistema con el mínimo ruido.

Para encontrar las dimensiones del conducto para un ramal específico que transporta un volumen de aire determinado, debe hacer lo siguiente:

1. Determine en el nomograma el punto de intersección del volumen de aire movido en 1 hora y la línea de mayor velocidad para la sección de diseño.
2. Cerca de este punto, encuentre el valor del diámetro más adecuado.

Además, al tener un nomograma, no solo puede facilitar el cálculo de la sección transversal de conductos y accesorios de aire, sino también especificar la pérdida de presión a lo largo de una sección de la línea de aire a una velocidad determinada.

No es necesario utilizar un nomograma; el área de la sección transversal requerida se puede determinar en función de la velocidad de la masa de aire.

Cálculo de la velocidad del aire

Utilizando fórmulas o tablas especiales, calcule la velocidad del conducto de aire. El parámetro clave aquí es el índice de multiplicidad, que determina el volumen de aire con el que se ventila completamente una habitación con un volumen de 1 m2.³ dentro de 1 hora.

Para determinar el índice de multiplicidad, los expertos recomiendan estudiar las condiciones específicas de las instalaciones industriales existentes para las que existen datos reales sobre la liberación de gases, vapores tóxicos, etc. Lo mejor es hacer un cálculo independiente utilizando fórmulas.

Para simplificar los cálculos, existen tablas especiales de las que puede tomar el valor ya preparado del indicador de multiplicidad, pero debe tener en cuenta que contienen parámetros redondeados.

La fórmula para calcular la multiplicidad se ve así:

N=V:W,

Dónde:

• norte — la multiplicidad requerida;
• V - el volumen de masa de aire fresco que ingresa a la habitación durante una hora;
• W. - volumen de la habitación.

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

Consideremos un ejemplo específico de cómo determinar la cantidad de aire requerida por multiplicidad.

Hay un salón con un volumen de 22 mᶾ. Requerirá aire: L = 22 x 6 = 132 m³, aquí 6 es el tipo de cambio de aire tomado de la tabla.

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

V=L: 3600 x S,

Dónde:

• l — aire utilizado (mᶾ/h);
• S — área seccional del conducto de aire (mᶾ).

Además, 2 parámetros más afectan velocidad del aire: nivel de ruido, coeficiente de vibración. Deben tenerse en cuenta a la hora de diseñar el sistema.

Ejemplo de cálculo para una pequeña cabaña.

Para el cálculo se tomó una cabaña con un área interior de 108,8 m.² y una altura de suelo a techo de 3 m.En su interior dispone de salón, dormitorio, habitación infantil, cocina, baño. El indicador de multiplicidad se toma igual a 1.

El sistema de ventilación le permite eliminar de la habitación impurezas nocivas para la salud, potencialmente peligrosas y que provocan reacciones alérgicas que empeoran el bienestar.

Primero, calcule la cantidad de aire entrante y saliente para todo el edificio.

Para esto se utiliza el método SNiP:

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

No se tuvieron en cuenta el pasillo ni el pasillo. 100 mᶾ es el volumen que pasa por la campana de la cocina.

La correcta distribución del flujo de aire en la casa también es un punto muy importante. En edificios de este tipo se suele instalar un sistema de ventilación natural.Todavía hay un elemento coercitivo aquí. gorro de cocina.

A continuación, determine los diámetros de los conductos de ventilación. Desde 100 metros³ Si se quita la capota a la fuerza, sólo queda repartir los 294 m restantes³. Saldrán de forma natural por 2 ejes. Para cada uno será necesario: 294:2 = 147 mᶾ.

Dado que la velocidad del aire en los conductos de ventilación natural oscila entre 0,5 y 1,5 m/s, en los cálculos se suele tomar el valor medio de 1 m/s. Sustituyendo los valores conocidos en la fórmula S = L: k × V, encuentran: S = 147: 3600 x 1 = 0,0408 m².

Ahora es posible determinar el diámetro de un conducto de aire con un círculo de sección transversal usando la fórmula: S = (π x D2): 400 o 0,0408 = (3,14 x D2): 400.

Resuelta esta ecuación con una incógnita, mediante cálculos sencillos, encuentran que el diámetro del conducto de aire es de 2,28 mm. Para este valor se selecciona el tamaño de tubería estándar más grande más cercano.

