56032 - Aire Acondicionado - Distribucion de Aire

2

Distribución de Aire

Aire Acondicionado - U.N.L.Z.

1.- VENTILADORES Y ENTILADORES Y SISTEMAS DE VENTILACIÓN Pocos equipos tienen una gama tan amplia de aplicaciones como los ventiladores. Por la creciente demanda de equipos y sistemas más compactos y confiables y las exigencias de los reglamentos de seguridad industrial, cada vez se presta más atención a su diseño. A la vez que las necesidades han obligado a los fabricantes a construir ventiladores para presiones más altas, (con las velocidades más altas consecuentes), los reglamentos referentes al medio ambiente exigen menor intensidad de ruido y menor tiempo de exposición al mismo. Se justifica entonces una evaluación detallada de ingeniería antes de seleccionar un ventilador y para ello es esencial el conocimiento de lo que pueden y no pueden hacer.

1.A.- C LASIFICACIÓN DE DE LOS LOS V ENTILADORES Por lo común la denominación de ventilador se utiliza cuando la presión se eleva hasta unas 2 psig; entre esta presión y 10 psig la máquina máquina recibe el el nombre de soplador . Para presiones más altas el término usado es el de compresor . Los ventiladores normalmente se clasifican como axiales, en los que el aire o el gas se mueve paralelo paralelo al eje eje de rotación, rotación, o centrífugos, en los que el aire o el gas se mueve perpendicular al eje. La National Association of Fan Manufacturers ha establecido dos categorías generales para flujo axial (FA): tuboaxiales y con aletas de guías. Los ventiladores ventiladores centrífugos centrífugos (FC) son para trabajos que requieran requieran una carga carga más alta, alta, al mover aire cuando hay alta resistencia de fricción. De acuerdo con la configuración de las aspas se clasifican como: radiales, de curvatura al frente, de curvatura hacia atrás y aerodinámicos (Air Foil)

Fig. 1: Ventilador centrífugo: a) el aire que entra se hace girar 90º al descargarse; b) tipos de aspas; la aerodinámica es la más eficiente.

1.A.-1 características de los ventiladores ventiladores axiales Se dividen en tipo tuboaxiales y con aletas de guía, y sus características son:

Ventiladores tuboaxiales: Están diseñados para una amplia gama (rango) de volúmenes a presiones presiones medias; medias; constan principalm principalmente ente de una hélice alojada en un cilindro, cilindro, en la cual se recibe y dirige el flujo de aire. El movimiento típico del aire de descarga es en espiral o helicoidal. (Figura 2).

3



Ventiladores con aletas guías: Tienen aletas de guías del aire en el lado de descarga, que los diferencia de los tuboaxiales. Al combinar la rueda del ventilador tuboaxial con las aletas de guía, el flujo de aire es rectilíneo (Figura 3). Con ello se reduce la turbulencia, lo cual mejora la eficiencia y las características de presión. Los ventiladores con aletas de guías pueden producir presiones hasta de 20 in de agua, y más altas, con ciertas modificaciones. Por lo general, son del tipo que no se sobrecarga: es decir, se pueden mover con una unidad motriz del caballaje deseado. También los hay con aspas de paso ajustable, que permiten variar su rendimiento. En algunos casos, esta característica de diseño permite la conexión directa de la rueda del ventilador con el árbol del motor, lo cual elimina algunas de las desventajas de las transmisiones con bandas en V.

4


Fig. 2: La descarga del ventilador tuboaxial es en espiral.


Fig. 3: La descarga del ventilador axial con aletas de guía es rectilínea.

5



1.A.2.- Ventiladores centrífugos Se clasifican como de aspas radiales, de curvatura al frente, de curvatura inversa o inclinada y aerodinámicas.

Fig. 4: Tipos de impulsores: a) abierto, para uso general, de autolimpieza, b) cerrado en un lado para materiales fibrosos, c) tipo de aro para trabajo severo: d) el de placa trasera produce buen tiro, pero no es adecuado para materiales en trozos o fibrosos.

Tipo de aspas radiales: Tienen buen rendimiento en muchas aplicaciones, que pueden ser desde transportación neumática hasta extracción de aire o gas del proceso en sistemas de alta resistencia. Su principal característica es la flexibilidad en la construcción de anchuras proporcional, que permite lograr alta presión estática con una capacidad más o menos baja. Cuando se necesitan motores de alto caballaje, se suelen conectar a la velocidad síncrona (sincrónica) del motor. Por lo general, ofrecen servicios estable, sin que importe el porcentaje de capacidad con apertura amplia. Este ventilador puede producir altas presiones a altas velocidades. Las aspas tienden a ser de autolimpieza y pueden ser de alta resistencia estructural. En la figura 4 se ilustran los impulsores típicos. No se suelen utilizar para ventilación. Tipo de curvatura al frente: Este ventilador imprime al aire que sale de las aspas una velocidad mayor que el de aspas con inclinación inversa, que posean la misma velocidad en la punta. Aunque descarga aire a alta velocidad, funciona a menor velocidad que otros tipos, con lo cual es adecuado para un equipo de proceso en donde se requieren árboles largos. Es bastante silencioso y requiere poco espacio. (Figura 5)

6



Tipo de curvatura inversa o inclinadas hacia atrás: Tienen aspas inclinadas o con curvatura hacia atrás al ángulo óptimo para convertir gran parte de la energía directamente a presión (Figura 6); por ello, son muy eficientes para ventilación. Estos ventiladores funcionan a velocidad media, tienen amplia capacidad de presión y volumen y producen menor carga de velocidad que los del mismo tamaño con curvatura al frente. Otra ventaja es que las pequeñas variaciones en el volumen del sistema ocasionan pequeñas variaciones en la presión del aire, lo cual facilita su control. Ventiladores con aspas aerodinámicas: Tienen aspas de curvatura inversa y sección transversal aerodinámica para aumentar su estabilidad, rendimiento y eficiencia. Estos ventiladores suelen ser más silenciosos y no tienen pulsaciones dentro de sus límites de operación, porque el aire puede pasar por las ruedas con menor turbulencia (Figura 7)

Fig. 5: La rueda con curvatura al frente tiene capacidad para mucho volumen a baja velocidad y es bastante silenciosa.

Fig. 6: La rueda con Fig. 7: las aspas inclinación hacia aerodinámicas atrás entrega gran tienen inclinación parte de su energía hacia atrás para directamente como producir menor presión. turbulencia del aire.

Ventiladores tubulares: Se instalan en un ducto, y el aire entra y sale en sentido axial y todos los cambios en la dirección del flujo ocurren dentro del ventilador (figura 8). Su diseño produce un aumento pronunciado en la presión, en una amplia gama (rango) de capacidades (figura 9). Dado que no se sobrecargan, son adecuados para ventilación y acondicionamiento del aire en edificios, así como para extracción de humos, humidificación, secado, enfriamiento de motores y suministro de aire para combustión.

7



Fig. 8: El ventilador centrífugo tubular está alojado en un ducto para la entrada y salida axiales del aire.

8


Fig. 9: El ventilador centrífugo tubular produce un fuerte aumento en la presión, dentro de amplios límites (rango) de capacidades.


Fig. 10: Curvas de eficiencia para ventiladores centrífugos y axiales.

1.A.3.- Comparación entre los ventiladores axiales y los centrífugos En general, los ventiladores centrífugos son más fáciles de controlar, más fuertes y menos ruidosos que los de flujo axial. Su eficiencia no cae con tanta rapidez cuando funcionan en condiciones que no son de diseño. A veces se pueden utilizar cajas de entrada, que desvían el aire 90º en la entrada del ventilador, en un espacio de más o menos un diámetro en la dirección axial, sin menoscabar la presión o eficiencia del ventilador centrífugo, pero no se recomiendan para los flujos axial. Si es posible, los de flujo axial deben tener alrededor de dos diámetros de distancia axial, corriente arriba y

Fig. 11: Comparación de rendimiento: presión total y caballaje al freno de los ventiladores axial en comparación con los centrífugos. corriente abajo, sin obstrucciones ni cambios de dirección. Los codos en ángulo en la entrada afectan menos a los ventiladores centrífugos que a los axiales, pero pueden esperarse pérdidas de eficiencia hasta del 15% cuando ocurren cambios bruscos en la dirección de flujo del aire en la entrada al ventilador.

9



Las aletas de guías a la entrada suelen producir un control suave incluso con menos del 30% del flujo nominal, pero han ocurrido problemas de vibración en ventiladores grandes, de tiro inducido y de tiro forzado cuando esas aletas se han cerrado entre 30 y 60%. Cuando hay altas velocidades en los ductos con un ventilador equipado con aletas de guías de entrada, se debe tener cuidado adicional para obtener formas suaves de flujo del aire en los ductos de entrada y salida y, además, que estos sea tan fuertes como se necesite para evitar daños por vibración; ésta se agrava con la turbulencia y con la graduación incorrecta de las aletas de guía de entrada. Los ventiladores axiales tienen límites (rango) estrechos de operación a su máxima eficiencia (Figura 10), lo cual los hace menos atractivos cuando se esperan variaciones en el flujo. La joroba en la curva de rendimiento del ventilador axial (Figura 11); con alrededor del 75% de flujo, corresponde al punto de ahogo. No es deseable las operación de los ventiladores axiales entre este punto o aquél en el cual no hay flujo; es difícil predecir el rendimiento.

a)

b)

c)

d) Fig. 12: a) Palas curvadas hacia adelante; b) Radiales; c) Curvadas hacia atrás; d) Air Foil. En la figura 11 se indica también la curva de eficiencia de los ventiladores centrífugos (FC). Hay que tener en cuenta que estas curvas son generales y no implican que los de flujo axial sean menos eficientes. En las aplicaciones en procesos, por lo general, es mejor que se utilicen ventiladores centrífugos, aunque se tiene un traslape considerable en el rendimiento entre los centrífugos y los axiales en el extremo inferior del intervalo (rango) flujo y presión. En la figura 11 se presenta una comparación del rendimiento de los ventiladores centrífugos contra los axiales. En la tabla I se enumeran las aplicaciones típicas. Los ventiladores centrífugos estándar para ventilación funcionan hasta alrededor de 22 in de agua; más allá de este punto, se pueden fabricar ventiladores de este tipo para trabajo pesado, con relaciones de mayor compresión en ciertos flujos, de acuerdo con las especificaciones requeridas. No suele haber ningún ventilador disponible para más de 100 in de agua, con flujos de aire muy reducidos. Cuando una aplicación queda fuera de los límites estándar, es aconsejable consultar con el fabricante para ver si puede construir uno especial para trabajo pesado. Cuando las presiones son

10



más altas, puede ser difícil la decisión inicial de si el proceso necesita un ventilador o un compresor. En este caso, puede ser necesario tener precios aproximados de ambos antes de hacer la selección.

