Estudo de projeto de duto de ar

Indicações sobre como são projetados os dutos de ar para sistemas de ventilação

O estudo e projeto de dutos de ar para condicionamento representam uma fase crítica e essencial no projeto de sistemas de ventilação e HVAC (Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado) eficazes e eficientes. Nunca é demais sublinhar a importância de um guia que forneça instruções detalhadas sobre como conduzir este processo.

Primeiro, o projeto adequado dos dutos é essencial para garantir que um edifício ou instalação seja adequadamente abastecido com ar fresco e que o ar condicionado seja distribuído uniformemente. Um guia que explica detalhadamente como realizar um estudo preliminar preciso e um projeto das condutas de ar permite aos engenheiros e arquitetos dimensionar corretamente os sistemas, evitando o sobredimensionamento ou subdimensionamento que pode levar ao desperdício de energia e custos adicionais.

Projeto adequado

Além disso, o projeto adequado dos dutos de ar é crucial para o conforto térmico e a qualidade do ar interno. Dutos mal projetados ou mal posicionados podem causar dispersões de temperatura e fluxos de ar irregulares, gerando condições desconfortáveis para os ocupantes também devido a ruídos incômodos. Orientações detalhadas podem ajudar a minimizar esses problemas, garantindo que o ar seja distribuído de forma consistente e que os níveis de conforto térmico sejam ideais.

Ponto de vista energético

Do ponto de vista energético, a eficiência de um sistema HVAC está diretamente relacionada ao projeto do duto. Canais e dutos bem projetados reduzem a queda de pressão e permitem uma distribuição de ar mais eficiente, reduzindo assim o consumo de energia e os custos operacionais a longo prazo. Isto é particularmente importante no contexto atual de crescente atenção à sustentabilidade ambiental e à eficiência energética.

Finalmente, o design adequado do duto de ar ajuda a garantir a qualidade ideal do ar interno. Isto é essencial para a saúde e o bem-estar dos ocupantes, pois a má circulação do ar pode levar à acumulação de poluentes e alergénios, com possíveis consequências para a saúde respiratória.

Concluindo, um guia detalhado sobre como realizar o estudo e projeto de dutos de ar condicionado é essencial para o correto projeto e funcionamento eficaz dos sistemas HVAC. Este guia, criado por Itieffe, oferece uma base sólida para garantir a eficiência energética, o conforto, a qualidade do ar interior e a poupança a longo prazo, ajudando assim a criar ambientes mais saudáveis, sustentáveis e confortáveis.

Estudo de projeto de duto de ar

ESTUDO E PROJETO DE DUTOS DE AR

Para o cálculo de um sistema de ventilação que requer dutos de ar, é necessário seguir um procedimento ordenado que pode ser esquematizado como segue.

1) Um estudo cuidadoso da planta e do edifício em si. a fim de projetar a planta mais conveniente. evitando, tanto quanto possível, todos os obstáculos e garantindo todo o acesso necessário às suas partes componentes. Ao mesmo tempo, certifique-se de que o projeto é simples e inclui curvas amplas e variações graduais de seção.

2) Uma localização das saídas dos dutos, de modo a garantir a distribuição adequada do ar na sala a ser ventilada.

3) Determine o tamanho das saídas com base no volume de ar necessário. seu número e a velocidade permitida. para obter o lançamento desejado. não esquecer. entretanto, à medida que a velocidade aumenta, o ruído também aumenta e certifique-se de que todas as aberturas tenham uma superfície livre adequada.

4) Calcule as dimensões de todos os dutos e ramais principais usando um dos dois métodos a seguir:

a) método baseado em velocidade: pré-configurando a velocidade do ar nos diferentes pontos do circuito partindo de seu valor máximo na tubulação principal até seu mínimo na saída para o ambiente
b) método baseado na resistência igual: a conduta é proporcionada de forma a obter uma perda igual de pressão por atrito por unidade de desenvolvimento da conduta.

VELOCIDADE DO AR NOS DUTOS

localização	edifícios civis m / s	ambientes industriais m / s
Ele respirou ar fresco	4 – 5	6 – 8
Duto principal conectado ao ventilador	4 – 5	6 – 12
Ramos do duto	2 – 5	3 – 6
Ramos verticais	1,5 – 3	2 – 4
Ventiladores, grades, etc.	0,5 – 2	1 – 5

Em ambientes industriais, velocidades de ar mais altas são permitidas, porque o ruído resultante é um fator desprezível.