Utilizando esta tabla de conversión, podrá seleccionar el diámetro equivalente de un conducto circular. Esto simplifica enormemente el cálculo.

Al instalar un conducto de aire rectangular, seleccione su tamaño según la tabla, centrándose en el área. El valor mayor más cercano es 200 x 250 mm.

Utilizando el mismo esquema se determina el área de la sección transversal de la salida de la campana de la cocina, con la diferencia de que aquí la velocidad del aire es de 3 m/s. S = 100: 3600 x 3 = 0,083 m² o diámetro 107 mm.

Se necesita una tabla de conversión cuando es necesario calcular conductos de aire con una sección transversal rectangular y aplicar la tabla para productos redondos. Aquí se muestran los diámetros de los conductos de aire con sección transversal circular, en los que la reducción de presión debido a la fricción es igual al mismo valor en una estructura rectangular.

Hay tres formas de determinar el valor equivalente:

• por velocidad;
• a lo largo de la sección transversal;
• por consumo.

Estos valores están asociados a diferentes parámetros del conducto de aire. Cada uno de ellos tiene un método individual de uso de tablas. Lo principal es que, independientemente de la técnica utilizada, la cantidad de pérdida de presión debido a la fricción es la misma.

Finalmente se comprueba la velocidad: V = 147: (3600 x 0,0408) = 1,0 m/s. Esto está dentro del límite aceptable.

Productos moldeados y su cálculo.

En instalación de conductos de aire Se conectan secciones rectas de varios tamaños mediante productos perfilados.

Al fabricar tanto conductos de aire como accesorios, es necesario calcular su área. Sin esto, es imposible determinar la cantidad correcta de material necesario para la fabricación de piezas.

Los productos con forma incluyen:

1. Enfermedad de buzo. Se utilizan para cambiar la dirección de la tubería de aire en cualquier ángulo. Los hay redondos, rectangulares y ovalados.
2. Transiciones. Se utilizan para conectar conductos de aire de diferentes secciones. Cualquier geometría, desde redonda hasta combinada.
3. Acoplamientos, pezones. Conecta tramos rectos de la carretera.
4. Camisetas. Se conectan los ramales o dos ramales del conducto de aire.
5. Talones. Bloqueando el flujo de aire.
6. travesaños. Separe o conecte flujos de aire.
7. patos. Proporcionar una transición de varios niveles del conducto de aire.

Para calcular los parámetros requeridos de los productos moldeados, se requieren habilidades matemáticas.

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

Un error cometido en un indicador provocará un deterioro en las características operativas del sistema. No existen fórmulas preparadas para tales cálculos.

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

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

Los programas le permiten no solo determinar los tamaños requeridos de todas las piezas, sino también desarrollarlas. Este desarrollo, impreso en una impresora 3D, permite un ajuste perfecto de los conductos de ventilación.

Requisitos básicos de cálculo

Al determinar los parámetros finales de los conductos de aire, es necesario tener en cuenta que al determinar el área de los conductos de aire se debe garantizar que:

1. Se garantiza el régimen de temperatura en la habitación. Donde hay exceso de calor, se proporciona su eliminación, y donde hay deficiencia, se minimizan sus pérdidas.
2. La velocidad del movimiento del aire no reduce en modo alguno el nivel de comodidad de las personas en la habitación. Se requiere purificación del aire en las áreas de trabajo.
3. Los compuestos químicos nocivos y las partículas en suspensión presentes en el aire están presentes en un volumen correspondiente a GOST 12.1.005-88.

Para habitaciones individuales, un requisito previo para seleccionar el área de los conductos de aire es mantener constantemente la presión y excluir el suministro de aire del exterior.

Al calcular la resistencia de la línea, se tiene en cuenta la pérdida de presión. Para que el flujo de masa de aire supere la resistencia durante el movimiento, se requiere una presión adecuada.

La categoría de locales donde se requiere respaldo incluye sótanos, así como locales en los que se pueden acumular sustancias nocivas.

Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.

Programa online para ayudar al ingeniero de diseño:

Trama sobre la organización de la ventilación de una casa particular en su conjunto:

El área de la sección transversal, la forma y la longitud del conducto de aire son algunos de los parámetros que determinan el rendimiento del sistema de ventilación. El cálculo correcto es extremadamente importante, porque... De ello dependen la capacidad de paso del aire, así como la velocidad del flujo y el funcionamiento eficiente 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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