Chaminés Cálculos e Normas aplicáveis

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1 Chaminés Cálculos e Normas aplicáveis

2 Chaminé de tiragem natural Tem como função permitir a evacuação dos gases, produzidos por uma determinada combustão. Aplicado na extracção de gases de combustão provenientes de lareiras, caldeiras, salamandras, etc

3 Chaminé de tiragem natural Evacuação de gases é consequência da diferença de peso entre os gases quentes no interior da chaminé e a coluna de ar exterior que está à mesma altura da chaminé. O ar exterior introduz-se na base da chaminé empurrando os gases para o exterior, criando uma depressão.

4 Chaminé de tiragem natural Saída de fumos P = Patm P < Patm Ar exterior Ar exterior

5 Chaminé de tiragem natural Um excesso de extracção provoca uma evacuação demasiado rápida dos gases, não tendo estes tempo suficiente para ceder o seu calor, o que diminui o rendimento dos equipamentos. Uma insuficiência de extracção faz com que os fumos retornem à câmara de combustão, os quais retiram oxigénio e produzem uma combustão menos eficiente.

6 Factores que afectam a tiragem natural Condicionantes da instalação Aumento Resistência térmica Temperatura de fumos Diâmetro da chaminé Altura da chaminé Entrada de ar Mudanças de direcção Rugosidade da chaminé Aumento de extracção natural Diminuição de extracção natural

7 Factores que afectam a tiragem natural Condicionantes exteriores Aumento Humidade Altitude Temperatura exterior Velocidade do vento Pressão exterior Diminuição de extracção natural Aumento de extracção natural

8 Cálculo de diâmetro simplificado 2 C Q S(cm ) = H C = 0,03 para combustiveis sólidos = 0,021 para combustiveis liquidos ou gasosos = 0,0126 para caldeiras pressurizadas H = Altura total da chaminé em metros Q = Potência total da caldeira em kcal/h

9 Cálculo de diâmetro simplificado k P S(cm 2 ) = h P = Potência da caldeira em kcal/h h = H (1/2n + L + p), em que H = altura real, n = nº de curvas, L = comprimento na horizontal e p = resistência da caldeira, sendo: P = 2mm até kcal/h P = 3mm até kcal/h P = 4mm para mais de kcal/h k (coeficiente) = 0,02 para sólidos, 0,03 para líquidos e 0,008 a 0,014 para caldeiras pressurizadas

10 Estas fórmulas são relativamente básicas e carecem de dados de dados importantes, tais como: Caudal mássico e temperatura dos produtos da combustão Concentração em volume de CO2 dos produtos da combustão Rendimento da caldeira Coeficiente de rugosidade da conduta Resistência térmica da conduta Coeficientes de perdas de carga localizada Temperaturas atmosféricas Pressão atmosférica exterior Pressão da velocidade do vento etc

11 Normas aplicáveis UNE Cálculo e desenho de chaminés metálicas. EN :2002+A2 Condutas de evacuação dos produtos da combustão. Métodos de cálculo térmico e aerodinâmico do escoamento. Parte 1: condutas de evacuação dos produtos da combustão servindo apenas um aparelho. EN :2003+A1 Condutas de evacuação dos produtos da combustão. Métodos de cálculo térmico e aerodinâmico do escoamento. Parte 2: condutas de evacuação dos produtos da combustão servindo vários aparelhos.

12 Normas aplicáveis EN :2002+A2 NP EN :2002+A2 EN :2003+A1 NP EN :2003+A1

13 Normas aplicáveis EN :2009 Chaminés Requisitos para chaminés metálicas Parte 1: Componentes do sistema de chaminés EN :2009 Chaminés Requisitos para chaminés metálicas Parte 2: Tubagens interiores e elementos de ligação metálicos NP EN :2010

14 NP EN :2002+A2 Objectivo e campo de aplicação Especifica os métodos de cálculo das características termodinâmicas das condutas de produtos de combustão servindo apenas um aparelho. Aplicam-se às condutas que funcionam sob pressão negativa ou positiva, em ambiente seco ou húmido. Condutas que servem aparelhos de aquecimento que queimam combustíveis cujas características dos produtos da combustão é necessário saber para efectuar os cálculos. Aplica-se às condutas que servem apenas um aparelho de aquecimento.

15 NP EN :2002+A2 Princípios gerais o cálculo das dimensões interiores das condutas sob pressão negativa baseia-se nos 4 critérios seguintes: A tiragem mínima ao nível da admissão dos produtos da combustão deve ser igual ou superior à tiragem mínima requerida; A tiragem mínima ao nível da admissão dos produtos da combustão deve ser igual ou superior à resistência útil; A tiragem máxima ao nível da admissão dos produtos da combustão deve ser igual ou inferior à tiragem máxima permitida; A temperatura da parede interior à saída da conduta dos produtos da combustão deve ser igual ou superior ao limite de temperatura.

