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Sistema de distribución del aire. Cálculo de conductos. Objetivos: Que el alumno sea capaz de dimensionar una red de conductos. Se pretende que el alumno pueda identificar los diferentes elementos que constituyen una red de conductos de aire y dimensionar los principales elementos, ventilador y conductos. Para ello, se explicarán diferentes métodos de diseño, sus ventajas e inconvenientes. Contenido:
1. Redes de conductos. Elementos. Clasificación 2. Conceptos básicos de diseño de conductos 3. Métodos de diseño 4. Ventiladores. Selección del ventilador
Bibliografía: Manual de Aire Acondicionado. Carrier, 1996. Capítulo 2 y 6..
Thermal Environmental Engineering. Thomas H. Kuehn, James W. Ramsey, James L. Threlkeld. Ed. Prentice Hall, 1998. Capítulo 18. ASHRAE Handbook. Fundamentals. SI Edition. ASHRAE, 1997. Capítulo 32. Cálculo de conductos de aire. A. Fontanals. Ed. CEAC, 1997. Ventilación Industrial. E. Carnicer. Ed. Paraninfo, 1994. Capítulos 3 y 4. Cálculos en climatización. Ejercicios Resueltas. E. Torrella, R. Cabello, J. Navarro. Ed. AMV, 2002.
1. Redes de conductos. Elementos. Clasificación La misión de un sistema de conductos es transportar el aire desde la unidad de tratamiento de aire (UTA) hasta el recinto a climatizar y suele comprender los conductos de impulsión y los de retorno. Dentro de los elementos que constituyen el sistema podemos distinguir los conductos y los elementos terminales. 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.
2. Conceptos básicos La red de conductos se diseña para conseguir llevar un determinado caudal de aire a los puntos de impulsión deseados. Antes de entrar en el diseño de la red de conductos, vamos a introducir las propiedades físicas del aire, el concepto de diámetro equivalente y el cálculo de pérdidas de carga.
2.1. 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:
TPatm
·287=ρ
siendo: Patm la presión atmosférica (Pa) T la temperatura del aire (K) ρ la densidad del aire (kg/m3) aunque, puede tomarse como aproximación una densidad del aire constante de 1,2 kg/m3. En cuanto a la viscosidad del aire, se puede obtener mediante la expresión:
76,05
16,27310724,1
⋅= − Tµ
con µ (N·s/m2) y T (K). El efecto de la presión en la determinación de las propiedades del aire sólo tiene efecto cuando la instalación se ubica a mucha altura sobre el nivel del mar. 2.2. 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. Para determinar el diámetro equivalente de un conducto rectangular puede utilizarse la expresión:
25,0
625,0
)()·(3,1WHWHDeq +
= ,
donde Deq es el diámetro equivalente, H la altura del conducto y W la anchura. De todas formas, resulta de gran utilidad la tabla I (diámetros equivalentes de conductos). 2.3. 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. 2.3.1. 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:
2)/(
)()/(
)/(23 smc
mDmkg
fmPaLP
eq
ρ=
∆
siendo f el factor de fricción (adimensional) del material. Para conductos de chapa galvanizada, esta expresión viene representado en el diagrama de la figura 1. 2.3.2. Pérdidas en singularidades Habitualmente estas pérdidas se miden de forma experimental y se determinan por expresiones del tipo:
2
2cKP ⋅⋅=∆ ρ ,
siendo K el factor de forma de la singularidad. De cualquier forma en el anexo 1 se encuentran las expresiones y las tablas para las singularidades más comunes en las redes de conductos (codos, derivaciones, transformaciones, etc.). 2.4. 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. Estableciéndose la siguiente relación entre la sección 1 y 2 de la figura 2.
22
22
2
21
1c
Pc
P ρρ +=+ .
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:
2
22
21 cc
P−
=∆ ρ
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:
275,0
22
21 cc
PRE−
=∆ ρ
Así pues, las pérdidas totales se obtienen según la expresión:
∑∑∑ ∆−∆+∆=∆ RESINGCONDTOTAL PPPP .
