Calcul de la ventilation: à peu près compliqué

Quel est le calcul aérodynamique de la ventilation? Généralement, quels paramètres sont calculés? Quelle est la complexité des formules à utiliser? Dans cet article, nous tenterons de donner les réponses les plus simples aux questions posées, en les accompagnant dans la mesure du possible avec des exemples.

Que calculer

Pour un appartement de ville ou un petit chalet typique, une solution typique est une ventilation par aspiration forcée avec un flux d’air naturel à travers des fenêtres, des portes ou des grilles de ventilation non pressurisées dans l’enveloppe du bâtiment.

Ce schéma présente plusieurs avantages par rapport aux alternatives:

• Le prix de tous les matériaux nécessaires à son installation est généralement compris entre 2 et 5 000 roubles. En substance, il ne faut acheter que quelques mètres du tuyau de ventilation avec des colliers, des séparateurs et des grilles, un ventilateur pour conduit et un déflecteur à parapluie pour protéger la sortie du tuyau des précipitations.

• L'installation d'un tel système n'est pas un exemple plus facile que l'air forcé et l'échappement. Déjà parce qu'un canal doit être installé, pas deux.
• Enfin, quel que soit le système à circulation naturelle, cela se compare avantageusement à la constance du flux d’air. La performance du circuit avec une impulsion naturelle est influencée par le delta de température avec la rue, la direction du vent et sa force. Ici, le débit est toujours avec l'erreur minimum égale à la performance des ventilateurs de canal que vous avez installés.

Remarque: si vous le souhaitez, personne ne se soucie d'ajuster ses révolutions de manière flexible, en réduisant ou en augmentant le taux d'échange d'air. L’instruction est ridiculement simple: il suffit d’ouvrir le circuit d’alimentation avec un variateur.

Bien évidemment, pour la ventilation par extraction forcée d'une petite pièce, seuls deux paramètres devront être calculés:

1. Flux d'air. Conformément à lui de choisir un ou plusieurs fans.
2. De plus, il est nécessaire de calculer la section du conduit de ventilation. Sa surestimation entraînera des coûts injustifiés et une détérioration de l’aspect de la pièce; une section basse limite le débit dans le canal de ventilation ou rend le flux d'air excessivement bruyant.

Dans les salles avec un volume interne important, un grand nombre de visiteurs ou des exigences de ventilation spécifiques, en raison du grand nombre de sources de pollution de l'air, la ventilation est à air forcé ou à air pulsé.

En même temps, le conduit d'admission ne fournit pas simplement de l'air frais provenant de la rue: il le distribue dans le volume de la pièce à travers le système de conduits et les réseaux de distribution, ce qui implique une certaine surpression. Il est également nécessaire de vaincre la résistance du conduit.

Non seulement cela: selon le SNiP actuel, la température de l'air soufflé dans les lieux publics ne devrait pas être inférieure à + 15 ° C. En été, l'afflux de surchauffe des rues ne contribuera évidemment pas non plus au confort. D'où l'utilisation répandue des centrales de traitement d'air avec appareils de chauffage et climatiseurs gainables.

Dans ce cas, le calcul des systèmes de ventilation inclura, outre ce qui précède, deux autres points:

1. Surpression créée par le ventilateur.
2. Puissance thermique d'un appareil de chauffage ou d'un climatiseur.

Alors commençons.

Flux d'air

En règle générale, la nécessité d'un échange d'air est calculée de deux manières avec la sélection ultérieure de la plus grande des valeurs.

Le calcul est possible:

• Selon la cylindrée de la salle, en tenant compte de sa fonctionnalité et de la présence de diverses sources de pollution atmosphérique.
• Par le nombre maximum de personnes qu'il contient.

Calcul en volume de la pièce

Dans ce cas, une formule simple de la forme L = NV est utilisée, où L représente le besoin de performances de ventilation, V le volume de la pièce et N le taux de renouvellement de l'air. À la valeur de L peuvent être ajoutées des valeurs fixes pour divers locaux techniques ou types d’équipements.

Nous donnons quelques valeurs de la fréquence d’échange d’air et du besoin d’air pour les appareils ménagers.

Comment utiliser ces valeurs?

Voici un exemple de calcul du système de ventilation pour un bureau de 150 m2 avec une hauteur de plafond de trois mètres, équipé d’une toilette avec trois toilettes.

1. Le volume total de la pièce est de 150 * 3 = 450 m3.
2. Avec une fréquence d'échange d'air égale à 1,5 et compte tenu de l'équipement de la latrine, le débit d'air estimé sera de 450 * 1,5 + 50 * 3 = 825 m3 / heure.

Calcul par le nombre de personnes

Les valeurs de base sont:

• 60 m3 / heure pour une personne éveillée engagée dans une activité vigoureuse;
• 40 m3 / heure pour une personne éveillée au repos;
• 30 m3 / heure pour une personne endormie.

Supposons qu'il y ait 15 personnes dans notre bureau en même temps. Comme il est peu probable qu'ils effectuent un travail physique pénible, on peut utiliser dans les calculs un débit d'air de 40 m3 / heure par personne. 40x15 = 600.

Etant donné que 825 mètres cubes par heure, obtenus par la première méthode, est supérieur à 600, c'est la première valeur qui sera utilisée comme base pour des calculs ultérieurs.

Cas particulier

Un article spécial est le calcul de la ventilation d'urgence. Sa fonction est de neutraliser l'excès de concentration maximale admissible de substances nocives lors de leur libération. Valeurs typiques du taux de renouvellement de l'air - 5-10.

Cependant: la valeur exacte de la multiplicité ne peut être indiquée que par les techniciens de l'entreprise, en tenant compte du contenu de l'émission possible et des concentrations maximales admissibles des substances concernées.

Section de conduit

Comment faire de vos propres mains le calcul des conduits de ventilation pour un flux d'air spécifique à travers eux?

La formule a la forme S = 2,778L / V.

En cela:

• S est l'aire de la section transversale du conduit en centimètres carrés.
• L - débit d'air en mètres cubes par heure.
• V-débit en mètres par seconde.
• 2 778 correspond au facteur d’appariement, ce qui permet d’obtenir le résultat en centimètres carrés sans recalcul supplémentaire.

La relation entre la vitesse d'écoulement et la section est inverse. En augmentant la vitesse, vous pouvez vous entendre avec un canal de ventilation plus petit. Cependant, à une vitesse supérieure à 4 m / s, l’air commence à faire un bruit bruyant. En pratique, pour les locaux habitables, le paramètre V est pris dans l’intervalle de 34 m / s.

À quoi ressemblera le calcul des conduits de ventilation pour notre bureau de 150 mètres?

1. La consommation d'air que nous avons déjà calculée: 825 m3 / heure.
2. La vitesse d'écoulement de l'air est égale au maximum 4 m / s.
3. La section minimale admissible du conduit sera donc égale à 2 778 * 825/4 = 572,9625 cm2.

Étant donné que les fabricants n'indiquent pas une surface en coupe mais un diamètre pour les conduits ronds et la taille des murs pour les conduites rectangulaires, nous devrons rappeler les formules pour la surface d'un cercle et d'un rectangle.

Rappel:

• L'aire d'un cercle est égale au produit du nombre pi et du carré du rayon.
• L'aire d'un rectangle est égale au produit de ses côtés.

Un simple calcul montrera que dans notre cas, le diamètre minimal d’un conduit circulaire sera de 27 cm (en tenant compte des dimensions réelles des tuyaux de ventilation - 280 mm). Un conduit rectangulaire peut avoir une taille, par exemple, 600x100 mm.

La pression

Le calcul aérodynamique exact du système de ventilation pour la pression de calcul générée par la centrale de traitement d'air est extrêmement compliqué.

Il devrait prendre en compte une très longue liste de facteurs:

• La longueur et le diamètre des canaux de ventilation.
• Matériel et rugosité de leurs murs.
• Le nombre et l'angle des virages.
• Transitions de diamètre.
• Filtres à résistance, appareils de chauffage et échangeurs de chaleur.

Il y a aussi une bonne nouvelle: même un excès significatif de la pression de calcul avec une performance fixe ne menace qu'un léger dépassement d'électricité.

C'est pourquoi le calcul est généralement effectué par une méthode simplifiée:

• 75 à 100 Pa suffisent pour la ventilation d'une pièce de 50 à 150 m2.
• 100-150 Pa - pour 150-350 m2.

Puissance thermique

Et pour le chauffage, et pour tout type de refroidisseur, il est calculé par la formule P = 0,336 * Dt * L.

En cela:

1. P est la valeur souhaitée de la puissance thermique en watts.
2. 0,336 W * h / m3 - capacité thermique de l'air.
3. Dt est le delta de température maximal entre la rue et le débit d'air fourni en degrés.

Rappel: la température minimale d’air soufflé dans une pièce habitable est de + 15 ° C, l’optimum est de +18.

1. L - débit d'air en mètres cubes par heure.

Ainsi, avec une température extérieure minimale de -38 ° C, une température de soufflage de + 18 ° C et une consommation de 825 m3 / heure, la puissance calculée de l'appareil de chauffage sera de 0,336 * (38 + 18) * 825 = 1 523,2 watts.

Conclusion

Nous espérons que les techniques et formules ci-dessus seront utiles au lecteur. La vidéo de cet article lui fournira des informations supplémentaires sur la manière dont le calcul de la ventilation peut être effectué dans différents cas.

Des succès!