11



Tabla 1.- Aplicaciones industriales típicas de los diversos tipos de ventiladores Tipo de ventilador Aplicación

Tuboaxial

Sistema de transportación Suministro de aire a quemadores de petróleo y gas u hogares Reforzamiento de presiones de gas Ventilación de la planta Calderas, tiro forzado Calderas, tiro inducido Escape de hornos rotatorios Alimentación de hornos rotatorios Torres de enfriamiento Colectores de polvo y precipitadores electrostáticos Secado en proceso Gases de descarga de reactores o humo en chimeneas.

Axial con aletas de guía

Radial

Con curvatura al frente

X X

X

X

X X

Con curvatura hacia atrás

Aerodinámico

Air Foil

X

X X

X

X X

X X

X

X X X X

X X X X

X

X

X

X

X X

X

X X

X

X

X

1.B.- S ELECCIÓN DE UN VENTILADOR A menudo se admite que los ventiladores tienden a ocasionar menos problemas que otras máquinas y componentes de sistemas y es cierto que son máquinas sencillas pero la confiabilidad depende de la selección y aplicación correctas. La selección depende primero del rendimiento del caudal y presión requeridos; otros factores, que pueden decidir por ciertos ventiladores o tipos de ventiladores, son las partículas y productos químicos en la corriente de aire, restricciones en el tamaño y temperatura de la corriente de aire y el nivel de ruido. Por último una evaluación de los costos de inversión y operación definirá la selección.

1.C.- S ISTEMAS DE V ENTILACIÓN

12



Fig. 13: El punto real de funcionamiento del ventilador está en la intersección de su curva de presión estática y la resistencia del sistema. Los valores nominales de un ventilador son independientes de cualquier sistema, pero frecuentemente un ventilador no tiene el rendimiento esperado porque no se tuvieron en cuenta los efectos del sistema. El punto real de operación del ventilador está en la intersección de su curva de presión estática y la curva de resistencia del sistema. La resistencia varía en relación con el cuadrado de la velocidad (para áreas constantes de conductos podemos suponer el cuadrado del caudal) . Si la resistencia es distinta a la esperada, la intersección será en otro lugar de la curva del ventilador. Respecto de esto último es muy importante observar que un ventilador con curva de presión estática con mucha pendiente entregaría el caudal previsto a pesar de cambios o pequeños errores de cálculo de la resistencia del sistema, en cambio uno con curva plana, acusaría diferencias notorias; además, dependiendo del tipo de ventilador, la potencia consumida podrá tener grandes variaciones en más o en menos. Finalmente las cuatro causas más comunes de mal rendimiento inducido por el sistema son: flujo excéntrico hacia el ventilador, flujo arremolinado hacia el ventilador, ductos incorrectos de salida y obstrucciones en la entrada o la salida.

13



1.D.- A NEXO 1: S ELECCIÓN DE V ENTILADORES C ENTRÍFUGOS

Generalidades: Todos los tamaños de ventiladores pueden construirse con una sola boca de aspiración (SASE) o con dos bocas de aspiración (DADE) y en construcción normal o reforzada abarcando las clases I, II y III. Los límites de operación en lo que concierne a velocidades de rotación y a temperaturas de operación puede observarse en las tablas Nº1 y Nº2. Además la limitación de clase constructiva de acuerdo al rango de funcionamiento puede verse en la figura 13. En las figuras 14, 15 y 16 pueden observarse los arreglos constructivos, las posiciones de las bocas de descarga y de ubicación de los motores. Las tablas de capacidades de estos ventiladores se basan en condiciones de presión atmosférica normal, a nivel del mar y temperatura de 20ºC (68ºF). Para diferencia de estas condiciones normales ver tablas y procedimientos de reajuste en la tabla Nº3 (corrección por densidad). Para otras velocidades de giro a las indicadas en tablas por el fabricante pueden aplicarse las leyes de las turbomáquinas hidráulicas, pues el aire a bajas presiones se comporta como un fluido incompresible. Q1

=

n1

Q2 n2

donde

Q = caudal P s = presión estática HP = potencia n = R.P.M.

;

P S 1 P S 2

 n  =    n 

2

1

2

;

 n  =   HP  n 

3

HP 1

1

2

2

14



1.D.1.- Especificaciones para seleccionar un ventilador Caudal en m3 por minuto o por hora que deberá desplazar el ventilador. Contra qué presión máxima deberá actuar; valor indicado en mm de columna de agua. Temperatura y características del fluido a desplazar. Velocidad máxima de salida en metros/minuto o pie/minuto. Tipo de arreglo o posición requerida. Si el ventilador debiera ser suministrado con motor, se indicarán las características de la corriente disponible. g) Uso al que se destinará el ventilador. h) Tipo de cojinetes deseados: bolillas oscilantes, fricción fijos o fricción oscilantes. i) Si será SASE (Simple Ancho y Simple Entrada) o DADE (Doble ancho y Doble Entrada).

a) b) c) d) e) f)

Si ya ha seleccionado el ventilador de las correspondientes tablas, además de los datos precedentes indicará; j) Tipo y número de ventilador. k) Velocidad de rotación y potencia absorbida en el eje.

Ejemplo: Ventilador para mover 350 m3 por minuto contra una presión de 51 mm de columna de agua, a temperatura ambiente (20ºC) de aire saturado de ácido sulfúrico al 10% deberá tener una velocidad máxima de salida de ............ metros minutos. Será arreglo 3, posición 5 girado 30º a posición 6; la corriente disponible es trifásica 220 a 380 V.

Otro: Ventilador tipo AV, número 2030, SASE, para 500 m 3 por minuto contra una presión de 51 mm de columna de agua a temperatura de 80ºC para movimiento de aire con una velocidad de salida de ......... metros por minuto. Será arreglo 6, posición 4 con cojinetes a fricción oscilantes girando el rotor a 924 r.p.m. con un consumo en el eje de 7,70 HP. Se suministrará con (o sin) poleas. Se suministrará (o no) el motor de 10 HP trifásico 220/380 V. Con respecto a la posición se podrán usar las designaciones, en la figura 14, observando el ventilador desde el lado de accionamiento.

15


Tabla Nº 1TEMPERATURA


Límites de operación por temperatura según arreglos

Hasta 60ºC 60º a 100º C

ARREGLOS CORRECTOS Todos 1-5-6

100º a 200º C

1-6

200º a 300º C

1-6

TIPO DE CONSTRUCCIÓN Normal Reforzada con acoplamiento especial tipo jaula de ardilla. Reforzada con acoplamiento especial tipo jaula de ardilla y eje refrigerado. Reforzada con acoplamiento especial tipo jaula de ardilla y eje y cojinetes refrigerados.

FACTOR DE RPM MÁXIMAS 1 0,95 0,90 0,85

Tabla Nº2 - R. P. M. Máximas según clase constructiva Tamaño 7018 7020 7022 7024 7027 7030 7033 7036 7040

Máximas R.P.M. en clase I II III 2280 2960 3730 2080 2700 3400 1870 2430 3060 1700 2200 2780 1480 1930 2420 1330 1730 2180 1210 1580 1980 1070 1400 1760 980 1270 1600

Tamaño 7044 7049 7054 7060 7066 7073 7080 7089 7098

Máximas R.P.M. en clase I II III 880 1150 1450 800 1040 1310 720 940 1180 650 850 1070 590 770 970 540 700 880 480 630 795 440 575 720 400 520 650

Nota: Para corrección para operación a alta temperatura ver Tabla Nº1 Figura Nº13- Selección de clase constructiva según rango de funcionamiento

16



Figura Nº 14- Posiciones de la Boca de Decarga

Figura N º15- Ubicación de los Motores

17



Figura Nº 16- Arreglos Constructivos

NOTA: Depende del largo total del motor

1.D.2.- Corrección por densidad Cuando los ventiladores deben trabajar en condiciones de temperatura y/o altitud que varíen de las condiciones normales de 20ºC y a nivel del mar, los valores de corrección a adoptar se encuentran en la tabla Nº3 y se aplicará el siguiente procedimiento para convertir las condiciones reales a las condiciones de tablas.

18



1º)Se divide el valor de presión estática real y caliente por el factor de relación de densidad dado en la tabla Nº3, obteniéndose el valor equivalente a condiciones normales. 2º)Una vez obtenidas las condiciones equivalentes se buscan estos valores en las tablas de rendimiento indicados en las páginas 4 a 39, obteniéndose los valores de velocidad exactas. 3º)Se debe corregir la potencia al freno indicada en dichas tablas, para obtener la potencia real absorbida. Es lógico que a menor densidad de aire corresponde menos peso de aire por volumen dado y por lo tanto necesita menos energía el ventilador para mover dicho volumen. Tómese en cuenta no obstante, que durante el arranque, sobre todo en aplicaciones de proceso, el aire puede estar frío y el ventilador absorberá en frío más potencia del motor que en caliente. Hay que tener en cuenta además que a temperaturas altas muchos metales se debilitan y los lubricantes pueden descomponerse. Sugerimos observar la tabla 1 para determinar las verdaderas limitaciones del ventilador a altas temperaturas. Se puede si es necesario, construir los rotores de acero inoxidable, acoplamientos especiales o sobre enfriamientos de ejes y cojinetes.