3. Métodos de diseño Existen varios métodos que nos permiten diseñar las redes de conductos de aire. Entre 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.
Conductos principales
Conductos derivados
APLICACIÓN FACTOR DE CONTROL DE RUIDO
(conductos principales)
Suministro Retorno Suministro Retorno
Residencias 3 5 4 3 3 Apartamentos Dormitorios hotel Dormitorios hospital
5
7,5
6,5
6
5
Oficinas particulares Despachos dirección Bibliotecas
6
10
7,5
8
6
Salas cine/teatro Auditorios
4 6,5 5,5 5 4
Oficinas públicas Restaurantes Comercios Bancos
7,5
10
7,5
8
6
Comercios Cafeterías
9 10 7,5 8 6
Locales industriales
12,5 15 9 11 7,5
Tabla I. Velocidad aconsejables en conductos de aire por nivel de ruido.
El procedimiento más usual consiste en elegir una velocidad inicial, en función de la restricción por nivel de ruido, tabla X, en el conducto principal que sigue a la impulsión desde la UTA. Una vez elegida esta velocidad, y partiendo del caudal de aire total a suministrar, se determina la pérdida de carga unitaria que debe mantenerse constante en todos los conductos. Para dimensionar los conductos del tramo principal, se determina la pérdida de presión en las distintas singularidades y las recuperaciones estáticas en las derivaciones. Finalmente con la ayuda del gráfico se determinan las secciones de cada tramo y los presiones disponibles en cada derivación a los tramos secundarios. Una vez dimensionados los tramos principales, se determinarán los conductos secundarios, los que conducen el aire hasta las bocas de impulsión. Estos tramos se pueden calcular igual que los principales o bien imponer que el aire tenga presión relativa nula después de traspasar el elemento terminal (difusor). En el primer caso, se actuaría como se ha explicado para los tramos principales. En el segundo caso se debe seguir un esquema iterativo de cálculo hasta conseguir la imposición de presión relativa nula a la salida. 3.2. Método de recuperación estática Este método consiste en dimensionar el conducto de forma que el aumento de presión estática en cada rama o boca de impulsión compense las pérdidas por rozamiento en la siguiente sección del conducto. De esta forma, la presión estática en cada boca y al comienzo de cada rama será la misma. El procedimiento consiste en seleccionar una velocidad inicial para la descarga del ventilador y dimensionar la primera sección como en el método anterior. Posteriormente, las demás secciones se dimensionan con las gráficas de relación L/Q y recuperación estática a baja velocidad (ver anexo). 4. Selección del ventilador Para que el aire pueda circular por el interior de un conducto es preciso que en la instalación haya un ventilador instalado. Éste debe ser capaz de proporcionar el caudal necesario y vencer las pérdidas de presión asociadas. Para la determinación de los requerimientos del ventilador es necesario conocer con exactitud los caudales y las pérdidas de carga en la instalación. Así, se toma la mayor pérdida de carga desde la salida de la UTA hasta el punto de impulsión crítico, siendo este valor el incremento de presión que debe proporcionar el ventilador. Además, deberá ser capaz de trasegar el caudal total de diseño.
Diagrama – Pérdidas por rozamiento del aire en conductos circulares.
VELO
CIDA
D (m
/s)
Diámetro
(mm)
Cau
dal d
e ai
re (
l/s)
Pérdida de carga (Pa/m)
Gráfico – Pérdidas por accesorios redondos Codos, T y cruces
Conductos principales
Conductos derivados
APLICACIÓN FACTOR DE CONTROL DE RUIDO
(conductos principales)
Suministro Retorno Suministro Retorno
Residencias 3 5 4 3 3 Apartamentos Dormitorios hotel Dormitorios hospital
5
7,5
6,5
6
5
Oficinas particulares Despachos dirección Bibliotecas
6
10
7,5
8
6
Salas cine/teatro Auditorios
4 6,5 5,5 5 4
Oficinas públicas Restaurantes Comercios Bancos
7,5
10
7,5
8
6
Comercios Cafeterías
9 10 7,5 8 6
Locales industriales
12,5 15 9 11 7,5
Tabla – Velocidades máximas recomendadas para sistemas de baja velocidad (m/s).
