El intercambio aéreo equilibrado es la base del bienestar y la capacidad de trabajo de las personas. ¿No lo es? Pero para crear condiciones cómodas en locales residenciales e industriales, es importante calcular correctamente los conductos de aire en términos de velocidad y caudal y garantizar un modo eficiente de movimiento de los flujos de aire.
A continuación, le diremos qué necesita para calcular los conductos de aire, qué métodos y dispositivos se utilizan para medir el caudal de aire.
¿Qué es un conducto?
Conducto de aire: el elemento principal del sistema de distribución de aire. Es una colección de tubos de metal o plástico colocados para garantizar el equilibrio del aire. El principio de funcionamiento del conducto es suministrar y extraer aire utilizando ventiladores especiales.
Características básicas del conducto:
- forma (redonda o rectangular);
- área de sección transversal;
- rigidez (flexible, semiflexible y rígida).
El rendimiento del sistema de ventilación y su funcionalidad en su conjunto depende de estas características.
Elija un conducto con una sección rectangular, si es importante que lo haga invisible. Tal conducto de aire es fácil de ocultar en la superficie superior de los gabinetes.
La selección correcta de los parámetros del conducto de aire, teniendo en cuenta todas las características de la habitación, garantizará su funcionamiento prolongado y eficiente.
Algoritmo de cálculo
Al diseñar, configurar o modificar un sistema de ventilación existente, se deben realizar 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 las mediciones de la velocidad de flujo y la velocidad del aire en el canal 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. Típicamente, 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 indicadores, puede calcular el área de secciones redondas y rectangulares, así como la presión necesaria para superar la resistencia local o la fricción.
Al hacer un diagrama, debe elegir el ángulo de visión desde la fachada del edificio, que se encuentra en la parte inferior del diseño. Los conductos se muestran en líneas gruesas continuas
Muy a menudo, se utiliza el siguiente algoritmo de cálculo:
- Elaboración de un diagrama axonométrico en el que se enumeran todos los elementos.
- Según este esquema, se calcula la longitud de cada canal.
- Se mide el consumo de aire.
- Se determinan el caudal y la presión en cada sección del sistema.
- Se realiza el cálculo de pérdida por fricción.
- Usando el coeficiente deseado, la pérdida de presión se calcula mientras se supera la resistencia local.
Al realizar cálculos en cada sección de la red de distribución de aire, se obtienen resultados diferentes. Todos los datos deben ser equilibrados por medio de diafragmas con la rama de mayor resistencia.
Cálculo del área transversal y diámetro
El cálculo correcto del área de secciones redondas y rectangulares es muy importante. Un tamaño transversal incorrecto no le permitirá proporcionar el equilibrio de aire deseado.
Un conducto demasiado grande ocupará mucho espacio y reducirá el área efectiva de la habitación. Si selecciona un tamaño de canal demasiado pequeño, aparecerán borradores, ya que la presión de flujo aumentará.
Para calcular el área de sección transversal requerida(S), necesita conocer los valores de caudal y velocidad del aire.
Para los cálculos, se utiliza la siguiente fórmula:
S = L / 3600 * V,
donde L - consumo de aire (m³ / h), yV - su velocidad (m / s);
Usando la siguiente fórmula, puede calcular el diámetro del conducto(re):
D = 1000 * √ (4 * S / π)dónde
S – área seccional (m²);
π – 3,14.
Si se planea instalar ductos rectangulares en lugar de redondos, en lugar del diámetro, se determina la longitud / anchura necesaria del canal de aire.
Todos los valores obtenidos se comparan con los estándares GOST y se seleccionan los productos que tienen el diámetro más cercano o el área transversal
Al elegir dicho conducto, se tiene en cuenta una sección aproximada. El principio usado a * b ≈ Sdóndeuna - longitudsi - ancho, yS - área de sección transversal.
De acuerdo con la normativa, la relación entre ancho y largo no debe ser superior a 1: 3. También debe usar la tabla de tamaños típicos proporcionada por el fabricante.
Los tamaños más comunes de canales rectangulares son: dimensiones mínimas: 0,1 mx 0,15 m, máximas: 2 mx 2 m. La ventaja de los conductos redondos es que tienen menos resistencia y, en consecuencia, crean menos ruido durante el funcionamiento.
Cálculo de la pérdida de presión sobre la resistencia.
A medida que el aire se mueve a lo largo de la línea, se crea resistencia. Para superarlo, el ventilador de suministro de aire crea una 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 garantizar aproximadamente el mismo caudal en la red.
Para elegir una unidad de suministro adecuada con un ventilador de la capacidad requerida, es necesario calcular la pérdida de presión para superar la resistencia local.
Esta fórmula aplica:
P = R * L + Ei * V2 * Y / 2dónde
R - pérdida de presión específica por fricción en una determinada sección del conducto;
L - longitud de la parcela (m);
Ei - coeficiente total de pérdida local;
V - velocidad del aire (m / s);
Y - densidad del aire (kg / m3).
ValoresR determinado por los estándares. Además, este indicador se puede calcular.
Si la sección transversal del conducto es redonda, la pérdida de presión por fricción (R) se calculan de la siguiente manera:
R = (X* D / B) * (V*V*Y)/2soldónde
X - coeficiente resistencia a la fricción;
L - longitud (m);
re - diámetro (m);
V - velocidad del aire (m / s), e Y - su densidad (kg / m³);
sol - 9,8 m / s².
Si la sección transversal no es redonda, sino rectangular, un diámetro alternativo igual a re = 2AB / (A + B)donde A y B son lados.
Software de cálculo
Todos los cálculos pueden realizarse manualmente, pero es más conveniente y más rápido usar programas especializados.
Con estos programas, no solo puede realizar con precisión los cálculos necesarios, sino también preparar dibujos.
Si es necesario, puede usar un software especial para realizar los cálculos. Esto eliminará posibles errores que pueden desempeñar 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
Ventilación - calc - Una aplicación funcional para el cálculo de conductos. Para los cálculos, se utilizan los valores de flujo de aire y velocidad, así como la temperatura.
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 conductos. Es posible seleccionar cualquier combinación de parámetros para lograr el mejor rendimiento.
Ducter 2.5 - Una utilidad que calcula con precisión los diámetros de las secciones transversales de los conductos. Ideal para seleccionar sus tipos.
Los dibujos que se compilan 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 flujo de aire.
Al realizar mediciones, es importante elegir los instrumentos y métodos correctos, así como seguir los procedimientos para tomar mediciones.
Instrumentos utilizados para mediciones
Muy a menudo, se utilizan los siguientes tipos de instrumentación:
- anemómetro ultrasónico ZD: realiza mediciones basadas en cambios en la frecuencia del sonido entre puntos dados;
- Tubo de Pitot: corrige la diferencia entre la presión estática y la presión total;
- anemómetro de alambre caliente: determina la velocidad de flujo en función de la velocidad de disminución de la temperatura del sensor.
- anemómetro de paleta: realiza mediciones basadas en 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 dispositivos en esta lista son bastante caros y raros. Se pueden alquilar y medir de forma independiente, pero es mejor llamar a un ingeniero de ajuste experimentado que conozca todos los matices de realizar un trabajo de medición.
El tubo de Pitot se usa junto con sensores. Es un dispositivo fácil de usar. El tubo se extiende con el extremo abierto hacia el flujo de aire, y su otro extremo está conectado al manómetro.
La medición de la velocidad es necesaria no solo para realizar cálculos, sino también para controlar los parámetros higiénicos del aire interior. Durante un período de tiempo, los conductos de ventilación y los conductos de aire inevitablemente se contaminan.
En tales casos, las conexiones pueden despresurizarse, el rendimiento del equipo se reduce. Además, las mediciones son necesarias para el mantenimiento programado, la limpieza y la reparación del sistema de ventilación.
Al realizar mediciones, se deben observar una serie de reglas. En primer lugar, la velocidad del aire está regulada por códigos y normas de construcción. Es necesario centrarse en estos valores.
Se permiten pequeñas desviaciones de estos parámetros en presencia de circunstancias técnicas especiales. Por ejemplo, al instalar equipos, realizar trabajos de reparación, etc.
En segundo lugar, al tomar medidas, también es necesario tener en cuenta las normas de los factores relacionados: niveles de ruido y vibración, que se indican en los documentos reglamentarios.
Exceder estos estándares indica las deficiencias del sistema de ventilación. La velocidad del aire no debería tener ningún efecto en estos indicadores.
Métodos para medir el flujo de aire.
En la etapa de puesta en marcha, es absolutamente necesario medir el caudal volumétrico de aire en el sistema de ventilación y aire acondicionado. Esto proporcionará una oportunidad para un ajuste de alta calidad del sistema y su funcionamiento ininterrumpido.
Dichas mediciones se llevan a cabo directamente en el conducto o en la rejilla de entrada. Existen varias técnicas simples.
Medidas de difusor de techo
Muy a menudo, se utiliza un bolómetro para mediciones utilizando esta técnica. Es necesario cerrar el difusor y colocar el confusor superior en el techo. Es necesario medir como la cantidad total de escape de aire de la habitación., suministrar aire.
El bolómetro es altamente preciso debido al hecho de que el rectificador de flujo incorporado reduce la probabilidad de error. A pesar de que el dispositivo parece voluminoso, es bastante ligero: su peso no supera los 3 kg.
En algunas fuentes, se recomienda utilizar una sonda para mediciones, insertándola en el espacio entre las rejillas del difusor para obtener un resultado promedio.
Este enfoque es ineficaz por dos razones:
- La turbulencia de los flujos es muy alta, por lo que no se puede ver el caudal real.
- No es posible configurar la sonda directamente en línea con el flujo. Los resultados de la medición se distorsionarán en cualquier caso.
Por lo tanto, no debe perder su tiempo en manipulaciones excesivas con la sonda. Existen métodos de medición mucho más simples y precisos.
Hay otra forma de tomar medidas utilizando esta técnica. Proporciona una sección recta y un flujo uniforme. Las mediciones se realizan a través de agujeros prefabricados.
Este método es altamente preciso, pero no siempre hay condiciones para su implementación. No en todas partes hay secciones rectas, a veces es imposible preparar dos agujeros para las mediciones. Y, sin embargo, para implementar este método, se necesitan varias personas: una debe tomar medidas, la segunda, mantener la escalera de mano, y así sucesivamente.
Dado todo lo anterior, si desea obtener un resultado rápido y preciso, sin hacer esfuerzos innecesarios, use un bolómetro.
Mediciones en la rejilla de ventilación.
Para realizar operaciones de control y medición utilizando esta técnica, se utiliza un anemómetro de alambre caliente con un impulsor de 60 a 100 mm de diámetro. El impulsor debe ser comparable con las dimensiones de la parrilla.
El anemómetro de alambre caliente es un dispositivo multifuncional que puede usarse no solo para medir la velocidad del aire, sino también para medir otros parámetros. Tal dispositivo será muy útil en el hogar. Al comprar un anemómetro de alambre caliente, es mejor detenerse en un dispositivo en el que haya una función para analizar y documentar datos
Este método proporciona una alta precisión de los resultados, y el número de mediciones realizadas es mínimo. Para proporcionar acceso a lugares inaccesibles, puede usar un cable de extensión especial o una sonda telescópica.
Mediciones de ductos
Para realizar mediciones, se usa un agujero de trabajo especialmente hecho en la pared del canal del conducto.
Es importante observar las siguientes condiciones:
- el tamaño de la sección transversal 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 manera que la distancia a este sea de 3 diámetros y, después, 2 diámetros de tubería.
En el caso de mediciones dentro del conducto, es necesario utilizar un dispositivo con un impulsor con un diámetro de 16 a 25 mm. Si el conducto está alto, una sonda telescópica o un cable de extensión acudirán al rescate.
Reglas para usar dispositivos de medición
Al medir el caudal de aire y su caudal en el sistema de ventilación y aire acondicionado, se requiere la selección correcta de dispositivos y las siguientes reglas para su funcionamiento.
Esto le permitirá obtener resultados de cálculo precisos para el conducto, así como hacer 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 indicado en el certificado del dispositivo. También controle la posición del sensor de la sonda. Siempre debe estar orientado exactamente hacia la corriente de aire.
Si no se sigue esta regla, los resultados de la medición se distorsionarán. Cuanto mayor sea la desviación del sensor de su posición ideal, mayor será el error.
Disposición de ventilación en el hogar:
Puede averiguar cómo medir el aire volumétrico en las rejillas de ventilación del siguiente video:
Por lo tanto, es muy importante observar las reglas para realizar mediciones, ya que el más mínimo error puede afectar los resultados de los cálculos.
Los cálculos correctos del conducto le permitirán elegir su configuración óptima y los componentes necesarios, lo que significa que se garantizará el funcionamiento ininterrumpido y productivo de la ventilación.
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