Ejemplo: Supongamos un ventilador tipo A.F. 7027 SASE que debe desplazar 178 m 3/m de aire a 120ºC a 900 m. sobre el nivel del mar contra 25 mm de columna de agua. 1º)De la tabla Nº3 para 120ºC y 900 m. de altura corresponde un factor 0,669. 25mm / 0,669 = 38 mm 2º)De la tabla para ventilador A.F. 7027 SASE se observa que debe girar a 865 rpm. 3º)La potencia al freno en frío es de 2 HP. La potencia real será 2 x 0,669 = 1,34 HP

Tabla Nº3 - Factores de Corrección por temperatura y por altura Temperatura del aire ºC -30 -20 20 40 70 100 120 150 180 200 230 260 290

0 1.204 1.152 1.000 0.946 0.869 0.803 0.747 0.697 0.654 0.616 0.582 0.552 0.525

300 1.160 1.100 0.964 0.912 0.838 0.774 0.720 0.672 0.631 0.594 0.561 0.532 0.506

ALTURA SOBRE EL NIVEL DEL MAR EN METROS 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 1.120 1.080 1.040 1.000 0.965 0.930 0.895 1.070 1.030 0.995 0.958 0.923 0.888 0.856 0.930 0.890 0.864 0.832 0.801 0.772 0.743 0.880 0.848 0.818 0.787 0.758 0.730 0.703 0.808 0.770 0.751 0.723 0.696 0.671 0.646 0.747 0.720 0.694 0.668 0.643 0.620 0.596 0.694 0.669 0.645 0.622 0.598 0.576 0.555 0.648 0.624 0.604 0.580 0.558 0.538 0.518 0.608 0.586 0.565 0.544 0.524 0.505 0.486 0.573 0.552 0.532 0.513 0.493 0.476 0.458 0.542 0.522 0.503 0.484 0.466 0.449 0.433 0.513 0.495 0.477 0.459 0.442 0.426 0.410 0.488 0.470 0.454 0.437 0.421 0.405 0.390

2700 0.860 0.882 0.714 0.676 0.620 0.573 0.533 0.498 0.467 0.440 0.416 0.394 0.375

3000 0.828 0.792 0.688 0.651 0.598 0.552 0.514 0.480 0.450 0.424 0.401 0.380 0.361

19



Curva característica ¡Error!Vínculo no válido.

1.E.- A NEXO 2: D ATOS CARACTERÍSTICOS PARA PROYECTOS Potencia

VELOCIDAD DEL AIRE EN PIES POR MINUTO

Instituciones y edificios públicos Recomendada Máxima 1300-2000 15002200 500 900

Salida del ventilador Ingreso de aire ext. Conductos principales Ramificaciones de conductos Conductos ascendentes Serpentina de calef. Serpentina de refrig. Filtros de aire

Industrias Recomendada 1600-2400

Máxima 1700-2800

500

1200

1200-1800

1800-2200

600-900

11001600 800-1300

800-1000

1000-1800

600-700

800-1200

800

1000-1600

500

600

600

700

500

500

600

600

300

350

350

350

500

500

500

500

1000-1300

Lavadores de aire

Velocidades recomendadas de aire

La velocidad del aire puede variar de acuerdo al tipo de edificio y sus aplicaciones particulares. Velocidades bajas o tratamientos acústicos especiales se necesitan para Iglesias, estudios de radio y televisión, bibliotecas, salas de conferencias y aplicaciones similares.

Caída de presión dinámica

La caída de presión dinámica se produce por el movimiento del aire VP = (V - 4005)2 donde V = velocidad a la salida del ventilador en pie por minuto Presión total del sistema: Vp + Sp en pulgadas por columna de agua

Ventiladores encerrados en un pleno Cuando los ventiladores están ubicados en una cámara o pleno se recomiendan unidades ventiladores de doble ancho y doble entrada.

CAIDA DE PRESIÓN DINÁMICA en pulgadas de columna de agua Velocidad a la salida

Caída de presión

Velocida d a la salida

Caída de presión

Velocidad a la salida

Caída de presión

Velocidad a la salida

Caída de presión

600 800 1000 1200 1400 1600

.022 .040 .063 .090 .122 .160

1800 2000 2200 2400 2600 2800

.202 .250 .302 .360 .422 .490

3000 3200 3400 3600 3800 4000

.561 .638 .721 .808 .900 1.000

4200 4400 4600 4800 5000 5200

1.10 1.21 1.32 1.44 1.56 1.69

Si el ingreso del aire está fuera del centro u obstruido por él motor, éste puede afectar al rendimiento del ventilador. En este caso se recomienda colocar chapas para prevenir turbulencias y asegurar así una entrada suave de aire al ventilador. Las distancias aconsejadas desde el ventilador a las ¡Error!Vínculo no válido. paredes de la cámara se aprecian en la figura. Los factores de corrección a aplicar figuran en la tabla.

Fórmulas para el ventilador

20


Rendimiento mecánico =


CMF × Presión total 6356 × BHP

donde CFM : caudal de aire en pies cúbicos/minuto Rend. por presión estática =

CMF × Presión está t. 6356 × BHP

Velocidad (en pies por minuto) = r.p.m. x circunferencia del rotor del ventilador (en pies) CMF

=

BTU 1, 08

/ hora

× ∆T

Factores de corrección para paredes próximas del pleno D = %d r.p.m. BHP D = %d r.p.m. BHP 100 1.000 1.000 50 1.025 1.075 70 1.015 1.045 40 1.035 1.105 60 1.020 1.060 30 1.050 1.160

Nota: *Presión total y presión estática en pulgadas de columna de agua. *BTU/hora : cantidad de calor *Velocidad en pies por minuto *∆T : diferencia de temperatura en ºF Tamaño unidad BCS122 BCS135 BCS150 BCS165 BCS182 BCS200 BCS222 BCS245 BCS270 BCS300 BCS330 BCS365 BCS402 BCS445 BCS490 BCS542 BCS560 BCS660 BCS730

Ejemplo: WR 2 para proyectos de rotores AMCA Clase I AMCA Clase II AMCA Clase III SWSI DWDI SWSI DWDI SWSI DWDI 1.0 1.7 2.4 3.7 5.4 8.0 25.5 37.3 62.7 105.5 168.4 251.2 444.3 718.7 1054.5 1830.6 2903.2 4227.7 6738.2

2.0 3.4 4.9 7.4 10.7 16.1 51.1 74.5 125.5 211.1 336.7 502.5 888.7 1208.9 1778.6 3205.1 5062.3 7389.6 11885.1

1.2 2.1 4.2 6.3 9.3 13.6 25.5 37.3 62.7 105.5 168.4 251.2 444.3 718.7 1054.5 1830.6 2903.6 4247.2 6750.2

2.3 4.2 8.5 12.6 18.5 27.3 51.1 74.5 125.5 211.1 336.7 502.5 777.0 1208.9 1778.6 3205.1 5062.3 7423.6 11937.6

1.8 2.8 5.3 7.9 11.6 24.2 36.4 53.2 76.2 113.2 179.6 268.3 445.2 763.2 1123.7 1994.6 3086.1 4729.1 6873.9

3.6 5.7 10.7 15.8 23.2 48.3 72.8 106.3 152.4 226.3 359.2 462.5 780.6 1297.4 1914.1 3533.4 5437.0 8426.2 12185.0

WR2 para proyectos de rotores Airfoil

WR 2 es la inercia de los elementos conductores expresada en libras por pie cuadrado en el eje del motor. El motor debe tener un par de arranque lo suficientemente grande para vencer la inercia del rotor y acelerar hasta la velocidad operativa. Si la velocidad difiere de la del eje del motor (en los casos de unidades con transmisión a poleas y correas al valor WR 2 del rotor del ventilador deberá ser multiplicado por: 2

Velocidad del rotor

2

Velocidad del motor

para poder determinar el WR 2 equivalente al eje del motor. El motor seleccionado deberá ser controlado de acuerdo a las necesidades de la potencia del motor y par de arranque. (Datos suministrados por el fabricante)

Capacidades mínimas requeridas para instalaciones de ventilación (STD)

Locales

Renovacio nes/hora

m3/hora pers.

21



Fábricas, trabajos sedentarios Fábricas, trabajos activos Fundiciones Molinos Instalaciones de galvanizado

Locales Talleres de Imprenta Cervecerías (cámaras de fermentación) Tintorerías Limpieza y planchado Refinería de aceite (sala de bombas) Frigorífico (matadero) Áreas de pintura a soplete Panaderías (cuadra) Panadería (cuadra si hay horno) Laboratorios Laboratorios mecánicos y eléctricos Laboratorios químicos Hilanderías Tejeduría Manufactura del tabaco Lavaderos Lavaderos a vapor Locales de planchado y clasificación Carpinterías Establecimientos metalúrgicos Fábricas de papel Fábricas de celulosa Fábricas de pastas alimenticias Fábricas de productos químicos Talleres de forja Talleres mecánicos para reparación de automotores Ídem en garajes Locales para máquinas Locales para caldera según potencia instalada Locales para transformadores Locales para medidores eléctricos Locales para medidores a gas Lugares de trabajo en general Restaurantes y lugares afines Oficinas en general Oficinas privadas Oficinas privadas (fumando considerablemente) Depósitos para sustancias no fermentables, putrescibles ni olorosas. Menos de 50m 3 Más de 300 m 3

6 10 10 8 20

Renovacio nes/hora

m3/hora pers.