Velocidad (m/s)
Presión dinámica (mm.c.a.)
Velocidad(m/s)
Presión dinámica (mm.c.a.)
2,0 0,25 9,0 5,06 2,5 0,39 9,5 5,64 3,0 0,56 10,0 6,25 3,5 0,77 10,5 6,89 4,0 1,00 11,0 7,56 4,5 1,27 11,5 8,27 5,0 1,56 12,0 9,00 5,5 1,89 12,5 9,77 6,0 2,25 13,0 10,56 6,5 2,64 13,5 11,39 7,0 3,06 14,0 12,25 7,5 3,52 14,5 13,14 8,0 4,00 15,0 14,06 8,5 4,52 15,5 15,02
Tabla – Presiones dinámicas
2
4
=VHv
Gráfico – Relación L/Q
Gráfico – Recuperación estática en baja velocidad
TABLAS DE COEFICIENTES DE PÉRDIDA EN ACCESORIOS (CONDUCTOS DE AIRE)
θ = 90º
H/W r/W
0,25 0,5 0,75 1 1,5 2 3 4 5 6 8 0,5 1,5 1,40 1,30 1,20 1,10 1,10 0,98 0,92 0,89 0,85 0,83
0,75 0,57 0,52 0,48 0,44 0,40 0,39 0,39 0,40 0,42 0,43 0,441 0,27 0,25 0,23 0,21 0,19 0,18 0,18 0,19 0,20 0,27 0,21
1,5 0,22 0,20 0,19 0,17 0,15 0,14 0,14 0,15 0,16 0,17 0,172 0,20 0,18 0,16 0,15 0,14 0,13 0,13 0,14 0,14 0,15 0,15
Codo rectangular (radio suave)
θ
A1/A 10º 15º-40º 50º-60º 90º 120º 150º 180º2 0.05 0.05 0.06 0.12 0.18 0.24 0.26 4 0.05 0.04 0.07 0.17 0.27 0.35 0.41 6 0.05 0.04 0.07 0.18 0.28 0.36 0.42
10 0.05 0.05 0.08 0.19 0.29 0.37 0.43
2
2pvCP ρ=∆
(vp = velocidad en la sección A)
Contracciones
R/W = 10
(90º)
Qb/Qc Ab/As Ab/Ac
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,80,25 0,25 0,55 0,50 0,60 0,85 1,2 1,8 3,1 4,4 0,35 0,25 0,35 0,35 0,50 0,80 1,3 2,0 2,8 3,8 0,50 0,50 0,62 0,48 0,40 0,40 0,48 0,60 0,78 1,1 0,67 0,50 0,52 0,40 0,32 0,30 0,34 0,44 0,62 0,921,0 0,50 0,44 0,38 0,38 0,41 0,52 0,68 0,92 1,2 1,0 1,0 0,67 0,55 0,46 0,37 0,32 0,29 0,29 0,30
1,33 1,0 0,70 0,60 0,51 0,42 0,34 0,28 0,26 0,262,0 1,0 0,60 0,52 0,43 0,33 0,24 0,17 0,15 0,17
2
2pvCP ρ=∆
C en derivación
R/W = 10
(90º)
Qb/Qc Ab/As Ab/Ac
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,80,25 0,25 -0,01 -0,03 -0,01 0,05 0,13 0,21 0,29 0,380,35 0,25 0,08 0 -0,02 -0,01 0,02 0,08 0,16 0,240,50 0,50 -0,03 -0,06 -0,05 0 0,06 0,12 0,19 0,270,67 0,50 0,04 -0,02 -0,04 -0,03 -0,01 0,04 0,12 0,231,0 0,50 0,72 0,48 0,28 0,13 0,05 0,04 0,09 0,181,0 1,0 -0,02 -0,04 -0,04 -0,01 0,06 0,13 0,22 0,30
1,33 1,0 0,10 0 0,01 -0,03 -0,01 0,03 0,10 0,202,0 1,0 0,62 0,38 0,23 0,13 0,08 0,05 0,06 0,10
2
2pvCP ρ=∆
C en conducto principal
R/D 0,50 0,75 1,00 1,50 2,00 2,50
Co 0,71 0,33 0,22 0,15 0,13 0,12
θ 0 20 30 45 60 75 90 110 130 150 180
K 0 0,31 0,45 0,60 0,70 0,85 1,0 1,13 1,20 1,28 1,40
C = Co K
2
2pvCP ρ=∆
C en codo suave circular
Piezas R/D
0,50 0,75 1,00 1,50 2,00 5 - 0,46 0,33 0,24 0,19 4 - 0,50 0,37 0,27 0,24 3 0,98 0,54 0,42 0,34 0,33
2
2pvCP ρ=∆
C en codo varias piezas
H/W θ
0,5 0,75 1,0 2,0 3,0 4,0 20 0,08 0,08 0,07 0,07 0,06 0,06 30 0,17 0,17 0,16 0,15 0,13 0,13 45 0,37 0,36 0,34 0,31 0,28 0,27 60 0,59 0,57 0,55 0,52 0,46 0,43 75 0,87 0,84 0,81 0,77 0,67 0,63 90 1,30 1,20 1,20 1,10 0,98 0,92
2
2pvCP ρ=∆
C en codo rectangular
θ A1/A
30 45 60 90 120 180 2 0,25 0,29 0,31 0,32 0,33 0,30 4 0,50 0,56 0,61 0,63 0,63 0,63 6 0,58 0,68 0,72 0,76 0,76 0,75
≥10 0,59 0,70 0,80 0,87 0,85 0,86
2
2pvCP ρ=∆
C en transición rectangular
Qb/Qc Vb/Vc
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,2 0,91 0,4 0,81 0,79 0,6 0,77 0,72 0,70 0,8 0,78 0,73 0,69 0,66 1,0 0,78 0,98 0,85 0,79 0,74 1,2 0,90 1,11 1,16 1,23 1,03 0,86 1,4 1,19 1,22 1,26 1,29 1,54 1,25 0,92 1,6 1,35 1,42 1,55 1,59 1,63 1,50 1,31 1,09
2
2pvCP ρ=∆
C en “T” (45º)
150 200 250 300 350 CONDUCTO
(mm.) S φ S φ S φ S φ S φ
250 0.036 213 0.048 249 287
300 0.042 231 0.057 272 0.071 302 0.087 333
350 0.043 249 0.067 292 0.084 328 0.103 367 0.119 389
400 0.055 264 0.075 308 0.094 348 0.115 384 0.134 414
450 0.061 280 0.084 328 0.106 368 0.129 407 0.151 439
500 0.067 292 0.092 343 0.117 384 0.142 427 0.163 460
550 0.072 305 0.100 358 0.128 404 0.156 447 0.184 485
600 0.078 315 0.107 377 0.139 422 0.169 465 0.193 503
650 0.032 326 0.118 384 0.149 435 0.182 483 0.214 524
700 0.083 335 0.123 396 0.158 450 0.193 498 0.229 541
750 0.093 346 0.130 409 0.168 465 0.205 514 0.244 559
800 0.099 356 0.137 479 0.179 478 0.218 529 0.260 576
850 0.105 366 0.148 432 0.188 490 0.230 544 0.274 592
900 0.109 374 0.153 442 0.198 504 0.242 556 0.288 607
950 0.113 381 0.160 452 0.208 516 0.255 572 0.303 622
1000 0.113 389 0.167 463 0.216 526 0.267 585 0.318 637
1050 0.123 396 0.172 470 0.225 536 0.276 595 0.330 650
1100 0.128 404 0.130 480 0.233 546 0.288 607 0.343 662
1150 0.132 412 0.188 488 0.242 556 0.293 618 0.359 678
1200 0.137 419 0.193 498 0.250 567 0.310 630 0.373 691
1250 0.196 506 0.260 577 0.320 641 0.384 701
1300 0.205 574 0.270 587 0.330 657 0.398 714
1350 0.212 521 0.276 595 0.343 664 0.410 724
1400 0.218 531 0.286 605 0.354 674 0.422 734
1450 0.225 636 0.296 676 0.365 684 0.434 744
1500 0.237 544 0.303 622 0.376 694 0.448 756
1600 0.244 559 0.320 640 0.392 709 0.472 778
1700 0.336 656 0.415 729 0.497 798
1800 0.355 674 0.436 746 0.527 820
1900 0.380 696 0.454 762 0.543 834
2000 0.384 701 0.478 782 0.570 854
2100 0.502 800 0.594 876
2200 0.517 813 0.615 887
2300 0.535 828 0.640 905
2400 0.546 839 0.650 920
2500 0.685 937
2600 0.704 951
2700 0.731 966
2800 0.750 981
2900
3000
3100
3200
3300
3400
3500
3600
400 450 500 550 600 CONDUCTO
(mm.) S φ S φ S φ S φ S φ
250
300
350
400 0.154 445
450 0.173 470 0.196 507
500 0.192 496 0.216 526 0.242 556
550 0.210 518 0.238 551 0.264 582 0.292 672
600 0.229 541 0.257 574 0.288 607 0.316 638 0.346 666
650 0.246 561 0.278 597 0.310 630 0.341 664 0.373 692
700 0.265 582 0.301 620 0.333 655 0.363 689 0.401 716
750 0.283 602 0.320 640 0.360 677 0.392 717 0.433 745
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(mm.) S φ S φ S φ S φ S φ
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300
350
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2900 3.020 1968 3.145 2008 3.315 2060 3.505 2720 3.680 2770
3000 3.105 1992 3.310 2055 3.455 2705 3.635 2755 3.775 2200
3100 3.175 2027 3.370 2075 3.555 2735 3.755 2788 3.835 2275
3200 3.345 2070 3.465 2110 3.620 2744 3.825 2270 3.965 2250
3300 3.405 2090 3.580 2140 3.755 2790 3.935 2248 4.075 2285
3400 3.510 2120 3.665 2165 3.850 2220 4.050 2275 4.140 2305
3500 3.580 2145 3.740 2190 3.915 2235 4.140 2305 4.290 2345
3600 3.695 2175 3.820 2210 4.070 2285 4.220 2325 4.420 2375
CONDUCTO 1400 1450 1500 1600 1700
(mm.) S φ S φ S φ S φ S φ
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1050
1100
1150
1200
1250
1300
1350
1400 1.894 1555
1450 1.948 1582 2.030 1612
1500 2.014 1608 2.075 1634 2.170 1670
1600 2.145 1658 2.028 1698 2.310 1720 2.470 1780
1700 2.280 1709 2.355 1735 2.450 1770 2.620 1833 2.790 1890
1800 2.410 1756 2.505 1790 2.590 1823 2.760 1883 2.940 1947
1900 2.540 1802 2.670 1850 2.730 1872 2.920 1934 3.090 1992
2000 2.660 1848 2.780 1885 2.870 1373 3.070 1985 3.250 2043
2100 2.790 1892 2.910 1932 3.000 1960 3.220 2028 3.420 2094
2200 2.930 1938 3.020 1970 3.140 2008 3.350 2073 3.570 2138
2300 3.055 1978 3.155 2070 3.290 2055 3.500 2115 3.730 2785
2400 3.130 2002 3.295 2050 3.420 2100 3.680 2170 3.890 2240
2500 3.280 2050 3.380 2085 3.550 2730 3.810 2210 4.080 2292
2600 3.425 2095 3.555 2735 3.720 2785 3.960 2250 4.270 2335
2700 3.555 2432 3.675 2772 3.850 2225 4.080 2285 4.330 2355
2800 3.675 2770 3.775 2795 3.910 2235 4.180 2315 4.520 2405
2900 3.790 2200 3.920 2240 4.070 2285 4.400 2375 4.730 2455
3000 3.870 2225 4.025 2270 4.200 2320 4.590 2425 4.780 2475
3100 4.000 2265 4.120 2295 4.360 2360 4.600 2427 4.970 2575
3200 4.120 2295 4.330 2350 4.400 2372 4.740 2464 5.120 2555
3300 4.240 2332 4.430 2385 4.580 2422 4.900 2490 5.200 2575
3400 4.375 2370 4.580 2425 4.640 2440 5.070 2536 5.440 2640
3500 4.490 2395 4.640 2443 4.840 2490 5.140 2565 5.570 2675
3600 4.580 2425 4.760 2470 5.000 2530 5.340 2615 5.650 2692
CONDUCTO 1800 1900 2000 2100 2200
(mm.) S φ S φ S φ S φ S φ
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1050
1100
1150
1200
1250
1300
1350
1400
1450
1500
1600
1700
1800 3.120 2005
1900 3.300 2057 3.480 2115
2000 3.460 2705 3.660 2165 3.850 2222
2100 3.620 2156 3.820 2275 4.040 2275 4.250 2332
2200 3.830 2207 4.020 2265 4.220 2325 4.430 2385 4.670 2445
2300 3.960 2255 4.180 2375 4.410 2380 4.630 2435 4.870 2495
2400 4.120 2300 4.380 2370 4.600 2430 4.780 2480 5.100 2554
2500 4.380 2370 4.640 2440 4.780 2485 4.920 2510 5.240 2605
2600 4.450 2385 4.760 2520 4.960 2525 5.290 2605 5.490 2655
2700 4.630 2435 4.890 2505 5.140 2555 5.410 2630 5.640 2685
2800 4.780 2470 5.020 2530 5.300 2605 5.440 2640 5.880 2750
2900 4.950 2520 5.270 2595 5.560 2665 5.850 2735 6.120 2800
3000 5.160 2570 5.440 2640 5.760 2775 6.050 2785 6.370 2855
3100 5.240 2590 5.560 2665 5.880 2740 6.120 2800 6.400 2862
3200 5.420 2635 5.710 2703 6.050 2780 6.300 2830 6.680 2930
3300 5.560 2665 5.930 2754 6.320 2838 6.640 2905 6.900 2980
3400 5.750 2770 5.980 2766 6.440 2852 6.740 2935 7.080 3070
3500 5.890 2745 6.260 2830 6.590 2890 6.980 2990 7.320 3055
3600 5.970 2765 6.390 2858 6.770 2928 7.210 3035 7.500 3700
Tabla – Dimensiones de conductos, área, diámetro equivalente (mm.)
Orden de magnitud
Para una red de conductos donde las bocas impulsan sobre 500 m3/h se debe tener en torno a 3m/s de velocidad en la última sección y una presión en las bocas de impulsión ~ 3.8 mm.c.a. = 0.4 Pa.
Ventiladores Los ventiladores empleados en el campo del aire acondicionado son: radiales (o centrífugos), los axiales y en algunos casos los diametrales.
Fig. Ventilador centrífugo.
Fig. Ventilador axial
En los ventiladores radiales o centrífugos el movimiento del aire se realiza radialmente con respecto al eje de rotación, mientras que en los ventiladores axiales (o helicoidales) el movimiento se realiza paralelamente al eje del rodete. Estos últimos son aplicados especialmente en los casos en los que necesitamos caudales de aire elevados con pequeñas presiones.
Peléctrica = η · Q · ∆P Donde el rendimiento total del ventilador oscila entre 0.3 y 0.5 en ventiladores centrífugos pequeños, 0.5 y 0.7 en los de tamaño medio y entre 0.7 y 0.9 en los de grandes dimensiones. Selección del ventilador El punto de funcionamiento será la intersección de la característica del circuito (∆P=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. 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.
∆P (mm.c.a.) Velocidad (m/s) Centrífugo
Velocidad (m/s) Axial
6 2-2.5 4.5-7.5 12 2.5-7.5 6.5-9.5 18 3.5-8.5 8.5-11.5 25 4-10 9.5-13.5 37 4-12.5 -
Zona óptima de utilización de los ventiladores. Es aconsejable seleccionar el ventilador dentro de la zona indicada en las aplicaciones en el que el ruido presente un inconveniente, como son las instalaciones de climatización.
1 mm.c.a. = 9,80665 Pa L(m)/Q(m3/h)0,61
