Calcolo della ventilazione naturale: standard di prestazione, parametri di canale

Sfumature di calcoli aerodinamici

Il calcolo del camino del locale caldaia dovrebbe tenere conto delle seguenti sfumature:

Tenendo conto delle caratteristiche tecniche della caldaia, viene determinato il tipo di struttura del tronco, nonché il luogo in cui verrà posizionato il camino.
Viene calcolata la resistenza e la durata del condotto di uscita del gas.
È inoltre necessario calcolare l'altezza del camino, tenendo conto sia del volume di combustibile bruciato che del tipo di tiraggio.
Calcolo dei turbolatori per camini.
Il carico massimo del locale caldaia viene calcolato determinando la portata minima.

Importante! Per questi calcoli, è anche necessario conoscere il carico del vento e il valore di spinta.

Nell'ultima fase viene realizzato un disegno del camino con ottimizzazione delle sezioni.

I calcoli aerodinamici sono necessari per determinare l'altezza del tubo quando si utilizza la spinta naturale. Quindi è anche necessario calcolare la velocità di propagazione delle emissioni, che dipende dal rilievo del territorio, dalla temperatura del flusso di gas e dalla velocità dell'aria.

Determinazione dell'altezza del camino per tetti a colmo e piani

L'altezza del tubo dipende direttamente dalla potenza della caldaia. Il fattore di inquinamento della canna fumaria non deve superare il 30%.

Formule per il calcolo del camino a tiraggio naturale:

Documenti normativi utilizzati nei calcoli

Tutti gli standard di progettazione richiesti per la creazione di impianti di caldaie sono descritti in SNiP ІІ-35-76. Questo documento è la base per tutti i calcoli necessari.

Video: un esempio di calcolo di un camino con tiraggio naturale

Il passaporto per il camino contiene non solo le caratteristiche tecniche della struttura, ma anche informazioni sulla sua applicazione e riparazione. Questo documento deve essere rilasciato appena prima della messa in funzione del camino.

Consigli! La riparazione dei camini è un lavoro pericoloso che deve essere svolto esclusivamente da uno specialista, in quanto richiede conoscenze appositamente acquisite e molta esperienza.

I programmi ambientali stabiliscono gli standard per le concentrazioni consentite di inquinanti, come anidride solforosa, ossidi di azoto, ceneri, ecc. Si considera zona di protezione sanitaria un'area situata a 200 metri intorno al locale caldaia. Vari tipi di precipitatori elettrostatici, raccoglitori di cenere, ecc. Vengono utilizzati per pulire i gas di combustione.

Design del camino con montaggio a parete

Indipendentemente dal combustibile con cui funziona il riscaldatore (carbone, gas naturale, gasolio, ecc.), Un sistema di evacuazione dei prodotti della combustione è essenziale. Per questo motivo, i requisiti principali per i camini sono:

Avere abbastanza voglie naturali.
Conformità agli standard ambientali stabiliti.
Buona larghezza di banda.

Calcolo della ventilazione di mandata e di scarico

RISCALDATORE D'ARIA

Nel clima della zona centrale, l'aria che entra nella stanza deve essere riscaldata. Per questo, la ventilazione di mandata è installata con il riscaldamento dell'aria in entrata.

Il riscaldamento del liquido di raffreddamento viene effettuato in vari modi: da un riscaldatore elettrico, l'ingresso di masse d'aria vicino a una batteria o al riscaldamento di una stufa. Secondo SN e P, la temperatura dell'aria in ingresso deve essere di almeno 18 gradi. centigrado.

Di conseguenza, la capacità del riscaldatore d'aria viene calcolata in base alla temperatura esterna più bassa (nella regione data). Formula per il calcolo della temperatura massima per il riscaldamento di una stanza mediante un riscaldatore ad aria:

N / V x 2,98 dove 2,98 è una costante.
Esempio: consumo d'aria - 180 metri cubi / ora. (box auto). N = 2 kW.
Ulteriori 2000 W / 180 km / h. x 2,98 = 33 gradi cent.
Pertanto, il garage può essere riscaldato fino a 18 gradi. A una temperatura stradale di meno 15 gradi.

Tipi di camini per locali caldaie

Oggi esistono diverse varianti di camini utilizzati nei locali caldaie. Ognuno di loro ha le sue caratteristiche.