6 20 30 12 15 12 60 20 60 8 6 50 8 6 12 15 22 15 8 6 20 30 8 10 30 8 15 12 20 a 60 12 12 6 12 6 6 6 6 2

30 20 25 40 50

22



Baños, sanitarios Escaleras, corredores, pasillos, pasajes, palieres, vestíbulos, etc. Dormitorios

10 3 2a7

Locales

Renovacio nes/hora

Cocinas Bibliotecas Exposiciones Estudios de radiodifusión Salas de operaciones Casas de baño (uso colectivo) Salas de baile, boite, cabaret Bancos Estudios cinematográficos Teatros, cines, auditorios

m3/hora pers.

20 6 16 6 a 18

30 30 120

16 90 12 14 40

Nota: Durante la etapa inicial de un proyecto se deberá tener en cuenta además de estos valores mínimos lo que marcan los códigos de edificación, ley de higiene y seguridad industrial, etc.

2.- DISEÑO DE CONDUCTOS DE AIRE ACONDICIONADO La apropiada canalización del aire en un sistema de acondicionamiento es de fundamental importancia para lograr buenos resultados. El correcto diseño de los conductos de inyección y retorno del aire debe tener en cuenta una serie de factores como ser una distribución acorde con la estructura del edificio o piso a climatizar, el control del ruido en las canalizaciones, la determinación de caudales de aire apropiadas para cada ramal, la ubicación óptima de las salidas, lo mismo que los retornos y el criterio económico necesario para asegurar la minimización de los gastos de inversión y operación del sistema. Tres son las variables que intervienen en el cálculo de las dimensiones de un conducto: a) El caudal de aire que circula por el mismo y que suele expresarse en metros cúbicos de aire por minuto. b) La velocidad con que se mueve el aire en la canalización, medida generalmente en metros por minuto o por segundo. c) La contrapresión que ofrece el sistema de conductos a la circulación del aire y que se mide en milímetros de columna de agua. En general, el caudal de aire se determina para cada local a climatizar, en base al calor sensible que es necesario retirar o incorporar al mismo y que ha sido determinado por el balance térmico. La velocidad tiene gran importancia pues su correcta elección por el proyectista fijará los niveles de sonido compatibles con una marcha silenciosa del sistema canalizador. Para su determinación, pueden ser útiles los valores que se transcriben en la tabla siguiente:

TABLA 1- Valores Recomendados y Máximos de Velocidad del Aire en conductos para sistemas de aire acondicionado de baja velocidad (m/minuto).

23


Designación

Residencias


Escuelas - Teatros Edificios públicos Recom. Máximo

Recom.

Máximo

Tomas de aire exterior

150

240

150

Bocas salida ventilador

300 - 480

510

Conductos principales

21 0 - 270

Ramales horizontales Ramales verticales

Edificios industriales Recom.

Máximo

270

150

36 0

400-600

450-660

480-700

510-840

240-360

300-390

330-480

360-540

390-660

180

210-300

180-270

240-390

240-300

300-540

15 0

200-240

180-210

240-360

2 40

300-500

En cuanto a la tercer variable mencionada, la contrapresión del sistema, debe tenerse en cuenta que toda la red de conductos ofrece una resistencia al paso del aire y que dicha resistencia, debido a la fricción y al movimiento del aire, debe ser vencida por el ventilador a fin de lograr la circulación en la canalización proyectada. Es decir que la máquina soplante debe generar un caudal de aire con una presión total (medida en milímetros milímetros de columna de agua) que sea igual a la presión total que tiene el sistema de conductos. Esta presión total (Pt), que puede ser medida en cada sección del conducto por manómetros especialmente adaptados, se compone de dos valores. El primero es llamado presión estática del aire (PE) y es la presión que la masa del aire ejerce sobre las paredes del conducto. Es la misma presión que puede medirse en un recipiente cerrado con el aire quieto (estático) y que se distribuye por igual en toda el área interna del recipiente. El segundo componente de la presión total, se debe exclusivamente al movimiento del aire dentro del conducto y su valor depende de la velocidad del fluido, denominándose por ello presión dinámica o de velocidad (PD). De tal manera que Pt = PE + PD . Al circular el aire por la canalización, la presión total disponible en la boca de salida del ventilador va consumiéndose debido a las fricciones, cambio de secciones y de dirección. La presión estática y la dinámica se van convirtiendo mutuamente una en otra y pueden cada una de ellas aumentar o disminuir a medida que se progresa en la dirección del aire, pero siempre la presión total va disminu disminuyen yendo. do. El valor de la presión total a lo largo de un conducto, que ha disminuido por las pérdidas debidas a la fricción y a los cambios de dirección y de sección, es el que debe tenerse en cuenta para el dimensionamiento dimensionamiento de la canalización y para elegir el ventilador adecuado. adecuado .

2.A.- D ISEÑO DE ISEÑO DE CONDUCTOS CONDUCTOS En aire acondicionado, existen varios métodos para calcular las medidas de los conductos que transportan un determinado caudal de fluido. La elección del método apropiado depende del grado de exactitud que se requiera y también de la importancia y tipo de instalación que se proyecta. Recuperación Estática que es un método cuidadoso, detallado y bastante En el sistema de Recuperación utilizado en los diseños para aire acondicionado de alta velocidad, se utiliza el principio de ir reduciendo la velocidad del aire de manera que, aunque la presión total disminuye, hay un aumento de la presión estática que compensa la pérdida por fricción en cada tramo del conducto. La velocidad que se le fija al aire en cada ramal, junto con el caudal de aire que circula y que es dato conocido, fija la sección del conducto por la fórmula:

24



C S

=

V

S = sección del conducto (m 2) C = caudal del aire (m 3/min) V = velocidad del aire (m/min.) En el método de Presión Total que es una adaptación del anterior, se puede determinar con gran exactitud las pérdidas de energía mecánica de todo el sistema, lo que ayuda a elegir con seguridad el ventilador adecuado. Además el proyectista tiene un conocimiento exacto de la presión total y dinámica dinámica en los tramos intermedios intermedios de la red y no debe depender depender además de asumir asumir una velocidad determinada a la salida del ventilador. También es un cálculo laborioso que exige una detallada tabulación de los resultados que en definitiva no difieren mucho de los resultados obtenidos por el método de recuperación estática. Existen otros sistemas de cálculo de conductos basados en fórmulas empíricas pero por la Fricción . universalidad de su aplicación, nos referiremos en detalle al Método de Igual Fricción Es el más utilizado, es simple en su concepción, puede aplicarse en la mayoría de los casos que se prese presenta ntann a diar diario io y es peq peque ueño ño el grado grado de error error que puede puede comet cometers erse, e, cuan cuando do las las velocidades del aire no son elevadas y corresponden a las normalmente utilizadas en los sistemas comunes de baja velocidad. Es necesario destacar en este punto que ningún sistema de diseño adoptado garantiza un menor costo de la instalación de conductos. En caso de requerirse una máxima economía deberían evaluarse todas las variables que intervienen en el costo de un sistema de distribución de aire, aplicando cada uno de los métodos de diseño conocidos. Las Las princ princip ipal ales es de esas esas varia variabl bles es sería serían: n: la potenc potencia ia eléc eléctri trica ca del del motove motoventi ntila lador dor,, la fabricación e instalación de los conductos y su correspondiente aislación, los requerimientos de espacio, etc.

2.A.1.- Método de igual fricción Se basa en mantener una caída de presión constante por unidad unidad de longitud de conducto a lo largo de toda la canalización. Luego para determinar la pérdida de presión total del sistema debe multiplicarse esta pérdida unitaria por la longitud equivalente del conducto distribuidor.

25



TABLA 2 - Factores de longitud de Codos. Para usar solamente cuando el codo es seguido por un conducto de por lo menos cuatro diámetros de longitud. R L

1.00

Codo simple

0.25 0.50 0.75 1.00 1.50

19 11 9 7 6

21 13 9 8 7

24 15 10 9 9

28 18 15 14 13

Codo con guiador simple

0.25 0.50 0.75 1.00

8 6 6 6

9 7 8 8

10 9 9 9

14 13 14 15

0.10 0.15 0.20 0.25

8 7 7 6

9 8 8 8

10 9 9 9

14 14 13 13

Codo con dos guiadores

Codo recto con guiadores

RELACIÓN DE FORMA 0.75 0.50

0.25

20

Doble codo

(aproximadamente (aproximadamente lo mismo que un u n codo simple del tipo que corresponda)

Se introduce aquí el concepto de longitud equivalente ya que en un sistema de conductos aparecen varias varias piezas piezas como codos, derivacione derivaciones, s, etc. en las cuales cuales también se producen caídas caídas de presión. Se establece establece entonces entonces que la longitud longitud equivalente equivalente de un accesorio accesorio como los mencionad mencionados os es la longitud de un conducto recto del mismo tamaño que la pieza considerada cuya pérdida de presión es igual a la que se produciría en el accesorio. De esta manera puede reducirse toda la caída de presión del circuito a términos de longitud del mismo. En la tabla 2 han sido indicados los factores de longitud equivalente de varios codos normalmente normalmente utiliza utilizados dos en un sistema sistema de conductos. Estos factores, que como se ve en la tabla dependen de relaciones entre radio interno y lados del codo, deben multiplicarse por el diámetro equivalente del conducto para obtener la longitud equivalente buscada. La equivalencia entre diámetro de un conducto circular y ambos lados de un conducto rectangular está fijada por la tabla 3.

