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Valutazione di un estrattore d'aria

Caldaie, climatizzatori, isolamento termico, impianti di illuminazione e di insonorizzazione

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[1] Valutazione di un estrattore d'aria

Messaggioda Foto Utentethekant » 16 lug 2018, 23:00

Salve, vorrei provare a fare una valutazione sull'efficacia della ventilazione forzata che montano una serie di quadri elettrici...ho aperto una discussione sul forum di impiantistica
viewtopic.php?f=3&t=74542
ma credo che l'argomento sia proprio "termotecnico" e provo a postare qui il quesito e a discutere di quello che finora racimolato chiedendo/leggendo al di fuori del forum... portate pazienza sono un profano...

Un quadro elettrico di volume noto, ha al suo interno una serie di apparecchi che disperdono potenza termica per un valore di Watt noto...un apposito programma mi calcola anche qual è la temperatura all'interno del quadro, mentre la temperatura esterna è nota.
Sul quadro è installato un gruppo di ventilazione (un ventilatore su un lato e un filtro sul lato opposto...nota: La direzione standard del flusso d’aria è dall’ambiente esterno verso interno armadio, può essere invertita smontando e rimontando il ventilatore al contrario) del quale conosco la portata d'aria in m³/s.
Io vorrei calcolare quanti "Watt" l'estrattore "porta fuori" dal quadro perché così si dovrebbe abbassare la temperatura interna, e mi hanno indicato la seguente formula:

P = m * cp * dT dove

P = "potenza termica" in W
m = "portata di massa" in kg/s (sarebbe la portata d'aria dell'estrattore che trasformo in kg/s moltiplicandola per 1,225 densità dell'aria e dividendola per 3600)
cp = calore specifico dell'aria in J/m³
dT = differenza di temperatura tra l'interno (più caldo) e l'esterno (più fresco).

Premessa 0) perdonate le inesattezze...sicuramente ci saranno correzioni da fare...
Domanda 1) secondo voi è corretto per il mio problema utilizzare questa formula/procedimento?
Domanda 2) se la risposta alla domanda 1 è SI, vorrei sapere perché nel procedimento non è presente il volume del quadro (si può paragonarlo ad un locale, una stanza?). Come faccio a valutare l'efficacia di un apparecchio che deve portare fuori l'aria se non so quanta ne deve portare fuori tanto per provare a spiegarmi...
Ringrazio anticipatamente per eventuali spiegazioni e aiuti.
Saluti
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[2] Re: Valutazione di un estrattore d'aria

Messaggioda Foto Utentetonnoto » 17 lug 2018, 20:05

thekant ha scritto:Un quadro elettrico di volume noto, ha al suo interno una serie di apparecchi che disperdono potenza termica per un valore di Watt noto...un apposito programma mi calcola anche qual è la temperatura all'interno del quadro, mentre la temperatura esterna è nota.
Sul quadro è installato un gruppo di ventilazione (un ventilatore su un lato e un filtro sul lato opposto...nota: La direzione standard del flusso d’aria è dall’ambiente esterno verso interno armadio, può essere invertita smontando e rimontando il ventilatore al contrario) del quale conosco la portata d'aria in m³/s.
Io vorrei calcolare quanti "Watt" l'estrattore "porta fuori" dal quadro perché così si dovrebbe abbassare la temperatura interna, e mi hanno indicato la seguente formula:


La formula va bene, ma nel tuo caso si può semplificare perché si tratta di valutazioni comparative.
Puoi usare la densità e il calore specifico a 20°C, anche perché presumibilmente alla stessa temperatura saranno state misurate le prestazioni del ventilatore. Da quanto hai scritto si direbbe che le portate degli estrattori siano in m3/h. Innanzitutto, per chiarirti le idee: tanti sono i watt di potenza interna, tanti ne devono uscire; quello che cambia é la sovratemperatura interna media.
Usando le condizioni standard a 20°C avrai nella forma più semplice:
Q=0.83xW/Dt dove W[W], Q[dm3/s] ovvero l/s, Dt[°C] ovvero sovratemperatura media interna,
naturamente se dividi pe 1000 otterrai m3/s, se moltiplichi per 3.6 otterrai m3/h che normalmente denota le ascisse delle caratteristiche del ventilatore (nota che io uso il punto al posto della virgola).
Quanto sopra non serve praticamente a niente perché si limita a dirti quanta aria approssimativamente devi pompare nell'armadio per ottenere una sovratemperatura media sull'ambiente con una certa potenza.
Il problema consiste nel fatto che a questo punto conosci solo uno dei punti di lavoro ipotetici del ventilatore, ma ti manca la caduta di pressione, normalmente espressa in Pascal [Pa] sulle ordinate. Beninteso puoi sempre tirare una retta corrispondente alla portata sulla curva del ventilatore e individuare la caduta di pressione, ma nessuno ti può garantire che quello sarà il punto di lavoro effettivo.
Nel tuo caso avresti delle informazioni interessanti:
Le dimensioni dell'apertura corrispondente al filtro e presumibilmente le caratteristiche del filtro.
Questo ti metterebbe nelle condizioni di calcolare, sulla base della portata di cui sopra, la velocità di approccio dell'aria all'apertura del filtro in m/s. Da questa velocità, secondo le caratteristche rilasciate dal costruttore del filtro è possibile ricavare la caduta di pressione principale. La caduta di pressione principale, (magari maggiorata di un 20%) ti consente di capire almeno se le caratteristiche del ventilatore sono ammissibili per l'abbisogna. Poi puoi controllare che all'interno dell'armadio non ci siano strozzature patologiche al percorso dell'aria, in questo caso puoi valutare, sulla della velocità dell'aria nei punti critici, un eventuale aggravio della caduta di pressione secondo la formula:
CdP[Pa]=K x (V[m/s]/4.033)^2 per darti un'idea del K
Ricorda però che i K in figura sono dimensionati per i mmH2O qundi devi moltiplicarli per 10 al fine di ottenere i Pascal.
Kinterni.jpg


Se hai a disposizione l'armadio per fare delle misure; puoi fare, conoscendo la potenza, un certo numero di misure di temperatura sui flussi d'uscita. La media delle temperature, sottratta la temperatura ambiente, ti darà il Dt e da questo la portata. Per ottenere una migliore precisione puoi sottrarre alla potenza interna le perdite dell'armadio Wperdita= 5 [W/(°C m2)] x Dt/2 x superficie esposta armadio [m2]
In questo modo puoi misurare indirettamente, ma dal vivo, la caduta di pressione e individuarne il punto sulle caratteristiche del ventilatore.
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[3] Re: Valutazione di un estrattore d'aria

Messaggioda Foto UtenteNSE » 17 lug 2018, 20:16

Considerato che:
a) i ventilatori da quadro sono tutti assiali e i ventilatori assiali hanno una grossa variazione di portata a piccole variazioni di perdite di carico (vedasi curve)
b) considerato che si installano dei filtri con poca superficie filtrante rispetto alla sezione di passaggio (non si possono avere filtri a "tasche") e quindi si intasano più facilmente e le perdite di carico aumentano ancora di più.

Fatti tutti i calcoli di cui sopra, applicare il coefficiente di sicurezza pari a 4

:cool:
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[4] Re: Valutazione di un estrattore d'aria

Messaggioda Foto Utentethekant » 19 lug 2018, 22:58

Grazie! intanto ne parlo con qualche termotecnico in ufficio per farmi spiegare bene i vari aspetti riassunti e vedere come seguire i vostri consigli! intanto grazie
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