Ductos de aire acondicionado

Carlos Escalona.C.I.V.- 11.425.928

DUCTOS Son utilizados en los sistemas de aire

acondicionado para distribuir y extraer aire en los diversos ambientes que forman un conjunto de salas o cuartos. Entre los flujos de aire que circulan por los conductos se distinguen por ejemplo, alimentación de aire, el "de retorno", el aire de recirculación, y la extracción de aire.

Tipos de ductos Existen diversas tipologías de conductos

atendiendo a su composición y/o su geometría. En referencia a la composición los conductos más habituales son los metálicos, los fabricados en material aislante (fibras de vidrio y lanas de roca principalmente), los textiles e incluso los flexibles de aluminio reforzado. En cuanto a su geometría los hay de sección rectangular, de sección circular y ovalados

Tipos de ductos Básicamente pudiéramos encontrar

estos tipos de ductos: Espiro liso Metaluflex Espiro rib Rectangular Estándar. Aluflex

Clasificación Estos sistemas se clasifican en función de la

velocidad y de la presión en los conductos. En función de la velocidad del aire tenemos: Conductos de baja velocidad (<12 m/s, entre 6 y 12

m/s)y conductos de alta velocidad (>12 m/s) En función de la presión del aire en el conducto, se

clasifican en baja, media y alta presión. Esta clasificación corresponde a la misma que utilizan

los ventiladores: - Baja presión (clase I): Hasta 90 mm.c.a. - Media presión (clase II): Entre 90 y 180 mm.c.a. - Alta presión (clase III): Entre 180 y 300 mm.c.a.

Principales tipos de materiales para su construcción Composición: Lana de vidrio en rollos de textura uniforme

con barrera de vapor tipo FRK, foil de aluminio reforzado con hilos de vidrio y papel Kraff.

Referencia Térmica R: R=1.044 ºC m2/w: 5.80 (Hr. ºF ft2/BTU).

Conductividad Térmica: K= 0.039 w/m2 ºC a 24ºC es decir 0.260 BTU/hr. Ft2 (ºF/in) a 75ºF.

AEROCOR REFORZADO Es un aislamiento térmico utilizado como recubrimiento

interno de ductos metálicos en sistemas de aire acondicionado y de ventilación. Fabricado con lana de vidrio semirígida, en forma de lámina de color gris, con refuerzo en malla poliéster chicopee o fieltro en fibra de vidrio endurecido con acetato de vinilo.

Métodos de diseñoEntre ellos, encontramos: - Método de reducción de velocidad Método de pérdida de carga constante Método de recuperación estática Método T

Los más empleados suelen ser el método de pérdida de carga constante (para conductos de impulsión baja velocidad, retorno y ventilación) y el método de recuperación estática ( principalmente en conductos de impulsión de baja y alta velocidad). El método de reducción de velocidad no se suele utilizar porque para resolver el problema con una precisión razonable se necesita mucha experiencia y conocer perfectamente el cálculo de conductos. El método T permite una optimización del diseño que no permiten los otros métodos. Sin embargo, no es tan común como los anteriores. 3.1. Método de pérdida de carga constante Este método se utiliza en conductos de impulsión, retorno y extracción de aire. Consiste en calcular los conductos de forma que tengan la misma pérdida de carga por unidad de longitud a lo largo de todo el sistema.

Método de pérdida de carga constante

Tablas aconsejables para las perdidas en accesorios

Codo en T

Selección de los ventiladores El punto de funcionamiento será la

intersección de la característica del circuito (ΔP=kQ2) y la

característica del ventilador (dado por el fabricante). Se puede variar el punto de

funcionamiento bien variando la característica del circuito (compuertas, etc.) o bien variando el

régimen de giro del ventilador.

Selección de los ventiladores Los criterios para seleccionar un ventilador son las

dimensiones, el ruido, la facilidad de mantenimiento y coste inicial. El ruido y el rendimiento están

ligados entre sí, en el sentido de que el mínimo nivel sonoro se corresponde con el

rendimiento máximo.

Cálculos de pérdidasPrimeramente revisaremos algunos conceptos:

Propiedades físicas del aire: Obviamente las propiedades físicas del aire van a depender de la temperatura y de la presión. En el diseño de conductos, las propiedades más utilizadas son la densidad y la viscosidad. La densidad se puede aproximar como:

Diámetro equivalente

Los conductos utilizados en la distribución del aire pueden ser circulares o rectangulares, Debido a que la mayoría de las tablas y expresiones se dan para conductos circulares, resulta muy útil el concepto de diámetro equivalente.

Pérdidas de carga Dentro del conducto el fluido experimenta una pérdida

de presión por rozamiento, denominándose ésta pérdida de carga. Estas pérdidas de carga se dividen en pérdidas en el conducto y pérdidas en singularidades.

Pérdidas en conducto Se produce una pérdida de carga por el paso del aire en

el conducto, la cual suele expresarse por metro de longitud como:

siendo f el factor de fricción (adimensional) del material.

Pérdidas en singularidades Habitualmente estas pérdidas se miden

de forma experimental y se determinan por expresiones del tipo:

siendo K el factor de forma de la singularidad.

Recuperación de presión estática En una instalación de redes de conductos de

aire, si avanzamos en el sentido del flujo, el caudal disminuye en cada derivación. Un menor caudal exige una menor sección, por lo que los conductos van estrechándose cada vez que aparece una derivación. Esta disminución de caudal puede provocar en el tramo siguiente (principal) un cambio de velocidad.

Al mismo tiempo, se debe cumplir que V0 = V1 + V3, de modo que si la sección 2 tiene las mismas dimensiones que la sección 0, la velocidad en 2 debe ser menor que en 0. Si tenemos en cuenta que la velocidad en la sección 1 es la misma que en 0, tendremos entre las secciones 1 y 2 la siguiente variación de presión:

De donde se desprende que al ser P2>P1, se ha producido un aumento de la presión estático a cambio de una disminución de la presión dinámica. Debido a que sólo es posible recuperar un porcentaje de presión, entre el 50 y el 95%. A efectos de cálculo supondremos una recuperación del 75% y así se tiene que la recuperación estática en conductos tras una derivación se puede aproximar como:

Así pues, las pérdidas totales se obtienen según la expresión:

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