TABLA 3 - Conducto circular equivalente equivalente a otro rectangular de lados conocidos Lados del conducto

150

200

250

250 300

213 231

249 272

287 302

300 333

350

400

450

500

550

600

Lados del conducto

250 300

26



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 1900 2000

249 264 280 292 305 315 326 335 346 356 366 374 381 389 396 404 412 419

292 308 328 343 358 371 384 396 409 419 432 442 452 463 470 480 488 498 506 514 521 531 536 544 559

328 348 368 384 404 422 435 450 465 478 490 504 516 526 536 546 556 567 577 587 595 605 615 622 640 656 674 696 701

361 384 407 427 447 465 483 498 514 529 544 556 572 585 595 607 618 630 641 651 664 674 684 694 709 729 746 762 782

389 414 439 460 485 503 524 541 559 576 592 607 622 637 650 662 678 691 701 714 724 734 744 756 778 798 820 834 854

445 470 496 518 541 561 582 602 620 637 656 671 686 701 716 729 742 757 770 782 793 806 819 841 862 885 900 925

501 526 551 574 597 620 640 661 678 696 714 732 747 762 777 793 808 824 836 849 862 876 902 923 946 971 991

556 582 607 630 655 677 698 719 736 757 775 793 810 825 841 856 871 896 902 915 927 956 981 1004 1029 1052

612 638 664 689 711 734 756 775 798 816 834 852 869 887 903 915 935 951 965 983 1008 1034 1063 1088 1113

666 692 716 745 765 788 813 834 853 874 894 914 930 949 966 984 999 1011 1027 1057 1088 1115 1141 1168

Lados del conducto

650

700

750

800

850

900

950

1000

1050

1100

650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1600 1700 1800 1900 2000

722 749 775 798 823 838 869 893 914 934 951 971 990 1006 1025 1042 1059 1074 1105 1135 1165 1194 1219

777 803 829 854 875 903 925 948 969 990 1009 1028 1046 1066 1084 1102 1118 1154 1185 1215 1245 1272

834 859 884 909 934 955 981 1004 1025 1046 1068 1089 1108 1126 1143 1165 1199 1229 1262 1292 1321

889 914 940 966 992 1015 1038 1057 1082 1105 1126 1143 1163 1184 1202 1238 1275 1308 1340 1368

944 971 996 1020 1044 1068 1093 1116 1139 1161 1181 1201 1223 1242 1280 1316 1351 1388 1418

1002 1028 1052 1078 1103 1127 1148 1171 1198 1219 1241 1260 1280 1321 1359 1395 1430 1462

1057 1083 1108 1133 1159 1180 1204 1226 1248 1272 1296 1318 1356 1396 1435 1470 1505

1114 1139 1165 1190 1215 1240 1263 1286 1308 1331 1355 1398 1438 1475 1511 1599

1165 1190 1215 1240 1265 1290 1316 1339 1363 1388 1432 1473 1515 1555 1592

1222 1248 1275 1300 1325 1350 1375 1398 1418 1467 1511 1552 1592 1630

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 1900 2000 Lados del conducto

650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1600 1700 1800 1900 2000

27


Lados del conducto

1150

1200

1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1600 1700 1800 1900 2000

1278 1302 1327 1352 1378 1403 1426 1451 1489 1545 1591 1629 1668

1336 1361 1388 1413 1435 1460 1485 1531 1578 1621 1668 1708

1250

1389 1418 1443 1468 1495 1519 1565 1609 1655 1702 1745

1300

1350

1444 1469 1495 1523 1550 1595 1646 1692 1738 1782

1400

1508 1523 1555 1579 1630 1679 1723 1769 1825

1555 1582 1608 1658 1709 1756 1802 1848


1450

1612 1634 1698 1735 1790 1850 1885

1500

1670 1720 1770 1823 1872 1913

1600

1780 1833 1883 1934 1985

1700

1890 1941 1992 2043

Lados del conducto

1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Pondremos un ejemplo para aclarar estos últimos conceptos. Obtener la longitud equivalente de un codo de 0.30 m. x 0,30 m de un radio interno de 0.15 m. Refiriéndonos a la tabla 3. Diámetro equivalente del conducto = 333 mm. Radio interno del codo Relación de lados:

R L

=

L1 L 2

0.15 0.30

=

= 0.5

0.30 0.30

=1

En la tabla 2, Factor de longitud equivalente = 11 Luego, la longitud equivalente del codo es: 333 x 11 = 3663 mm. = 3.66 m. El método de Igual Fricción utiliza la simplificación propuesta por un ábaco (figura I) que relaciona las variables anteriormente explicadas (caudal, velocidad y caída de presión) con las dimensiones del conducto circular. Para pasar del conducto redondo al rectangular basta aplicar los valores de tabla III. Analizando el ábaco mencionado puede comprenderse que basta conocer dos valores para determinar los dos restantes.

28



En los problemas comunes de aire acondicionado generalmente el dato conocido de antemano por el proyectista es el caudal del aire que circula por la red.

29



Lo que se suele hacer entonces es fijar la velocidad del fluido a la salida del ventilador, valor que como se dijo es determinado fundamentalmente por consideraciones sobre el nivel de sonido aceptable en la instalación (Ver tabla 1). Con el caudal y la velocidad en el tramo inicial, se determina por el ábaco la pérdida de presión (también llamada pérdida de carga) unitaria en ese tramo, así como también la medida del conducto. Luego solo resta mantener para el resto de los ramales o tramos esa pérdida de carga fijada inicialmente y con los caudales de aire en cada uno de ellos (dato conocido) se van determinando las medidas de conducto correspondientes. Como dato accesorio, también puede computarse el valor de la velocidad del aire en cada tramo. Por último, tomando la longitud equivalente del tramo más comprometido (de mayor pérdida de presión), basta multiplicar dicha longitud por la pérdida de carga unitaria para conocer el valor de la caída de presión total del sistema de conductos. Todo lo explicado puede ejemplificarse con el cálculo de una instalación que responde a las características del esquema de la figura2. Inyección 4 Figura 2 - Esquema de conductos

Inyección 2

50m3/min. Ventilador

3 m.

Inyección 3

10 m3/min 1m 15 m3/min. 1m 20 m3/min 45 m3/min. 35 m3/min A B C 3 mamam / 2 m. 2 m. 4 m. min.

3 m. D

5 m3/min. 1 m.

Inyección 1

Ejemplo: Calcular una red de conductos según el esquema para un caudal total del aire de 50 m3/min. Se ha proyectado una velocidad de salida para el tramo inicial (ventilador -A) de 390 m/min. Determinar el tamaño de los conductos y la caída de presión total del sistema inyector de aire. El caudal total se ha fijado entonces en 50 m 3/min. y la velocidad en 390 m/min. En el ábaco I puede leerse en la intersección de estos dos valores que el diámetro del conducto en el tramo ventilador -A es de 400 mm. y la caída de presión unitaria es 0.1 mm columna de agua. Como en el ábaco se determinan los diámetros del conducto (circular), para poder transformarlo en rectangular, podemos usar la tabla III. Así para un diámetro de 400 mm. y buscando que el conducto se aproxime a un cuadrado, adoptamos las medidas de 400 mm. x 350 mm. (diámetro 414 mm.). Siguiendo verticalmente la línea de 0.1 mm. col.H 2O, el resto de los conductos puede calcularse inmediatamente pues disponemos de los caudales en cada tramo. Los resultados se tabulan según puede verse en la tabla 4.

TABLA 4 - Resultados del Ejemplo Pérdida de

Diámetro

Medidas del

Longitud

Pérdida de

Pérdida de

30


Ramal

Caudal m3/min

presión mm/m

Velocidad m/mm

Ventilador -A A-B B-C C-Iny 4

50 45 35 20

0,1 0,1 0,1 0,1

Ventilador -A A-Iny1

50 5

Ventilador -A A-B B-Iny2 Ventilador -A A-B B-C C-Iny3


conducto rectangular cm. 40x35 40x30 40x25 25x25

equivalent e m.

390 385 370 340

del conducto mm. 400 380 340 265

3 2 2 9,6

presión por ramal mm. 0,3 0,2 0,2 0,96

presión acumulativa mm 0,3 0,5 0,7 1,66

0,1 0,1

390 280

400 150

40x35 20x15

3 2,2

0,3 0,22

0,3 0,52

50 45 10

0,1 0,1 0,1

390 385 310

400 380 200

40x35 40x30 25x15

3 2 2,2

0,3 0,2 0,22

0,3 0,5 0,72

50 45 35 15

0,1 0,1 0,1 0,1

390 385 370 320

400 380 340 230

40x35 40x30 40x25 30x15

3 2 2 2,2

0,3 0,2 0,2 0,22

0,3 0,5 0,7 0,92

Para determinar la caída de presión total del sistema, podemos apreciar directamente que el tramo Ventilador - Inyección 4 es el de mayor longitud y que probablemente tenga la mayor pérdida de carga de todo el sistema. De todas maneras, el cálculo que se resume en la tabla IV será el que indique cuál es el ramal más comprometido. Suponiendo, no obstante, que el ramal aludido es el que debe considerarse, hay que calcular la longitud equivalente del codo D. Asumimos que dicho accesorio tiene un radio interior de 0.20 m. Luego, la relación

R W

es igual a :

0. 20 0.25

=

0.8

Por otra parte, la relación de lados (alto sobre ancho) es En la tabla II (adoptando para simplificar una relación

0. 25

1 0. 25 R 0.75 ) W =

=

tenemos que el factor de

longitud es igual a 9. Por otro lado, teniendo el codo D medidas iguales a 250 x 250 mm, podemos determinar en la tabla III que su diámetro equivalente es: 287 mm. Luego la longitud equivalente de dicho codo resulta: 9 x 287 mm. = 2583 mm. = 2.583 m. La longitud equivalente del tramo Ventilador - Inyección 4, es entonces: 3m. + 2m. +2m. +4m. + 2,6 m. +3 m. = 16,6 m. Esta longitud equivalente multiplicada por la pérdida de presión unitaria nos dará caída de presión total del sistema que resultará igual a 1.66 mm. de columna de agua. Efectuados los cálculos para los demás tramos, se comprueba que efectivamente el primer ramal analizado es el que tiene la mayor pérdida de presión. Para simplificar se ha tomado un factor igual a 6 para hallar la longitud equivalente del resto de los codos. Para obtener la caída de presión total del sistema, debe agregarse al valor obtenido de 1.66 mm. de columna de agua, la pérdida que se produce en la reja de alimentación (Inyección 4), que puede fijarse en 1.4 mm. de columna de agua. Este dato puede obtenerse de las tablas de fabricantes de rejas o asimilar valores que figuran en los textos de estudio. Tenemos entonces una pérdida de presión total del sistema de inyección igual a 3 mm. de columna de agua. Debe destacarse que el método de Igual Fricción detallado, es aplicable también a los conductos de retorno del aire y por ello el cálculo se efectúa de la misma manera. En un sistema de retorno el conjunto termina o se conecta a la boca de entrada del ventilador y es en este punto donde se registra la menor presión total. De tal manera que la pérdida de carga producida en la línea de retorno es igual a la diferencia entre la presión atmosférica de entrada en la reja más comprometida y la presión total a la entrada del ventilador. Debe decirse por último, no importa que método de diseño de conductos haya sido utilizado, en todas las bocas de salida del aire deben colocarse registros a fin de balancear los caudales de aire y obtener una óptima distribución del mismo a los locales a climatizar.