Uma consideração semelhante pode ser feita para outros ambientes específicos. Normalmente, a distribuição do ar do ventilador para as saídas é realizada, primeiro com um coletor principal e depois com ramificações únicas, ao invés de mais dutos pertencentes ao ventilador separadamente, e isso por razões óbvias de economia no custo do plantar.

MÉTODO BASEADO EM VELOCIDADE

Este método, para estabelecer as dimensões dos dutos de ar, envolve a escolha arbitrária das velocidades nas diferentes seções do sistema, partindo, como mencionado, das maiores velocidades próximas ao ventilador para chegar, com reduções progressivas, em abaixe nos diversos ramais e, portanto, nas grades ou respiros que introduzem o ar no ambiente a ser ventilado.

Exemplo 1

A Figura 1 ilustra um sistema simples, projetado para um ambiente civil, equipado com seis entradas de ar de 850 m³/ h cada em pontos EE, FF, GG.

A planta, portanto, será calculada para uma taxa de fluxo ar total de 6 x 850 = 5.100 m³/ H.

O duto principal é dado pelas seções ABC D.

Seção AB do duto principal

Esta seção carrega 5.100 m³/ he assumindo que o ruído é um fator desprezível, a velocidade neste tronco pode ser 5 m / s.

Superfície da seção AB

Seção BC do duto principal

Aqui o fator de ruído torna-se mais importante e é bom adotar uma velocidade de 4 m / s. Esta seção carrega 5.100 m³/ h, menos o ar derivado dos dois braços BG, ou seja, 5.100 - 1.700 = 3.400 m³/ H.

Superfície da seção BG

Seção de CD do duto principal

Como este trecho do duto principal fica afastado do ventilador e alimenta apenas os dois braços DE. a velocidade apropriada e 2,5 m / s.

Esta seção carrega 5.100 m³/ h menos o ar derivado nos quatro braços BG e CF, ou seja, 5.100 - (1700 - 1.700) = 1.700 m³/ H.

Superfície da seção do CD

Derivação DE

Uma vez que existe apenas uma saída E em cada ramal, as duas seções do duto terão as mesmas dimensões e assumindo que a velocidade mais adequada é 2 m / s para um intervalo de 850 m³/ h teremos:

Superfície da seção DE

Agora, conhecendo as áreas das secções das condutas, podem ser estabelecidas as dimensões reais, tendo em conta que para facilidade de construção é aconselhável variar apenas uma das duas dimensões em correspondência com cada variação da secção.

No exemplo considerado, as dimensões adequadas podem ser:

AB = 810 X 350mm = 0,283m²

BC = 675 X 350mm = 0,236m²

CD = 675 X 280mm = 0,189m²

DE = 425 X 280 mm = 0,119 m²

MÉTODO COM BASE NA IGUAL RESISTÊNCIA

Este método, para estabelecer as dimensões dos dutos de ar, é provavelmente melhor do que o método anterior; visa garantir uma boa distribuição especialmente nas plantas que têm um desenvolvimento considerável em comprimento.

Com ele, aliás, não é necessário, pelo menos até certo ponto, uma certa experiência para determinar as velocidades mais adequadas nas diferentes partes da planta; apenas uma velocidade deve ser estabelecida a priori: a da última seção do sistema.

Uma vez fixadas as dimensões desta seção, as demais velocidades são calculadas de forma a ter a mesma queda de pressão por unidade de comprimento do duto.

O diagrama da Figura 4. dá a perda de pressão em mm cda [ou kg / m²) para dutos circulares de diferentes tamanhos e transportando as quantidades de ar indicadas; é possível fazer a leitura da queda de pressão para um determinado trecho e, portanto, as dimensões dos demais trechos do duto podem ser estabelecidas pela leitura do diâmetro correspondente a mesma queda de pressão com base na respectiva vazão de ar.

Com base na tabela 1. também é possível obter os diâmetros dos dutos circulares equivalentes, conhecendo as dimensões das laterais dos dutos retangulares e vice-versa.

Exemplo 2

Partindo da conduta DE, considerada no exemplo já referido, e assumindo uma velocidade de 2 m / s:

tamanho do duto:

Diâmetro do duto circular equivalente = 0,388 m.

A partir do diagrama da figura 4, a queda de pressão para 1 m de duto é igual a 0,013 mm cda

O conduíte de CD carrega 1700 m³/ h, a queda de pressão para um comprimento de 1 m é 0,013 mm cda

Diâmetro do duto circular equivalente = 500 mm.

