Cálculo de um exaustor: como calcular a potência de um exaustor

O ambiente da casa está mais ou menos protegido da rua empoeirada e poluída, mas indefeso contra os poluentes atmosféricos produzidos pela cozinha.Concordo que uma janela aberta durante o cozimento é extremamente rara.

É necessário um exaustor sobre o fogão e um duto de ventilação com saída “externa”, mas primeiro calcule o exaustor da cozinha para selecionar equipamentos com potência adequada. Mas como fazer isso sem envolver especialistas?

Tentaremos aconselhá-lo - este material discute detalhadamente o procedimento para realizar o cálculo, fornece fórmulas e exemplos específicos de cálculos. Também estão incluídas fotos visuais e dicas úteis em vídeo sobre como escolher e instalar exaustores.

Seguindo as recomendações, você pode calcular de forma independente a potência necessária do dispositivo de exaustão, que removerá imediata e completamente o ar de exaustão.

Qual a diferença entre um exaustor e ventilação?

Nos apartamentos modernos, acima do fogão da cozinha existe um exaustor, mais conhecido como capuz. Muitos proprietários estão convencidos de que este coletor de ar é responsável pela ventilação da cozinha.

Portanto, com a consciência tranquila, conduzem o tubo do duto de ventilação do exaustor até o orifício de ventilação, projetado e construído pelos projetistas do edifício alto.

O que acontece se a ventilação padrão da cozinha for bloqueada por um duto de ar de um exaustor? A intensidade da troca de ar no apartamento diminuirá drasticamente.

Os instaladores de exaustores e vendedores de guarda-sóis geralmente afirmam o contrário. Dirão: este equipamento vai melhorar significativamente a qualidade do ar fornecido em casa, porque possui uma potente unidade de ventilação.

No entanto, a potência de uma coifa não tem nada a ver com ventilação. A razão é que a troca de ar nos apartamentos da maioria dos edifícios residenciais, especialmente aqueles construídos antes de 2000, foi projetada com a expectativa de fornecimento e ventilação de exaustão.

O princípio da troca de ar em um edifício de vários andares é baseado em fontes de fornecimento de ar (janelas, respiradouros, etc.) e dutos de exaustão (Fig. à esquerda). Estes últimos são exibidos verticalmente em todos os andares do edifício. O exaustor pode ser ligado à conduta (foto à direita) ou não ligado

O ar da rua entrava pelas frestas dos caixilhos das janelas e da porta da frente. E os canais ventilação na cozinha, no banheiro e no vaso sanitário foram usados ​​para remover o ar “velho”. Ao que parece – o que há de errado?

O exaustor da cozinha serve para extrair o ar. Então, por que você não pode “enfiar” nele um duto de ar de um exaustor? É tudo uma questão de desempenho aéreo.

Um exaustor não conectado ao sistema de ventilação geral da casa descarrega o ar contaminado através de um orifício de ventilação separado ou funciona como recuperador sem a função de remover massas de ar

Os dutos de ar em prédios residenciais são projetados para uma determinada carga. Em geral, o rendimento de qualquer comunicação é cuidadosamente calculado na fase de projeto.

E em condições ideais (paredes limpas do duto de ventilação, sem interferência na entrada ou saída, etc.), o desempenho da ventilação natural em um apartamento alto será de 160-180 m³/h.

Você também pode estar interessado em informações sobre a velocidade padrão do ar em dutos de ar, revisadas Neste artigo.

Características do exaustor

Os modelos de exaustores têm uma potência significativamente maior - 200-1100 m³/h.Essa energia é necessária para atrair poluentes voláteis gerados durante o cozimento para o duto de ar.

No entanto, os vendedores de exaustores apresentam uma razão diferente para escolher a potência de um exaustor - a necessidade de trocas frequentes de ar na cozinha.

A conduta do exaustor instalada por cima do fogão não é responsável pela troca de ar da cozinha. Este dispositivo remove apenas produtos de cozinha voláteis. Legenda: A - retirada dos produtos da combustão do fogão, B e C - sentido do movimento do ar durante a troca de ar

Os padrões de ventilação mecânica, na verdade, determinam mudanças de ar de 10 a 12 vezes no volume da sala atendida (SNiP 41-01-2003).

Mas o exaustor localizado acima do fogão não desempenha a função de “ventilação ambiente” porque não é capaz.

O ar que precisa de renovação (substituição) acumula-se próximo ao teto. O exaustor não consegue sugá-lo para o duto de ventilação - sua tomada não está alta o suficiente. E o fluxo de ar durante a ejeção e injeção se comporta de maneira diferente.

A instalação eletromecânica aspira ar a uma distância que não excede o diâmetro da tomada de sucção. Aqueles. com uma largura de capô de 400 mm, o ar localizado a não mais de 400 mm do soquete será aspirado para dentro dele.

Enquanto isso, o fluxo de ar é liberado por uma distância superior a 15 diâmetros da abertura de exaustão.

Um exemplo simples de “casa”: um ventilador doméstico ligado. Na parte traseira, o movimento do ar é quase imperceptível, mas na parte frontal há um poderoso fluxo de ar. Aliás, o aspirador só funciona para aspirar o pó a uma distância mínima do carpete.

A única forma eficaz de remover produtos de cozinha voláteis é através de uma conduta de ventilação independente. Caso contrário, os odores permanecerão na casa

O exaustor sobre o fogão realiza a única tarefa - retirar o ar que chega da superfície da placa.

É claro que, em troca do ar bombeado, outra porção dele fluirá para o fogão a partir de uma janela, de uma porta aberta para o próximo cômodo, etc. Mas não ocorrerá uma mudança completa no volume de ar na cozinha.

Se os odores da cozinha subirem até ao teto, não participarão na mistura e serão difíceis de remover.

Por este motivo, as instruções para exaustores contêm as seguintes condições colocação do capô e trabalho: 600 mm do fogão elétrico; 750 mm do fogão a gás; Não permita fluxos de ar (correntes de ar) durante o funcionamento do exaustor, caso contrário os odores se espalharão por todo o ambiente.

O exaustor não proporciona troca de ar na cozinha. Na hora de escolher o modelo, não importa o volume de ar da sala. A relação entre o tamanho da cozinha e a potência do exaustor foi inventada pelos vendedores de salões de eletrodomésticos para cozinha.

Como calcular a potência de exaustão necessária? Claro, com base no desempenho do fogão.

Ao realizar os cálculos para a seleção de um exaustor, os seguintes fatores devem ser levados em consideração:

O procedimento para calcular o exaustor

Para calcular o desempenho necessário do exaustor, é necessário conhecer os parâmetros da estufa.

No cálculo a seguir apresentado a título de exemplo, foram utilizadas as características de um fogão a gás do fabricante esloveno Gorenje (modelo GI633E35WKB). Observe que a marca e o modelo do fogão foram escolhidos arbitrariamente.

Você também pode encontrar informações sobre como pendure o capô sobre o fogão a gás, discutido em nosso outro artigo.

O exaustor não é capaz de realizar nenhuma mudança de ar 10 vezes maior na cozinha. Para calcular a sua potência é necessário conhecer a potência térmica e as dimensões do recuperador

Os cálculos abaixo foram realizados de acordo com o método RNP "ABOK" 7.3-2007. Apesar da finalidade “industrial” deste método (ventilação de estabelecimentos de restauração quente), as suas fórmulas podem ser utilizadas para calcular os parâmetros de um exaustor doméstico.

Ao cozinhar os alimentos, o fogão gera calor que precisa ser recuperado (esgotado). O calor gerado pela estufa cria correntes de ar de convecção acima dela, o que simplifica o funcionamento do exaustor. Mas é impossível eliminar completamente a poluição do ar que surge acima do fogão contando apenas com a convecção.

Etapa #1 - cálculo da potência térmica total

Partículas voláteis geradas durante o cozimento são entregues ao exaustor ou painel por fluxo de ar de convecção. É o calor desenvolvido pelos queimadores que fornece os volumes de ar para eliminação. Portanto, é necessário calcular sua potência térmica total.

Para determiná-lo, a fórmula é usada:

P_T=q₁+q₂+q₃+q₄,

Aqui q – potência térmica nominal de um queimador, kW.

O modelo de fogão em questão possui quatro queimadores a gás na superfície, devendo ser somadas suas potências térmicas.

Nós contamos: P_T=1,9+1,9+1,0+3,5=8,3 kW. O valor de saída de calor resultante é válido ao cozinhar em todos os queimadores simultaneamente, o que é raro.

A potência de um exaustor depende diretamente dos parâmetros térmicos do fogão. São os queimadores que formam o fluxo de convecção que requer exaustão. Legenda: Lo - fluxo de ar, A/B - largura e profundidade da laje, h - altura da laje, Z - altura da laje à coifa, Qk - potência térmica total do fluxo convectivo

Em princípio, é possível levar em consideração a emissão de calor de apenas três queimadores com maior potência térmica. Mas vamos deixar assim, só por precaução.

Para calcular a potência do exaustor é necessário determinar o fluxo de ar (eu_ó) de acordo com os parâmetros do fogão de cozinha. No entanto, a fórmula do fluxo de ar requer o cálculo de parâmetros intermediários - o diâmetro hidráulico da superfície da laje (D), fluxo de ar no fluxo convectivo (eu_ki) e vazão volumétrica de produtos de combustão (eu_ri).

Também no processo de cálculo são utilizados coeficientes desenvolvidos por especialistas da NP “ABOC”. Os valores dos coeficientes foram selecionados de acordo com parâmetros adequados para fogões domésticos.

Etapa #2 - cálculo do diâmetro hidráulico e vazão

Vamos começar a calcular o diâmetro hidráulico e o fluxo de ar convectivo. O primeiro parâmetro é determinado pela fórmula:

D=2*A*B/(A+B),

Onde:

• A – largura do fogão de cozinha, m;
• B – comprimento do fogão de cozinha, m.

Substituímos a largura e o comprimento do modelo de fogão a gás selecionado para o cálculo aproximado: D=2*0,6*0,6/(0,6+0,6)=0,6 m.

Entre outras coisas, a escolha da potência do exaustor está relacionada à próxima localização do dispositivo. Quanto mais espaço livre ao redor do guarda-chuva, mais potente deve ser o capô. Para um dispositivo localizado em um canto, é introduzido um fator de correção de 0,8, para um sistema “ilha” 1,1

Para determinar o volume do fluxo convectivo, é necessário primeiro descobrir a parcela da liberação de calor convectivo de nossa laje. É calculado usando a fórmula:

P_k=Q_T*K_EU*K_K,

Onde:

• P_T – potência de placa determinada acima, kW;
• K_EU – a percentagem de calor sensível gerado pela energia térmica dos equipamentos de cozinha. Para um fogão doméstico o valor considerado é de 250 W/kW;
• K_K – a proporção da libertação de calor convectivo em relação à libertação de calor sensível do equipamento de cozinha. O valor aceito é 0,5.

Substituímos os dados numéricos na fórmula e calculamos: P_k=8,3*250*0,5=1037,5W. Vamos prosseguir e começar a calcular o fluxo de ar convectivo.

A fórmula é a seguinte:

eu_ki=k*Q_k^1/3*(z+1,7*D)^5/3*r,

Onde:

• k – coeficiente obtido experimentalmente por especialistas do NP “ABOK”. É considerado igual a 5·10^-3;
• P_k – a parcela de liberação de calor convectiva da laje calculada acima, W;
• z – distância da superfície do recuperador ao exaustor, M. A distância vertical mínima do exaustor ao fogão a gás é de 0,75 m;
• D – diâmetro hidráulico da superfície do ladrilho, M. A fórmula para seu cálculo e um exemplo de cálculo são apresentados acima;
• R – fator de correção, cujo valor depende das condições de colocação do exaustor (ver tabela imagem acima). No nosso exemplo, será selecionada a posição do exaustor “junto à parede”, com um valor de coeficiente de 0,75 (devido à “proximidade” condicional dos móveis de gabinete ao lado, que normalmente é para cozinhas).

Determinamos a vazão convectiva substituindo dados numéricos na fórmula:

eu_ki=5·10^-3*1037,5^1/3*(0,75+1,7*0,6)^5/3*0,75= 0,061m³/Com

Como mostram os resultados dos cálculos, o fluxo de ar resultante da convecção sobre a estufa é bastante intenso. Levando esses dados em consideração, você poderá escolher a potência correta da unidade de exaustão.

Etapa #3 - cálculo da potência do exaustor

O fogão elétrico não emite produtos de combustão durante o cozimento, pois Os queimadores são aquecidos sem combustão aberta - graças aos aquecedores. Mas os queimadores a gás produzem produtos de combustão e o exaustor terá que removê-los.

Fórmula para calcular a vazão volumétrica para produtos de combustão de metano:

eu_ri=3,75*10^-7*Q_T,

Aqui P_T – potência instalada do fogão de cozinha, kW. Este parâmetro foi encontrado anteriormente por nós.

Inserimos seus dados na fórmula e obtemos: eu_ri=3,75*10^-7*8,3= 3,1125*10^-6.

Fica claro pelo exemplo que a vazão volumétrica dos produtos de combustão de um fogão a gás doméstico é pequena. Portanto, ao determinar os parâmetros de um exaustor, é permitido negligenciá-los.

As bordas da coifa devem ultrapassar ligeiramente os limites da laje, A é a largura da coifa, B é a profundidade da coifa. Uma saliência de 100 mm é suficiente para evitar que o fluxo convectivo do recuperador se misture com a atmosfera da casa

Então, é hora de calcular o fluxo de ar do nosso fogão. Este é o parâmetro determinante na escolha de um exaustor.

A fórmula para calculá-lo:

eu_ó=L_ki+L_ri,

Onde:

• eu_ki – valor do fluxo de ar do fluxo convectivo que sobe acima da laje, m³/Com;
• eu_ri – dados sobre a vazão volumétrica dos produtos da combustão do gás natural nos queimadores do fogão, m³/Com.

Resta inserir os dados e calcular a vazão de ar necessária, arredondando o resultado para três casas decimais: eu_ó=0,061+3,1125*10^-6=0,061m³/Com. Encontramos o fluxo de ar em metros cúbicos por segundo, mas para selecionar o modelo de exaustor precisamos de metros cúbicos por hora (L).

Para traduzir m³/s para m³/h, multiplique o fluxo de ar resultante (L_ó) pelo número de segundos em uma hora e pelo diâmetro hidráulico da placa (D)/L=0,061*3600*0,6=131,76 m³/h.

Assim, a potência máxima suficiente do exaustor para o modelo de fogão a gás Gorenje mostrado no exemplo, arredondado “em reserva”, será de 150 m³/h. Simplesmente não é necessária maior potência – um desperdício de eletricidade.

Por que um capô poderoso não “puxa”?

Primeiramente, você deve verificar o estado do duto de ventilação no próprio dispositivo de exaustão, remover e lavar (ou substituir) os filtros - gordinho e talvez carvão, que depende do modelo do exaustor. Os melhores métodos para limpar a gordura de um exaustor são revisados Neste artigo.

Você também precisa se certificar de que a unidade de ventilação está funcionando bem e que há fonte de alimentação para ela.

O funcionamento do exaustor também pode ser dificultado por correntes de ar que interferem no movimento vertical do fluxo de ar de convecção proveniente da estufa. Se o problema de exaustor “fraco” não for detectado, a sua origem está localizada fora da cozinha.

O desempenho do exaustor depende da secção transversal da conduta de ventilação por onde passam os fumos da estufa. E os proprietários muitas vezes instalam um capô excessivamente potente ou atribuem a ele um modo de operação exagerado.

Os proprietários de imóveis residenciais seguem uma lógica simples - quanto mais forte o ventilador puxar, melhor será a remoção dos contaminantes voláteis do fogão.

Isso não é verdade. O desempenho e a operabilidade do sistema de exaustor dependem diretamente das características de rendimento do duto de ventilação.

A saída da conduta de ventilação do exaustor para a fachada do edifício garantirá a segurança da tiragem na conduta de ventilação. É necessária a instalação de uma válvula de retenção e tampa da grelha.

Por exemplo, um duto de ventilação para troca de ar de insuflação e exaustão localizado na parede de uma casa tem mais de 150 m³/h de ar que não consegue remover.

Em primeiro lugar, a secção transversal de tais condutas de ventilação não excede 130-140 mm, o que não é suficiente para a ventilação mecânica. Em segundo lugar, a ventilação padrão dos dutos em edifícios altos é longa e contém múltiplas irregularidades.

As instruções da unidade de ventilação geralmente contêm um diagrama que mostra a relação entre a pressão no duto de ventilação e o desempenho. Um aumento na pressão causa uma diminuição no desempenho do exaustor.

Os dutos de ventilação das casas são montados de maneira desajeitada: paredes irregulares; gotas de solução; estreitamento devido a blocos deslocados; muitas voltas. Ou mesmo completamente - o duto de ventilação pode estar entupido. Em tal situação, sem a limpeza é indispensável.

As tentativas de aumentar o desempenho de um exaustor conectado ao duto de ventilação da casa têm o efeito oposto.

Quanto mais forte o fluxo de ar, mais intensamente ele é prejudicado por defeitos na seção transversal do duto de ventilação. E se o ar bombeado ativamente não consegue avançar, ele se move para trás.

Um exemplo simples é uma bola de futebol. Quanto mais ar você bombeia nessa bola, mais difícil será operar a bomba. O obstáculo passa a ser a pressão - tem muito ar, ele tende a voltar pelo tubo, empurrando a alavanca da bomba para fora.

A situação é semelhante com um exaustor de alta potência - quanto mais intenso o ar é fornecido, mais seu funcionamento fica bloqueado.

Além de selecionar corretamente um exaustor em função da potência, é importante escolher o local ideal para a sua instalação.

O duto de ventilação ideal para um exaustor é curto, com o mínimo de curvas. Portanto, é necessário retirar o ar da estufa não através do duto de alimentação e exaustão, mas sim através de um feito especificamente para o exaustor.

Um furo na parede da fachada, um duto de ar rígido ou flexível (de preferência redondo), válvula de retenção e uma entrada de ar treliçada na saída do canal. É assim que você deve equipar um exaustor.

Mais detalhes sobre o arranjo válvula de escape através da parede olhamos para a rua em nosso outro artigo.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Potência, marca, design e princípio de colocação do exaustor – os vendedores de showrooms de eletrodomésticos falam de forma colorida sobre tudo isso.

No vídeo abaixo você conhecerá as nuances de escolha que não são mencionadas pela equipe de vendas. Os modelos de capô se diferenciam não pelo design, mas pela qualidade de montagem e configuração:

No vídeo a seguir, artesãos perfuram uma parede em um prédio alto para fazer um duto de exaustão.O trabalho é realizado com ferramentas profissionais com rapidez e precisão.

Na abertura preparada é montada uma conduta de ventilação, que será ligada ao exaustor após terminar a cozinha:

A maioria dos vídeos sobre exaustores para uso doméstico contém informações promocionais ou simplificadas de sua escolha. Além disso, o procedimento para calcular a potência não é fornecido em lugar nenhum - trata-se de “volumes de cozinha” e “atualizações 10 vezes maiores da atmosfera”.

Temos certeza de que Só existe uma maneira de equilibrar a atmosfera doméstica - com o cálculo correto do equipamento de purificação do ar.

O exaustor da sua cozinha faz um ótimo trabalho na remoção do ar residual? Compartilhe sua experiência no cálculo de potência. Ou talvez você tenha usado um método mais simples em vez de fórmulas e cálculos complexos? Conte-nos sobre isso - deixe seus comentários no bloco abaixo.