La calculadora de capacidad de chimenea es una herramienta diseñada para determinar el flujo de aire o la capacidad de gases de escape de un sistema de chimenea. El tamaño adecuado de la chimenea garantiza una ventilación eficiente, lo que evita problemas como corrientes de aire invertidas, combustión ineficiente o calor Pérdida de calor. Calculando el caudal de la chimenea se puede evaluar si es capaz de absorber los gases de escape producidos por aparatos de calefacción o procesos industriales. La calculadora tiene en cuenta factores como el diseño de la chimenea, la altura, el área de la sección transversal y la diferencia de temperatura entre los gases calientes y el aire exterior.
Esta herramienta es vital para arquitectos, ingenieros de HVAC y propietarios de viviendas para garantizar una seguridad y eficiencia óptimas en las operaciones de chimenea.
Fórmula para calcular la capacidad de una chimenea
La fórmula utilizada para calcular la capacidad de la chimenea es:
Lugar:
- Tasa de flujo:El volumen de aire o flujo de gas, normalmente medido en m³/s o ft³/s.
- C:Constante de diseño que tiene en cuenta la eficiencia de la chimenea (los valores varían entre 0.6 y 0.8, dependiendo de la construcción y el material).
- Área:El área de la sección transversal de la chimenea, medida en m² o ft².
- Altura:La altura vertical de la chimenea, medida en metros (m) o pies (ft).
- ΔT:La diferencia de temperatura entre los gases de la chimenea y el aire exterior, medida en Kelvin (K).
Pasos para calcular la capacidad de la chimenea:
- Medir el área de la sección transversal de la chimenea (área):
- Utilice la fórmula del área de un círculo para chimeneas circulares:
Área = π × (Radio)² - Para chimeneas rectangulares:
Área = Longitud Mínima × Ancho
- Utilice la fórmula del área de un círculo para chimeneas circulares:
- Medir la altura de la chimenea (Altura):
- Determinar la distancia vertical desde la base hasta la salida de la chimenea.
- Medir la diferencia de temperatura (ΔT):
- Reste la temperatura del aire exterior de la temperatura del gas de la chimenea.
- Convierta a Kelvin si es necesario:
ΔT (K) = ΔT (°C) + 273.15
- Aplicar la fórmula:
- Sustituya los valores en la fórmula para calcular el caudal.
Términos generales y conversiones útiles
A continuación se muestra una tabla de términos y conversiones que se buscan con frecuencia cuando se trata de cálculos de chimeneas:
| Término | Descripción original | Valor típico/conversión |
|---|---|---|
| Tasa de flujo | Volumen de aire o gas que se mueve a través de la chimenea. | Varía (según las necesidades del sistema) |
| Eficiencia de la chimenea (C) | Depende del diseño y los materiales de la chimenea. | 0.6 a 0.8 |
| Área transversal de la chimenea | Área de la abertura de la chimenea | Circular: π × (Radio)² |
| Altura (H) | Distancia vertical desde la base de la chimenea hasta la salida | 10 a 30 pies (residencial) |
| Diferencia de temperatura (ΔT) | Temperatura de los gases calientes menos la temperatura del aire exterior | Generalmente de 100 °C a 200 °C (industrial) |
| Conversión de Kelvin | Convertir temperaturas entre Kelvin y Celsius | 1 K = -272.15 °C |
Ejemplo de calculadora de capacidad de chimenea
Problema:
Debe calcular la capacidad de la chimenea para una instalación residencial con los siguientes detalles:
- Área de la sección transversal de la chimenea: 0.2 m²
- Altura de la chimenea: 8 m
- Temperatura del gas de chimenea: 200 ° C
- Temperatura del aire exterior: 20 ° C
- Constante de diseño (C): 0.7
Solución:
- Calcular ΔT:
ΔT = Temperatura del gas de la chimenea - Temperatura del aire exterior
ΔT = 200 °C - 20 °C = 180 °C - Convertir ΔT a Kelvin:
ΔT (K) = ΔT (°C)
ΔT(K) = 180 K - Aplicar la fórmula:
Caudal = C × Área × √(Altura × ΔT)
Caudal = 0.7 × 0.2 × √(8 × 180)
Caudal = 0.7 × 0.2 × √1440
Caudal ≈ 0.7 × 0.2 × 37.95
Caudal ≈ 5.31 m³/s
Resultado:
La chimenea puede soportar un caudal de aproximadamente 5.31 m³ / s.
Preguntas frecuentes más comunes
Calcular la capacidad de la chimenea garantiza que el sistema pueda manejar el flujo de aire o los gases de escape requeridos. Un dimensionamiento adecuado evita corrientes de aire invertidas peligrosas, promueve una combustión eficiente y minimiza la pérdida de calor.
Una chimenea de tamaño insuficiente no puede soportar el volumen de gases de escape, lo que genera contracorrientes, derrames de humo y un rendimiento ineficiente del aparato. También puede suponer riesgos de seguridad, como la acumulación de monóxido de carbono.
Para mejorar el rendimiento, limpie la chimenea periódicamente para eliminar obstrucciones, garantizar un aislamiento adecuado para mantener las diferencias de temperatura y considerar la posibilidad de actualizarla a diseños o materiales de alta eficiencia.
Vine buscando calcular mi escape CFM teórico para una chimenea, para luego compararlo con la entrada de aire requerida, ya sea a través de ventilación de aire fresco hacia la casa o un intercambiador de recuperación de calor.
Caso típico, casa antigua con techo nuevo y sellada con paneles aislantes, todas las ventanas nuevas de triple panel, con tapajuntas y espuma de expansión en la abertura en bruto, una puerta de garaje sellada y la otra con burletes. Creo que he hecho un gran trabajo al obstruir mi suministro de aire: la chimenea anterior requería un aire fresco de 3″ y funcionaba bien en la configuración anterior con fugas, ahora, una pequeña estufa de leña humea mucho más de lo que creo que debería. Una chimenea de 6″ con una chimenea de 24 pies es definitivamente más grande que una entrada de aire de 3″, y ese cálculo finalmente cuajó. No es bueno que el garaje baje de 32 °F con tuberías en el techo: en el raro frente de -10 °F he tenido que agregar calefacción adicional para proteger las tuberías. Creo que se está aspirando demasiado aire a través de las puertas del garaje y, en general, estoy recibiendo menos del que expulso. Por lo tanto, humo en la caja. Tengo una alarma de CO2 junto a la estufa de leña y, de hecho, emite un pitido en raras ocasiones, lo que refuerza la idea de que no se suministra suficiente aire fresco. La secadora tiene ventilación hacia el garaje y quiero cambiar eso, pero no quiero que se invierta y se convierta en una fuente de aire fresco.
Típico, por lo que he leído, he sellado la casa demasiado bien.
Gracias por tu comentario. Parece que la casa está demasiado bien sellada, lo que provoca un desequilibrio entre el aire de escape y el de entrada. Una chimenea de 6 pulgadas con un conducto de 24 pies requiere más aire de entrada del que proporciona tu configuración actual, lo que probablemente genere problemas de humo y alarmas de CO2. Considera instalar un respiradero de aire fresco más grande o un ventilador de recuperación de calor para equilibrar la presión del aire. También es esencial redirigir el respiradero de la secadora al exterior. Una ventilación adecuada garantiza la seguridad y un rendimiento óptimo de la chimenea. Avísame si necesitas ayuda para usar la calculadora para evaluar los CFM de tu chimenea.