O duto BC carrega 3.400 m³/ h, a queda de pressão para 1 m é sempre 0,013 mm cda

Diâmetro do duto circular equivalente = 650 mm.

O duto AB carrega 5.100 m³/ h, a queda de pressão para I in é sempre 0,013 mm cda

Diâmetro do duto circular equivalente = 770 mm.

Estabelecemos assim as dimensões dos canais, partindo do princípio que são constituídos por condutas de secção circular. Para obter os dutos retangulares correspondentes, a tabela l pode ser usada adotando as seguintes proporções.

Conduzido	Ø mm	Duto retangular equivalente aproximado
DEØ	388	400 320 X
CDØ	500	680 320 X
a.C.Ø	650	680 520 X
ABØ	770	960 520 X

Deve-se notar que este método simplesmente estabelece as dimensões dos dutos do sistema; Disto não se segue automaticamente que cada bico tenha a quantidade exata de ar pré-estabelecida.

As saídas mais próximas do ventilador podem dar um pouco mais de ar do que as localizadas nas extremidades do sistema.

Nesse sentido, um projeto mais preciso do sistema envolveria longos cálculos e, com toda probabilidade, dimensões fracionárias dos dutos.

Nos casos em que a distribuição exata do ar é essencial, é completamente normal usar amortecedores que permitem ajustar as taxas de fluxo nos ramos individuais.

Finalmente, é necessário ter muito cuidado nas curvas de dimensionamento, mudanças de seção, na avaliação de obstáculos, etc., a fim de manter a queda de pressão no sistema o mais baixa possível e obter economia de energia na operação do ventilador.

A Figura 3. dá alguns exemplos de elementos que compõem os sistemas de ventilação em suas situações possíveis.

CONVERSÃO DE PRESSÃO DINÂMICA EM PRESSÃO ESTÁTICA

Em muitos casos, o ventilador escolhido para uma determinada rede de dutos é um pequeno ventilador com alta velocidade de rotação e alta velocidade de entrega de ar.

Isso resulta em alta pressão dinâmica e, portanto, alta energia cinética.

Nestes casos, é aconselhável que essa energia seja reutilizada para aumentar o desempenho do ventilador ao invés de permitir que ela se dissipe.

Isso pode ser conseguido se, antes da descarga de ar final, a velocidade do próprio ar for convenientemente reduzida com um mínimo de perda, até que a pressão dinâmica seja razoavelmente baixa.

A energia assim recuperada aumenta a pressão estática desenvolvida pelo ventilador.

Na prática, isso é feito por meio de um duto divergente, denominado difusor, que possui um diâmetro final em função da velocidade de descarga desejada.

O ângulo de divergência é importante; as possibilidades de recuperação da energia cinética dependem disso, mas o espaço ocupado e o custo do próprio difusor não devem ser desprezados.

Em geral, pode-se dizer que em uma caixa acústica o ângulo total de divergência não deve ultrapassar 10 ° para obter uma boa recuperação, ao passo que é totalmente inútil se sua abertura for de 60 ° ou mais.

O diagrama da figura 5 indica as proporções e dimensões ideais, para difusores colocados na saída de um ventilador, correspondendo a diferentes percentagens de recuperação da pressão dinâmica do ventilador.

O mesmo princípio pode ser aplicado quando o ventilador não descarrega com a boca livre, mas alimenta uma rede de dutos, com a diferença de que a pressão dinâmica do ar em movimento não se perde na extremidade do difusor, mas é mantida no duto que o segue. .

Conseqüentemente, qualquer recuperação da pressão estática é devido à diferença na pressão dinâmica nas duas extremidades do próprio difusor.

A Figura 6. indica o percentual de recuperação da pressão estática no difusor com base na diferença de pressão dinâmica em cada uma de suas extremidades, quando não há vazamentos no escapamento.

Exemplo 3

Um sistema com ar canalizado é: previsto para o transporte de 8.500 m³/ h a uma pressão estática de 18 mm cda. Você deseja usar um ventilador axial com pás com perfil de asa de cerca de 480 mm de diâmetro com:

um alcance de 8.500 m³/ h, uma pressão estática de 13 mm cda e uma pressão total de 23 mm cda. Quais são as dimensões do difusor necessárias para obter a pressão estática desejada de 18 mm cda?

Pressão dinâmica = pressão total - pressão estática: 23 - 13 = 10 mm cda

Recuperação de pressão estática desejada = 18 - 13 = 5 mm.

Se o ventilador estiver completamente a jusante do sistema, ou seja, ele descarrega com a boca livre, a porcentagem de recuperação necessária será: