Calcolo della ventilazione: quasi complicato

Qual è il calcolo aerodinamico della ventilazione? In generale, quali parametri vengono calcolati? Quanto sono complesse le formule da usare? In questo articolo cercheremo di dare le risposte più semplici alle domande poste, per quanto possibile accompagnandole con degli esempi.

Cosa calcolare

Per un tipico appartamento in città o un piccolo cottage, una soluzione tipica è la ventilazione forzata con flusso d'aria naturale attraverso finestre, porte o griglie di ventilazione non pressate nell'involucro dell'edificio.

Questo schema ha diversi vantaggi rispetto alle alternative:

• Il prezzo di tutti i materiali necessari per la sua installazione di solito rimane entro 2-5 mila rubli. In sostanza, è necessario acquistare solo pochi metri del tubo di ventilazione con morsetti, splitter e griglie, un ventilatore del condotto e un deflettore ombrello per proteggere l'uscita del tubo dalle precipitazioni.

• L'installazione di un tale sistema non è un esempio più facile di aria forzata e scarico. Già perché un canale deve essere posato, non due.
• Infine, da qualsiasi sistema con circolazione naturale, questo si confronta positivamente con la costanza del flusso d'aria. Le prestazioni del circuito con un impulso naturale sono influenzate dal delta della temperatura con la strada, dalla direzione del vento e dalla sua forza. Qui, la portata è sempre con l'errore minimo uguale alle prestazioni delle ventole del canale installate dall'utente.

Nota: se lo desideri, nessuno si preoccupa di regolare flessibilmente i loro giri, riducendo o aumentando il tasso di ricambio d'aria. L'istruzione è ridicolmente semplice: basta aprire il circuito di alimentazione con un dimmer.

Ovviamente, per la ventilazione forzata degli scarichi di una piccola stanza, dovranno essere calcolati solo due parametri:

1. Flusso d'aria. In accordo con lui per scegliere uno o più fan.
2. Inoltre, è necessario il calcolo della sezione del condotto di ventilazione.. La sua sovrastima significherà costi ingiustificati e deterioramento dell'aspetto della stanza; una sezione bassa limiterà il flusso attraverso il canale di ventilazione o renderà il flusso dell'aria eccessivamente rumoroso.

Nelle stanze con un volume interno elevato, un numero elevato di visitatori o requisiti specifici di ventilazione, a causa del gran numero di fonti di inquinamento atmosferico, la ventilazione è forzata-aria o aria forzata.

Allo stesso tempo, il condotto di aspirazione non fornisce semplicemente aria fresca dalla strada: la distribuisce nel volume della stanza attraverso il sistema di canali e le griglie di distribuzione, il che implica una certa sovrapressione. È anche richiesto di superare la resistenza del condotto.

Non solo: secondo l'attuale SNiP, la temperatura dell'aria di mandata nei locali pubblici non dovrebbe essere inferiore a + 15 ° C. Nella calura estiva, anche l'afflusso di aria di strada surriscaldata, ovviamente, non aggiungerà conforto. Quindi, l'uso diffuso di unità di trattamento aria con riscaldatori e condizionatori d'aria canalizzati.

In questo caso, il calcolo dei sistemi di ventilazione includerà, oltre a quanto sopra, altri due punti:

1. Sovrapressione creata dal ventilatore.
2. Potenza termica di un riscaldatore o di un condizionatore d'aria.

Quindi iniziamo.

Flusso d'aria

Di norma, la necessità di ricambio d'aria viene calcolata in due modi con la successiva selezione del più grande dei valori.

Il calcolo è possibile:

• In base alla capacità cubica della stanza, tenendo conto della sua funzionalità e della presenza di varie fonti di inquinamento atmosferico.
• Per il numero massimo di persone in esso.

Calcolo per volume della stanza

In questo caso, viene utilizzata una semplice formula della forma L = NV, dove L è la necessità di prestazioni di ventilazione, V è il volume della stanza e N è il tasso di ricambio dell'aria. Al valore di L possono essere aggiunti valori fissi per vari locali di servizio o tipi di attrezzature.

Diamo alcuni valori della frequenza dello scambio d'aria e la necessità di aria per gli elettrodomestici.

Come usare questi valori?

Ecco un esempio di calcolo del sistema di ventilazione per un ufficio di 150 m2 con soffitti di tre metri, dotato di un bagno con tre servizi igienici.

1. Il volume totale della stanza è 150 * 3 = 450 m3.
2. Con una frequenza di scambio d'aria pari a 1,5 e tenendo conto dell'attrezzatura della latrina, il flusso d'aria stimato sarà 450 * 1,5 + 50 * 3 = 825 m3 / ora.

Calcolo del numero di persone

I valori di base sono:

• 60 m3 / ora per una persona sveglia impegnata in attività vigorosa;
• 40 m3 / ora per una persona sveglia a riposo;
• 30 m3 / ora per una persona addormentata.

Supponiamo che ci siano 15 persone nel nostro ufficio allo stesso tempo. Dal momento che è improbabile che si dedichi a lavori pesanti, nei calcoli può essere utilizzata una portata d'aria di 40 m3 / ora per persona. 40x15 = 600.

Dal momento che 825 metri cubi all'ora, ottenuti con il primo metodo, è maggiore di 600, è il primo valore che verrà utilizzato come base per ulteriori calcoli.

Caso speciale

Un articolo speciale è il calcolo della ventilazione di emergenza. La sua funzione è quella di neutralizzare l'eccesso della concentrazione massima ammissibile di sostanze nocive durante il loro rilascio. Valori tipici del tasso di ricambio dell'aria - 5-10.

Tuttavia: il valore esatto della molteplicità può essere dato solo dai tecnologi dell'impresa, tenendo conto del contenuto dell'eventuale emissione e delle concentrazioni massime ammissibili delle sostanze pertinenti.

Sezione condotta

Come fare con le tue mani il calcolo dei condotti di ventilazione per un flusso d'aria specifico attraverso di loro?

La formula ha la forma S = 2,778L / V.

In esso:

• S è l'area della sezione trasversale del condotto in centimetri quadrati.
• L - flusso d'aria in metri cubi all'ora.
• V - portata in metri al secondo.
• 2,778 è il fattore di corrispondenza, che consente di ottenere il risultato in centimetri quadrati senza ricalcoli aggiuntivi.

La relazione tra velocità del flusso e sezione trasversale è inversa. Aumentando la velocità, è possibile andare d'accordo con un canale di ventilazione più piccolo. Tuttavia, ad una velocità superiore a 4 m / s, l'aria inizia a produrre un rumore rumoroso, quindi, in pratica, per locali abitabili, il parametro V viene preso nell'intervallo di 34 m / s.

Come sarà il calcolo dei canali di ventilazione per il nostro ufficio di 150 metri?

1. Consumo d'aria che abbiamo già calcolato: 825 m3 / ora.
2. La velocità del flusso d'aria è uguale al massimo di 4 m / s.
3. La sezione minima ammissibile del condotto, quindi, sarà pari a 2,778 * 825/4 = 572,9625 cm2.

Poiché i produttori non indicano un'area di sezione, ma un diametro per condotti tondi e dimensioni delle pareti per quelli rettangolari, dobbiamo richiamare le formule per l'area di un cerchio e un rettangolo.

Ricordiamo:

• L'area di un cerchio è uguale al prodotto del numero pi e del quadrato del raggio.
• L'area di un rettangolo è uguale al prodotto dei suoi lati.

Un semplice calcolo mostrerà che nel nostro caso il diametro minimo di un condotto circolare sarà di 27 cm (tenendo conto delle dimensioni effettive dei tubi di ventilazione - 280 mm). Un condotto rettangolare può avere una dimensione, ad esempio 600x100 mm.

la pressione

Il calcolo aerodinamico esatto del sistema di ventilazione per la pressione di progetto generata dall'unità di trattamento aria è estremamente complicato.

Dovrebbe prendere in considerazione un elenco molto ampio di fattori:

• La lunghezza e il diametro dei canali di ventilazione.
• Materiale e ruvidità delle loro pareti.
• Il numero e l'angolo dei turni.
• Transizioni di diametro
• Filtri di resistenza, riscaldatori e scambiatori di calore.

Ci sono anche buone notizie: anche un eccesso significativo della pressione di progetto con una prestazione fissa rischia solo con un leggero sovraccarico di elettricità.

Questo è il motivo per cui il calcolo viene solitamente eseguito con un metodo semplificato:

• 75-100 Pa sono sufficienti per la ventilazione di una stanza con un'area di 50-150 m2.
• 100-150 Pa - per 150-350 m2.

Potenza termica

E per il riscaldatore e per qualsiasi tipo di refrigeratore, viene calcolato con la formula P = 0,336 * Dt * L.

In esso:

1. P è il valore desiderato di potenza termica in watt.
2. 0,336 W * h / m3 - capacità termica dell'aria.
3. Dt è il delta di temperatura massima tra la strada e il flusso di aria di alimentazione in gradi.

Richiamo: la temperatura minima dell'aria di mandata per una stanza abitabile è + 15 ° C, l'optimum è +18.

1. L - flusso d'aria in metri cubi all'ora.

Quindi, con una temperatura esterna minima di -38 ° C, una temperatura dell'aria di mandata di + 18 ° C e un consumo di 825 m3 / ora, la potenza calcolata del riscaldatore sarà di 0,336 * (38 + 18) * 825 = 15523,2 watt.

conclusione

Speriamo che le tecniche e le formule sopra riportate siano utili per il lettore. Il video in questo articolo gli offrirà ulteriori informazioni su come il calcolo della ventilazione può essere eseguito in diversi casi.

Buona fortuna!