Tubi metallici per locali caldaie

Tipi di camini metallici. Ogni tipo di tubo deve soddisfare gli standard ambientali a) a un palo, b) a due alberi, c) a quattro alberi, d) montaggio a parete

Sono un'opzione molto popolare grazie alle seguenti caratteristiche:

facilità di montaggio;
grazie alla superficie interna liscia, le strutture non sono soggette a intasamento di fuliggine, e quindi sono in grado di fornire un'ottima trazione;
installazione veloce;
se necessario, un tale tubo può essere installato con una leggera pendenza.

Ti consigliamo di studiare come viene calcolata l'altezza del camino sul nostro sito web.

Importante! Il principale svantaggio dei tubi di acciaio è che il loro isolamento termico diventa inutilizzabile dopo 20 anni, il che causa la distruzione del camino sotto l'influenza della condensa.

Tubi di mattoni

Per molto tempo non hanno avuto concorrenti tra i camini. Attualmente, la difficoltà nell'installazione di tali strutture risiede nella necessità di trovare un produttore di stufe esperto e significativi costi finanziari per l'acquisto dei materiali necessari.

Con la corretta disposizione della struttura e un focolare competente, la formazione di fuliggine non è praticamente osservata in tali camini. Se una tale struttura è stata installata da un professionista, funzionerà per molto tempo.

Camino in mattoni

È molto importante controllare la muratura sia interna che esterna per giunti e angoli corretti. Per migliorare la trazione, viene eseguito un trabocco nella parte superiore del tubo e, per evitare la formazione di fumo in presenza di vento, viene utilizzato un cappuccio fisso durevole.

Ventilazione naturale dei locali

Questo tipo di sistema di ventilazione è il più conveniente. È pienamente conforme agli standard di igiene stabiliti. Una ventilazione correttamente organizzata dovrebbe garantire il flusso senza ostacoli di aria fresca nei locali, lo spostamento delle masse d'aria di scarico sature di anidride carbonica oltre i loro limiti.

Se parliamo brevemente del principio della ventilazione naturale, allora si basa sulle leggi della fisica. L'aria fresca proveniente dalla strada entra nell'edificio attraverso le fessure nelle strutture di finestre e porte e sposta all'esterno le masse d'aria inquinate attraverso speciali aperture di ventilazione situate nella parte superiore delle pareti.

I vantaggi del ricambio d'aria naturalmente:

semplicità del design: sono necessarie solo le griglie per le aperture di ventilazione;
risparmio - nessuna necessità di apparecchiature elettriche aggiuntive;
la possibilità di disposizione indipendente della ventilazione naturale in casa.

Svantaggi:

il normale ricambio d'aria è possibile solo con una differenza significativa tra la temperatura esterna e quella interna, in particolare nel periodo invernale;
il processo di ricambio d'aria controllato da niente e nessuno è chiamato ventilazione naturale non organizzata, che non è adatta a locali industriali e luoghi chiusi con alto traffico di persone;
per un funzionamento di alta qualità del sistema, è necessario organizzare un passaggio libero dei flussi d'aria.

Tale ventilazione prevede l'induzione della circolazione dell'aria senza l'utilizzo di ventilatori. Per questo, vengono praticati fori aggiuntivi nei telai delle finestre, nelle porte e così via. Per organizzare correttamente il sistema di ventilazione naturale e ha funzionato in modo efficace, è necessario prima fare il suo calcolo.

Questo tipo di ventilazione comporta il movimento spontaneo del flusso d'aria dovuto alla differenza di temperatura esterna ed interna all'edificio. Un tale sistema può essere canale e senza canali, a seconda del modo di funzionamento: periodico e continuo.

L'apertura / chiusura costante di porte e finestre garantisce la ventilazione della stanza. La ventilazione senza canali si basa sul rilascio costante di energia termica nei locali industriali: il processo di aerazione.

Nei cottage di campagna e negli edifici urbani a più piani, un sistema di ventilazione del canale di tipo naturale è più spesso organizzato. I canali d'aria sono disposti verticalmente direttamente nei muri di case, miniere speciali o blocchi.

Progettazione del camino del locale caldaia

Il camino può essere posizionato sull'apparecchio di riscaldamento o essere posizionato separatamente, adiacente alla caldaia o alla stufa. Il tubo deve essere 50 cm più alto dell'altezza del tetto. La dimensione del camino nella sezione è calcolata in relazione alla potenza del locale caldaia e alle sue caratteristiche progettuali.

I principali elementi strutturali del tubo sono:

pozzo di uscita del gas;
isolamento termico;
protezione anticorrosione;
fondazione e supporto;
una struttura progettata per entrare nei condotti del gas.

Schema di un impianto caldaia di tipo moderno

All'inizio, il gas di combustione entra nello scrubber, che è un dispositivo di pulizia. Qui la temperatura del fumo scende a 60 gradi Celsius. Successivamente, bypassando gli assorbitori, il gas viene purificato e solo dopo viene rilasciato nell'ambiente.

Importante! L'efficienza della centrale elettrica della caldaia è in gran parte influenzata dalla velocità del gas nel canale, e quindi qui è semplicemente necessario un calcolo professionale.

Tipi di camino

Nelle moderne centrali elettriche per caldaie vengono utilizzati vari tipi di camini. Ognuno di loro ha le sue caratteristiche:

Colonnare. È costituito da una canna interna in acciaio inossidabile e da una calotta esterna. L'isolamento termico è fornito qui per prevenire la formazione di condensa.
Vicino alla facciata. Annesso alla facciata dell'edificio. Il design è presentato sotto forma di un telaio con tubi del gas. In alcuni casi, gli specialisti possono fare a meno di un telaio, ma viene utilizzato l'ancoraggio su bulloni di ancoraggio e vengono utilizzati tubi sandwich, il cui canale esterno è in acciaio zincato, il canale interno è in acciaio inossidabile e un sigillante da 6 cm spesso si trova tra di loro.

Costruzione di una ciminiera industriale quasi in facciata

Azienda agricola. Può essere costituito da uno o più tubi di cemento. Il traliccio è installato su un cestello di ancoraggio fissato alla base. Il design può essere utilizzato in aree soggette a terremoti. Vernice e primer vengono utilizzati per prevenire la corrosione.
Albero. Tale tubo ha massetti e quindi è considerato più stabile. La protezione anticorrosione è realizzata qui sotto forma di uno strato termoisolante e smalto refrattario. Può essere utilizzato in aree a maggiore pericolosità sismica.
Autoportante. Si tratta di tubi "sandwich", che vengono fissati alla base mediante tirafondi. Sono caratterizzati da una maggiore resistenza, che consente alle strutture di resistere a qualsiasi condizione meteorologica con facilità.

Formule di calcolo del sistema di ventilazione

L'aerazione (ventilazione) degli edifici con l'aiuto dell'apertura delle traverse è un'opzione abbastanza efficace per la ventilazione naturale.

Pe = (Pvn - Pn) * H * g, dove:

P n (kg / m3) - densità delle masse d'aria all'esterno della stanza.
P vn (kg / m3) - densità delle masse d'aria all'interno della stanza.
H (m) - distanza tra ingresso e scarico.
g - accelerazione dovuta alla gravità (valore costante pari a 9,8 m / s2).

Quando si calcola la ventilazione naturale, è necessario tenere conto della posizione delle aperture inferiori e superiori per l'aspirazione di aria fresca e per la rimozione dell'aria di scarico. Inizialmente, il calcolo viene effettuato per le sezioni inferiori, quindi per le sezioni superiori degli spazi vuoti.Successivamente, viene impostato il modello di aerazione per l'edificio.

Calcolo dello scarico

Nella stanza, approssimativamente al centro tra le aperture di flusso e di scarico (traverse), la pressione dell'aria esterna ed interna ha lo stesso valore. A questo punto, l'impatto è zero. Di conseguenza, l'effetto sulle sezioni inferiori degli spazi vuoti è calcolato dalla formula:

P1 = H 1 (Pн - Ср), dove

Cp (kg / m3) - uguale alla temperatura media della densità dell'ambiente interno dell'aria.
H 1 (m) - distanza dal livello di pressioni uguali dell'ambiente esterno e interno ai lumen di alimentazione inferiori.

Al di sopra del livello delle pressioni uguali, al centro dei lumi di scarico superiori, si crea una sollecitazione in eccesso, che viene calcolata utilizzando la seguente formula:

P2 = H 2 (Pн - Mer)

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È questa pressione che contribuisce alla rimozione delle masse d'aria esterne. La tensione totale per il ricambio d'aria interna viene calcolata utilizzando la formula:

Pe = P1 + P2

L'aria fresca entra nell'edificio attraverso finestre aperte (prese d'aria) o valvole di alimentazione appositamente attrezzate nei telai delle strutture delle finestre. L'aria di scarico viene rimossa attraverso aperture di scarico attrezzate nella parte superiore delle pareti della cucina, bagno, wc. Inoltre, attraverso speciali pozzi di ventilazione, viene rimosso dalla casa.

Portata d'aria

Conoscendo il rapporto dell'aria, puoi facilmente calcolare la velocità dell'aria con ventilazione naturale. Per prima cosa è necessario calcolare l'area della sezione trasversale dei condotti.

S = R 2 * Pi, dove

R è il raggio della sezione del condotto dell'aria attrezzata nella stanza.
Pi è una costante 3.14.

I condotti dell'aria dovrebbero essere di una certa forma e dimensione. Nota la sezione del condotto dell'aria, il diametro del condotto necessario per l'ambiente può essere calcolato utilizzando la seguente formula:

D = 1000 * √ (4 * S / Pi), dove

S è l'area della sezione trasversale dei condotti dell'aria attrezzati nell'abitazione.
Pi è un valore matematico costante di 3,14.

Se i condotti dell'aria sono realizzati in una forma rettangolare, al posto del diametro viene calcolata l'area della sezione trasversale del condotto richiesto. Per fare ciò, moltiplica la larghezza e la lunghezza del canale d'aria. La dimensione della larghezza alla dimensione della lunghezza dovrebbe corrispondere in un rapporto di 1: 3.

La dimensione minima di un canale rettangolare è 10x15 cm, la massima è 2x2 m. Tali strutture sono ergonomiche, più facili da installare, aderiscono più strettamente alle superfici delle pareti e sono facilmente mascherate sul soffitto.

Parametri del condotto dell'aria

Nel processo di creazione di uno schema di ventilazione naturale di tipo a canale, viene determinata una sezione attiva dei condotti dell'aria, attraverso la quale passerà un volume d'aria sufficiente per creare una controazione alla tensione di progetto. Per il percorso più lungo della rete, i costi di pressione nei condotti dell'aria sono determinati come somma di tali sollecitazioni in tutte le sezioni del condotto. In ciascuna di queste sezioni, i costi di stress sono costituiti dai costi di attrito e resistenza, possono essere espressi dalla formula:

p = Rl + Z, dove

R (Pa / m) - perdita specifica dovuta all'attrito delle masse d'aria contro la superficie del canale.
l (m) - la lunghezza della sezione calcolata del condotto.
Z - costi nelle aree di resistenza.

L'area della sezione trasversale attiva del condotto richiesto viene calcolata dalla formula:

F = L / (3600V), dove

L (m3 / h) - consumo d'aria.
V (m / s) - velocità di movimento lungo il condotto del flusso d'aria.

Le aree della sezione trasversale attiva dei condotti di ventilazione sono calcolate per la velocità del flusso d'aria specificata. Per questo, vengono utilizzati nomogrammi speciali o dati di progettazione già pronti vengono presi da calcoli tabulari.

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Selezione dei condotti dell'aria

Per i condotti d'aria rettangolari di ventilazione naturale, si seleziona un diametro equivalente ad un condotto d'aria arrotondato, secondo la seguente formula:

dЭ = 2 * a * b / (a + b), dove

aeb (m) sono le lunghezze dei lati del condotto dell'aria.

Se vengono utilizzati prodotti in metallo, i loro costi di attrito vengono modificati. Il parametro principale è preso dal nomogramma per condotti d'aria in acciaio e moltiplicato per un fattore:

k = 1,1 - utilizzato per i canali di cemento-gesso.
k = 1,15 - utilizzato per i prodotti in calcestruzzo di scorie.
k = 1,3 - utilizzato per condotti d'aria in mattoni.

L'eccesso di pressione per superare la resistenza in diverse sezioni del canale dell'aria è calcolata dalla formula:

Z = v2 / 2, dove

Z è la somma dei coefficienti di resistenza lungo l'intera lunghezza della sezione del canale.
v2 / 2 - stress dinamico standard.

Per formare il concetto di ventilazione naturale, si consiglia di evitare le curve di torsione dei canali, un gran numero di valvole e saracinesche. Questo creerà ulteriore resistenza. Di norma, il 91% di tutte le perdite per superare la resistenza si trova in tali aree.

La ventilazione naturale è caratterizzata da un piccolo raggio di influenza, prestazioni medie in ambienti con un piccolo surplus di calore. Questo è il principale svantaggio del sistema. E i principali vantaggi includono il basso costo di costruzione e ulteriore manutenzione e facilità di installazione.