16 NP EN :2002+A2 Princípios gerais o cálculo das dimensões interiores das condutas sob pressão positiva baseia-se nos 4 critérios seguintes: A pressão positiva máxima ao nível da admissão dos produtos da combustão deve ser igual ou inferior à pressão diferencial máxima; A pressão positiva máxima na conduta de recolha dos produtos da combustão e na conduta dos produtos da combustão não deve ser superior à sobrepressão admitida; A pressão positiva mínima ao nível da admissão dos produtos da combustão deve ser igual ou superior à pressão diferencial mínima; A temperatura da parede interior à saída da conduta dos produtos da combustão deve ser igual ou superior ao limite de temperatura.

17 NP EN :2002+A2 Requisitos relativos à pressão Condutas sob pressões negativas P Z =P H P R P L P W +P FV +P B =P ze em Pa P Z P B em Pa P Zmax =P H P R P Wmax +P FV +P B =P zemax em Pa P B resistência útil à pressão de alimentação em ar P FV resistência útil à pressão da conduta de ligação dos produtos da combustão P H tiragem teórica disponível devido ao efeito de chaminé P L pressão da velocidade do vento P R resistência à pressão da conduta de produtos da combustão P W tiragem mínima do aparelho de aquecimento P Wmax tiragem máxima do aparelho de aquecimento P Z tiragem mínima ao nível de admissão dos produtos da combustão na conduta P Zmax tiragem máxima ao nível de admissão dos produtos da combustão na conduta P ze tiragem mínima requerida a nível de admissão dos produtos da combustão na conduta P zemax tiragem máxima requerida a nível de admissão dos produtos da combustão na conduta

18 NP EN :2002+A2 Requisitos relativos à temperatura T iob T g em K T iob é a temperatura da parede interior à saida da conduta a uma temperatura de equilibrio, em K T g é o limite da temperatura, em K O limite de temperatura T g das condutas dos produtos da combustão funcionando em ambiente seco deve ser a temperatura de condensação T sp dos produtos da combustão O limite de temperatura T g das condutas dos produtos da combustão funcionando em ambiente húmido deve ser 273,15 K para impedir a formação de gelo à saída da conduta

19 NP EN :2002+A2 Na norma está descrito o procedimento de cálculo, bem como as fórmulas necessárias para obter os valores de pressão e temperatura. Visto tratar-se de um processo de cálculo extenso, foram criados softwares que permitem fazer o dimensionamento de chaminés, de acordo com esta norma

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33 EN :2009 Define os requisitos para chaminés metálicas, sendo a parte 1 dedicada às chaminés modulares. Objectivo e campo de aplicação Especifica os requisitos de comportamento dos componentes das chaminés modulares de parede simples e parede multipla; Tramos de chaminé, elementos e terminais de chaminé, incluindo os suportes; Chaminés com diâmetro nominal até 1200mm; Não é aplicável a chaminés autoportantes

34 EN :2009 Caudal de fugas Tipo de pressão Pressão de ensaio Pa Caudal de fuga/área de superfície da conduta de fumos l s -1 m -2 N1 40 <2,0 P1 200 <0,006 P2 200 <0,120 H1 200 e 5000 <0,006 H2 200 e 5000 <0,120

35 EN :2009 Temperaturas máximas da superfície da parede exterior Material da superfície exterior Temperatura máxima admissível ºC Metal sem revestimento 70 Metal pintado 50 µm 80 Metal esmaltado 160µm 78 Metal coberto com plástico 400µm 98 Plástico 93

36 EN :2009 Níveis de temperatura e temperaturas de ensaio Nível de temperatura Temperatura nominal de funcionamento (T) ºC Temperatura dos fumos de ensaio ºC T T T T T T T T T T T

37 EN :2009 Designação do produto EN T400 P1 W Vx L40045 G(xx) Numero de norma Nível de temperatura Nível de pressão Resistência aos condensados Resistência à corrosão Especificação do material da conduta interior Resistência ao fogo e distância ao material combustível (mm)

38 EN :2009 Designação do produto

39 EN :2009 Exemplo de um certificado

40 Outras normas de interesse NP EN 1457:2007 Chaminés Condutas interiores em terracota/cerâmica Requisitos e métodos de ensaio NP EN 1857:2003+A1:2010 Chaminés. Componentes. Fugas de chaminés em betão EN 1858:2008 Chaminés Componentes Condutas em betão de chaminés de parede simples NP EN 12446:2010 Chaminés. Componentes. Elementos para paredes exteriores em betão EN 14471:2005 Chaminés Sistemas de chaminés com condutas interiores de plástico Requisitos e métodos de ensaio.

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