31



2.B.- C ONSIDERACIONES FINALES El proyectista de un sistema de aire acondicionado salvo en casos especiales, no tiene actualmente necesidad de calcular los componentes de un equipo (como serpentinas, ventiladores, etc.) pues dispone en plaza de una variedad de marcas y modelos que cubren una amplia gama de posibilidades. Es decir, una vez seleccionado el equipo que pueda cubrir las necesidades térmicas del ó los locales a climatizar, el ventilador de dicho equipo y su performance dentro de ciertos límites, queda definido. Es entonces cuando debe comprobar si dicho ventilador cumple con los requisitos de caudal necesario para la contrapresión que ofrece el sistema de distribución que ha proyectado. Aquí se debe tener especial cuidado en considerar que la presión externa del sistema de conductos es la suma de las presiones positivas de inyección más la de succión que se producen en las canalizaciones de retorno. En otras palabras, el ventilador del equipo seleccionado debe ser capaz de circular un caudal de aire determinado por la carga térmica del local contra una presión exterior que involucra las pérdidas en los conductos de inyección y retorno. Estas pérdidas, medidas en mm de columna de agua, son las que indicaría un manómetro diferencial si una de cuyas ramas fuera colocada en la zona de succión del ventilador y la otra en su descarga. Por supuesto están incluidas en estas pérdidas, las que se producen dentro de la máquina. Los fabricantes de equipos acondicionadores de aire incluyen en sus folletos las performances de los ventiladores indicando las variaciones de caudal frente a distintas presiones estáticas que puedan oponerse. Por todo lo expresado, es sumamente importante que el equipo que se ha elegido no sólo sea capaz de cubrir las necesidades térmicas calculadas sino que también su sistema circulador de aire pueda cumplir con las exigencias que le impone un proyecto de conductos como el que en este artículo se ha considerado.

32



2.D.- T ABLAS Velocidades máximas recomendadas para Sistemas de baja Velocidad (m/s) FACTOR DE CONTROL DEL NIVEL DEL RUIDO

APLICACIÓN

(Conductos princ.) 3

Residencias Apartamentos Dormitorios de hotel Dormitorios de hospital Oficinas particulares Despachos de directores Bibliotecas Salas de cine y teatro Auditorios Oficinas públicas Restaurantes de primera categoría Comercios de primera categoría Bancos Comercios de categoría media Cafeterías Locales industriales

FACTOR DE CONTROL - ROZAMIENTO EN CONDUCTO Conductos principales Conductos derivados Suministro Retorno Suministro Retorno 5 4 3 3

5

7,5

6,5

6

5

6

10

7,5

8

6

4

6,5

5,5

5

4

7,5

10

7,5

8

6

9

10

7,5

8

6

12,5

15

9

11

7,5

Presiones Dinámicas PRESIÓN DINÁMICA (mm c.a.) 0,25 0,50 0,75 1 1,25 1,50 1,75 2 2,25 2,50 2,75 3 3,25 3,50 3,75 4 4,25 4,50 4,75 5 5,25 5,50 5,75 6 6,25 6,50 6,75 7 7,25 7,50 7,75 8 8,25 8,50

VELOCIDAD (m/s) 2 2,82 3,48 4 4,47 4,89 5,29 5,65 6 6,32 6,63 6,92 7,21 7,48 7,74 8 8,24 8,48 8,71 8,94 9,16 9,38 9,59 9,79 10 10,19 10,39 10,58 10,77 10,95 11,13 11,31 11,48 11,66

PRESIÓN DINÁMICA (mm c.a.) 8,75 9 9,25 9,50 9,75 10 10,25 10,50 10,75 11 11,25 11,50 11,75 12 12,25 12,50 12,75 13 13,25 13,50 13,75 14 14,25 14,50 14,75 15 15,25 15,50 15,75 16 16,25 16,50 16,75 17

VELOCIDAD (m/s) 11,83 12 12,16 12,32 12,49 12,64 12,80 12,96 13,11 13,26 13,41 13,56 13,71 13,85 14 14,14 14,28 14,42 14,56 14,69 14,83 14,96 15,09 15,23 15,36 15,49 15,62 15,74 15,87 16 16,12 16,24 16,37 16,49

PRESIÓN DINÁMICA (mm c.a.) 17,25 17,50 17,75 18 18,25 18,50 18,75 19 19,25 19,50 19,75 20 20,25 20,50 20,75 21 21,25 21,50 21,75 22 22,25 22,50 22,75 23 23,25 23,50 23,75 24 24,25 24,50 24,75 25 26 27

VELOCIDAD (m/s) 16,60 16,73 16,85 16,97 17,08 17,20 17,32 17,43 17,55 17,66 17,77 17,88 18 18,11 18,22 18,33 18,43 18,54 18,65 18,76 18,86 18,97 19,07 19,18 19,28 19,39 19,49 19,59 19,69 19,79 19,89 20 20,39 20,78

PRESIÓN DINÁMICA (mm c.a.) 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Notas: 1. Condiciones aire normal (760 mm Hg y 21ºC). 2

2. Valores deducidos de la siguiente ecuación: donde: V = velocidad en m/s.

hv

V  =     4 

h v = diferencia de presión dinámica.

VELOCIDAD (m/s) 21,16 21,54 21,90 22,27 22,62 22,97 23,32 23,66 24 24,33 24,65 24,98 25,29 25,61 25,92 26,22 26,53 26,83 27,12 27,42 27,71 28 28,28 28,56 28,84 29,12 29,39 29,66 29,93 30,19 30,46 30,72 30,98

33



Rozamiento en los Elementos de un Sistema de Conductos Rectangulares ELEMENTO

CONDICIONES

RELACIÓN L/D **

Codo de radio de sección rectangular

W/D

0,5

0,75

0,5 1 3 6

33 45 80 125

14 18 30 40

Número de guías

0,50

R/D 1,00 1,25 Relación L/D 9 5 11 7 14 8 18 12

1,50 4 4 5 7

Codo de radio de sección rectangular con guías

R/D 0,75 1,00 1,50 Relación L/D 10 8 7 8 7 7 7 7 6 X º/ 90 multiplicado por el valor correspondiente a codo análogo de 90º

Codo de Xº

1 18 2 12 3 10 Codo de radio con o sin guías

Codo recto rectangular

Sin guías

60

Guías de cambio de dirección de simple espesor

15 10

Doble codo

Guías de cambio de dirección de doble espesor S=O

W/D = 1, R/D = 1,25 *

S=D

10

Doble codo

S=O

20

S=D

22

Doble codo

S=O

15

W/D = 1, R/D = 1,25 * para ambos

S=D

16

Doble codo

Dirección de la flecha

45

W/D = 2, R 1/D = 1,25 * , R 2/D = 0,5

Dirección inversa

40

Doble codo

Dirección de la flecha

17

W/D = 4, R/D = 1,25 * para ambos codos

Dirección inversa

18

15

W/D = 1, R/D = 1,25 *

Rectangulares (Cont.)

34


ELEMENTO


CONDICIONES V2 = V1 Pérdida p.e = nhv1

Transformación

Expansión v2/v1 0,20 0,40 0,60

VALOR DE n *** 0,04

“n” Ángulo “a” 10º 15º 20º 0,22 0,20 0,18 0,25 0,23 0,22 0,26 0,25 0,24 Ganancia p.e =n(hv1 - hv2)

5º 0,25 0,27 0,28

30º 0,15 0,20 0,24

Contracción

Entrada abrupta Entrada suave

a 30º 45º 60º n 0,311**** 0,317 0,326 Pérdida p.e. = n(hv2 - hv1) **** Pendiente 25% 0,10 Pérdida p.e. = nhv1 0,009

Salida abrupta Pérdida p.e. o ganancia consideradas nulas

Salida suave Entrada reentrante

Pérdida p.e. = nhv1

0,25

Orificio redondo de borde agudo A1/A2 n

0 0,76

0,25 0,50 0,70 0,57 Pérdida p.e. = nhv2

0,75 0,33

1,00 0

Contracción abrupta V1/V2 n

0 0,40

0,25 0,50 0,37 0,29 Pérdida p.e. = nhv2

0,75 0,15

V2/V1 n

0,20 0,40 0,60 0,09 0,14 0,14 Ganancia p.e. = nhv1

0,80 0,09

Expansión abrupta

Tubería que atraviesa el conducto E/D n

0,10 0,25 0,06 0,16 Pérdida p.e. = nhv1

0,50 0,60

E/D n

0,10 0,25 0,21 0,42 Pérdida p.e. = nhv1

0,50 1,21

E/D n

0,10 0,25 0,02 0,07 Pérdida p.e. = nhv1

0,60 0,27

Barra que atraviesa el conducto

Alivio sobre la obstrucción

40º 0,13 0,19 0,23

35



Rozamiento por Codos Rectangulares CODO DE RADIO SIN GUÍAS

CODO DE RADIO CON GUÍAS ***

CODOS CUADRADOS ***

DIMENSIONES DEL CONDUCTO (cm) W

D

Relación de radio ** R/D = 1,25

Rt= 150 mm (recom.)

Rt= 75 mm (aceptable)

Guías cambio de dirección Doble espesor

Guías cambio de dirección Simple espesor

LONGITUD ADICIONAL EQUIVALENTE DE CONDUCTO RECTO (METROS) Deflectores

240

180

150

120

105

90

80

120 90 75 60 50 120 90 75 60 50 40 30 120 90 75 60 50 40 30 240 120 90 75 60 50 40 30 25 20 105 90 75 60 50 40 30 25 20 180 90 75 60 50 40 30 25 20 80 75 60 50 40 30 25 20

9,22 7,38 6,51 5,65 4,67 8,25 6,90 6,20 5,05 4,42 3,80 3,56 8 6,51 5,65 4,77 4,18 3,56 2,95 13,31 7,67 5,90 5,28 4,42 4,18 3,26 2,62 2,40 2,39 6,81 5,90 5,03 4,42 3,87 3,25 2,66 2,40 2,08 10,04 5,60 4,79 4,14 3,53 2,98 2,70 2,36 2,08 5,00 4,76 4,11 3,54 2,95 2,33 2,08 1,72

13,40 10,82 9,22 9,84 8,23 13,04 9,80 8,40 8,48 6,76 5,30

2 2 2 1 1 2 2 2 1 1 1

12,17 9,10 7,50 8,08 6,44 4,67

2 2 2 1 1 1

10,48 10,38 7,67 6,88 7,13 5,65 4,42

3 2 2 2 1 1 1

8,23 7,05 6,30 6,26 5,28 4,11

2 2 2 1 1 1

8,04 6,59 5,70 5,95 5,03 3,82

3 2 2 1 1 1

5,53 5,45 5,69 4,67 3,52

2 2 1 1 1

Deflectores

12,60 9,22 11 8,36 7,30 11,92 8,65 9,80 7,31 5,75 4,72 4,50 11,43 8,06 9,20 7,75 6,17 4,47 4,21

3 3 2 2 2 3 3 2 2 2 2 1 3 3 2 2 2 2 1

11,80 8,85 7,30 5,90 5 10,45 8,56 7,43 6,33 5,31 4,42 3,20 9,74 8,56 6,88 5,98 5,01 3,80 2,95

17,70 13,40 10,95 8,85 7,30 17,70 13,40 10,95 8,85 7,30 5,95 4,50 17,70 13,40 10,95 8,85 7,30 5,95 4,50

9,96 6,60 8,40 6,20 5,03 4,18 3,80 3,24 2,67 7,57 6,31 7,74 5,64 4,70 3,85 3,80 2,99 2,33

3 3 2 2 2 2 1 1 1 3 3 2 2 2 2 1 1 1

8,55 6,88 6,20 5,28 4,46 3,59 2,95 2,38 2,08 7,17 6,56 5,92 4,75 4,18 3,54 2,66 2,36 1,72

17,70 13,40 10,95 8,85 7,30 5,95 4,50 3,56 2,98 15,55 13,40 10,95 8,85 7,30 5,95 4,50 3,56 2,98

5,69 6,64 6,47 4,42 3,62 3,56 2,65 2,36 5,10 6,20 5,00 4,18 3,56 3,51 2,68 2,38

3 2 2 2 2 1 1 1 3 2 2 2 2 1 1 1

5,90 5,28 4,42 3,80 3,25 2,70 2,33 1,72 5,09 5,03 4,39 3,55 3,19 2,33 2,08 1,72

13,40 10,95 8,85 7,30 5,95 4,50 3,56 2,98 11,98 10,95 8,85 7,30 5,95 4,50 3,56 2,98

36



Rozamiento por Codos Rectangulares (cont.) CODO DE RADIO SIN GUÍAS

CODO DE RADIO CON GUÍAS ***

CODOS CUADRADOS ***

DIMENSIONES DEL CONDUCTO (cm)

W

D

Relación de radio ** R/D = 1,25 R T= ¾ D

R t= 150 mm (recom.)

R t= 75 mm (aceptable)

Guías cambio de dirección Doble espesor

Guías cambio de dirección Simple espesor

LONGITUD ADICIONAL EQUIVALENTE DE CONDUCTO RECTO (METROS) Deflectores

70

60

50

40

30

25

20

15

70 60 50 40 30 25 20 240 * 180 * 120 * 80 50 40 30 25 20 15 200 * 150 * 100 50 40 30 25 20 15 160 * 120 * 90 * 40 30 25 20 15 120 * 90 * 60 * 30 25 20 15 100 * 75 * 50 * 25 20 15 80 * 60 * 40 * 20 15 60 * 45 * 30 * 15

4,40 3,84 3,54 2,95 2,33 2,08 1,72 11,28 9,46 6,55 3,74 3,26 2,91 2,33 2,05 1,76 1,47 9,47 7,75 6,50 3,25 2,65 2,05 1,80 1,47 1,17 7,72 6,22 4,43 2,66 2,05 1,76 1,47 1,17 5,64 4,71 3,25 2,05 1,76 1,47 1,15 5,53 3,81 2,65 1,47 1,19 1,19 3,82 3,21 2,33 1,16 0,88 2,95 2,37 1,72 0,88

4,22 5,10 4,40 3,19

2 1 1 1

5,65 5,13 6,02 4,75 3,84 3,25

3 3 2 1 1 1

4,88 5,65 4,50 3,52 2,61

3 2 2 1 1

2,76 3,63 3,26 2,36

3 2 2 1

2,34 2,10 2,42

Deflectores

5,03 4,45 3,80 3,26 3,21 2,66 2,38

2 2 2 2 1 1 1

5,96 4,17 3,54 2,92 2,99 2,33 2,08

3 2 2 2 1 1 1

4,13 2,95 2,70 2,66 2,37 2,08

3 2 2 1 1 1

3,52 2,67 2,40 2,34 1,77 1,81

3 3 2 1 1 1

2 2 1

2,34 2,10 2,42 2,01 1,49 1,47

3 3 2 1 1 1

1,79 1,79 2,08

2 2 1

1,88 2,36 1,78 1,49 1,49

3 2 2 1 1

1,53 1,77 1,15

2 1 1

1,23 1,49 1,47 1,17

3 2 2 1

1,17 0,88

1 1

1,19 1,19 1,19

2 2 1

* Dobladuras difíciles como la representada. Dobladura difícil Dobladura fácil

Ejemplo : Situación de las guías en un codo rectangular.

4,16 3,84 3,54 2,95 2,33 2,08 1,72 6,82 6,26 5,32 3,53 2,95 2,64 2,34 2,06 1,73 1,17 5,65 5,03 4,13 2,95 2,37 2,05 1,80 1,47 1,17 4,18 3,56 3,25 2,08 1,76 1,49 1,47 1,17 2,95 2,67 2,32 1,49 1,47 1,16 0,88 2,33 2,07 1,78 1,19 1,16 0,88 1,79 1,79 1,47 0,89 0,89 1,19 1,17 0,89 0,89

10,33 8,85 7,30 5,95 4,50 3,56 2,98 23,83 21,46 18,30 8,85 7,30 5,95 4,50 3,56 2,98 2,36 19,83 17,41 14,57 7,30 5,95 4,50 3,56 2,98 2,36 14,26 12,87 11,24 5,95 4,50 3,56 2,98 2,36 9,84 8,95 7,74 4,50 3,58 2,98 2,36 7,79 7,18 6,25 3,56 2,98 2,36 6,26 5,65 4,73 2,98 2,36 4,45 3,83 3,01 2,36

37



Codo de radio corto con guías. Datos : Codo rectangular de la figura Radio interno (R i) = 8 cm Ancho de conducto = 50 cm. Radio exterior (Rh) = 58 cm.

Calcular :

1.- Separación entre dos guías 2.- Relación R/D del codo.

Solución 1.- Entrar en el gráfico con Ri = 8 cm y Rh = 58 cm. Léase la separación entre guías es R1 y R2 (línea de trazo fino del gráfico)

Colocación de guías en codo de sección rectangular R1 = 15 cm R2 = 28 cm 2.- El radio medio del codo es de 33 cm., por lo tanto R/D = 33/50 = 0,66 Aunque lo recomendable es dar a los codos una curvatura interna, en ocasiones es necesario suprimirla. El gráfico 6 sirve también para estos casos, en ellos se supone que el radio interior es la décima parte del exterior.

Situación de las Guías en los codos rectangulares

38



Tabla 6 - Dimensiones de conductos. Área de sección, diámetro equivalente, y tipo de conducto (cont.) Medidas 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 del Sec. Diám. Sec. Diám. Sec. Diám. Sec. Diám. Sec. Diám. Sec. Diám. Sec. Diám. Sec. Diám. Sec. Diám. conducto (m2) equiv. (m2) equiv. (m2) equiv. (m2) equiv. (m2) equiv. (m2) equiv. (m2) equiv. (m2) equiv. (m2) equiv. (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300

2,2 2,3 2,5 2,7 2,7 2,9 3 3,1 3,3 3,4 3,6 3,7 3,9 3,9 4,1 4,2 4,4 4,4 4,6

1670 1720 1770 1823 1872 1913 1960 2008 2055 2100 2130 2185 2225 2235 2285 2320 2360 2372 2422

2,5 2,6 2,8 2,9 3,1 3,2 3,4 3,5 3,7 3,8 4 4,1 4,2 4,4 4,6 4,6 4,7 4,9

1780 1833 1883 1934 1985 2028 2073 2115 2170 2210 2250 2285 2315 2375 2425 2427 2464 2490

2,8 2,9 3,1 3,3 3,4 3,6 3,7 3,9 4,1 4,3 4,3 4,5 4,7 4,8 5 5,1 5,2

1890 1941 1992 2043 2094 2138 2185 2240 2292 2335 2355 2405 2455 2475 2515 2555 2575

3,1 3,3 3,5 3,6 3,8 4 4,1 4,4 4,5 4,6 4,8 5 5,2 5,2 5,4 5,6

2005 2057 2105 2156 2207 2255 2300 2370 2385 2435 2470 2520 2570 2590 2635 2665

3,5 3,7 3,8 4 4,2 4,4 4,6 4,8 4,9 5 5,3 5,4 5,6 5,7 5,9

2115 2165 2215 2265 2315 2370 2440 2520 2505 2530 2595 2640 2665 2703 2754

3,9 4 4,2 4,4 4,6 4,8 5 5,1 5,3 5,6 5,8 5,9 6,1 6,3

2222 2275 2325 2380 2435 2485 2525 2555 2605 2665 2715 2740 2780 2838

4,3 4,4 4,6 4,8 4,9 5,3 5,4 5,4 5,9 6,1 6,1 6,3 6,6

2332 2385 2435 2480 2510 2605 2630 2640 2735 2785 2800 2830 2905

4,7 4,9 5,1 5,2 5,5 5,6 5,9 6,1 6,4 6,4 6,7 6,9

2445 2495 2554 2605 2655 2685 2750 2800 2855 2862 2930 2980

5,1 5,3 5,6 5,8 6 6,2 6,4 6,7 6,8 7,1 7,3

2552 2615 2670 2715 2770 2805 2860 2920 2945 3000 3046

39

3400 3500 3600


4,6 4,8 5

2440 2490 2530

5,1 5,1 5,3

2536 2562 2615

5,4 5,6 5,7

2640 2675 2692

5,8 5,9 6

2710 2745 2765

6 6,3 6,4


2766 2830 2858

6,4 6,6 6,8

2852 2890 2928

6,7 7 7,2

* Los números de mayor tamaño que figuran en la tabla indican la clase de conducción.

2935 2990 3035

7,1 7,3 7,5

3010 3055 3100

7,5 7,6 7,9

3105 3130 3175

40



Conversión de Velocidad (pies por minuto - metros por segundo) fpm

m/s

fpm

m/s

fpm

m/s

fpm

m/s

fpm

m/s

100

0,508

2000

10,16

4000

20,32

6000

30,48

8000

40,64

150

0,762

2100

10,67

4100

20,83

6100

30,99

8100

41,15

200

1,016

2200

11,18

4200

21,33

6200

31,49

8200

41,65

300

1,524

2300

11,68

4300

21,84

6300

32,00

8300

42,16

400

2,032

2400

12,19

4400

22,35

6400

32,51

8400

42,67

500

2,540

2500

12,70

4500

22,86

6500

33,02

8500

43,18

600

3,048

2600

13,21

4600

23,37

6600

33,53

8600

43,69

700

3,556

2700

13,72

4700

23,87

6700

34,03

8700

44,19

800

4,064

2800

14,22

4800

24,38

6800

34,54

8800

44,70

900

4,572

2900

14,73

4900

24,89

6900

35,05

8900

45,21

1000

5,080

3000

15,24

5000

25,40

7000

35,56

9000

45,72

1100

5,588

3100

15,75

5100

25,91

7100

36,07

9100

46,23

1200

6,096

3200

16,26

5200

26,41

7200

36,57

9200

46,73

1300

6,604

3300

16,76

5300

26,92

7300

37,08

9300

47,24

1400

7,112

3400

17,27

5400

27,43

7400

37,59

9400

47,75

1500

7,620

3500

17,78

5500

27,94

7500

38,10

9500

48,26

1600

8,128

3600

18,29

5600

28,45

7600

38,61

9600

48,77

1700

8,636

3700

18,80

5700

28,95

7700

39,11

9700

49,27

1800

9,144

3800

19,30

5800

29,46

7800

39,62

9800

49,78

1900

9,652

3900

19,81

5900

29,97

7900

40,13

9900

50,29

Conversión de Volumen (pies cúbicos por minuto - metros cúbicos por segundo)

41



cfm

m3/s

cfm

m3/s

cfm

m3/s

cfm

m3/s

cfm

m3/s

100

0,0471

300

0,1415

500

0,2359

1500

0,7079

3500

1,651

110

0,0519

310

0,1463

550

0,2595

1600

0,7551

3600

1,699

120

0,0566

320

0,151

600

0,2831

1700

0,8023

3700

1,746

130

0,0613

330

0,1557

650

0,3067

1800

0,8495

3800

1,793

140

0,0660

340

0,1604

700

0,3303

1900

0,8967

3900

1,840

150

0,0707

350

0,1651

750

0,3539

2000

0,9438

4000

1,887

160

0,0755

360

0,1699

800

0,3775

2100

0,9910

4100

1,934

170

0,0802

370

0,1746

850

0,4011

2200

1,038

4200

1,982

180

0,0849

380

0,1793

900

0,4247

2300

1,085

4300

2,029

190

0,0896

390

0,184

950

0,4483

2400

1,132

4400

2,076

200

0,0943

400

0,1887

1000

0,4719

2500

1,179

4500

2,123

210

0,0991

410

0,1934

1050

0,4955

2600

1,227

4600

2,170

220

0,1038

420

0,1982

1100

0,5191

2700

1,274

4700

2,218

230

0,1085

430

0,2029

1150

0,5427

2800

1,321

4800

2,265

240

0,1132

440

0,2076

1200

0,5663

2900

1,368

4900

2,312

250

0,1179

450

0,2123

1250

0,5899

3000

1,415

5000

2,359

260

0,1227

460

0,217

1300

0,6135

3100

1,463

5100

2,406

270

0,1274

470

0,2218

1350

0,6371

3200

1,510

5200

2,454

280

0,1321

480

0,2265

1400

0,6607

3300

1,557

5300

2,501

290

0,1368

490

0,2312

1450

0,6843

3400

1,604

5400

2,548

2.E.- A NEXO

2.E.1.- Montaje de conductos

42



Fabricación de conductos Dimensión lado mayor cm

Galga

hasta 75

BWG Nº 24

desde 75 a 150*

BWG Nº 22

mayores a 150*

BWG Nº 20

* Los conductos serán prismados y llevarán los refuerzos según las normas SMACNA para baja velocidad.

43

2.E.2.- Fijación de Grapas



44



2.E.3.- Deflector de bandeja

2.E.4.- Marcos para difusores

Nota: Antes de colocar rejas y difusores pintar con pintura negro mate el lado de los conductos para evitar el brillo de la chapa.

45

2.E.5.- Unión de conductos



46



47


2.E.6.- Persiana fija tipo celosía

Conducto revestido

2.E.7.- Persiana para regulación de caudales


48



Rejas para Inyección y Retorno de aire en Piso

Marco porta Filtros

49



3.- SELECCIÓN DE REJAS Y DIFUSORES PARA LA ALIMENTACIÓN Y RETORNO DEL AIRE ACONDICIONADO

3.A.- C ONCEPTOS BÁSICOS El aire es normalmente inyectado en los ambientes a velocidades mucho más altas que las tolerables en la zona ocupada. Asimismo, su temperatura puede ser mayor (calefacción), menor (refrigeración) ó igual (ventilación) que la temperatura que se debe mantener en el ambiente. A medida que el aire inyectado, que llamaremos aire primario, va alejándose de la reja de inyección, arrastra un volumen bastante grande de aire de la habitación (aire secundario) que se mueve hacia la vena primaria, incrementa su volumen, va modificando su temperatura y humedad y por último, al perder velocidad, va cayendo lentamente hacia la zona ocupada. Este fenómeno de arrastre se llama “inducción” y sus consecuencias son importantes si se tiene en cuenta que cada metro cúbico de aire que se inyecta es capaz de movilizar alrededor de quince metros cúbicos de aire de la habitación en determinadas condiciones. Dos son los tipos de elementos que se utilizan fundamentalmente para la inyección del aire en los sistemas de baja velocidad y su diferencia se basa en la forma de ubicación de las mismas: 1. Rejas de Pared - Ubicadas en la parte superior de la pared e inyectando el aire en forma horizontal. 2. Difusores de cielorrasos - Instalados en el cielorraso y proyectando el aire en forma vertical. Existe una serie de alternativas en cuanto a la forma de ubicar los elementos impulsores del aire a los ambientes pero principalmente las rejas y los difusores, aunque difieran en su conformación geométrica, son los dos elementos básicos de la distribución. Lo mismo puede decirse para las bocas de retorno y la elección del proyectista debe basarse en las posibilidades que le brindan las particularidades constructivas de los edificios a climatizar, sin dejar de tener en cuenta que pueden existir soluciones no convencionales que a veces producen iguales o mejores resultados. Lo importante a tener en cuenta es que el aire tenga movimiento dentro del local para lo cual debe inyectarse a una velocidad adecuada, así el famoso “corto circuito” de las bocas de inyección con las de retorno queda superado siempre que la velocidad de inyección sea la suficiente como para provocar una correcta inducción de la masa de aire del ambiente. Y que cumplido este requisito, no importa que una boca de alimentación esté al lado de otra de retorno, como sucede con los acondicionadores de aire individuales o las rejas de inyección y retorno concéntricas, pues el efecto inductivo de la masa de aire primario sobre el secundario es el que importa en definitiva. En nuestro país hay una cantidad bastante limitada de fabricantes de este tipo de unidades. En todos los casos sus modelos de fabricación se basan en prototipos estadounidenses y no todos los catálogos contienen la información suficiente como para que el proyectista pueda seleccionar la reja o difusor adecuados a las necesidades de su proyecto. Este trabajo pretende dar una orientación al respecto y establecer los principios básicos a considerar para seleccionar una reja o difusor, ya sea de inyección o retorno de aire. Para ello, hemos tenido en cuenta las características constructivas de los elementos que están actualmente disponibles en el mercado, aunque no dejemos de reconocer que se está avanzando en

50



este campo y es de esperar que en pocos años contaremos con manuales de selección de los fabricantes que ayuden al diseñador a elegir adecuadamente el tipo de elemento que desee utilizar.

3.B.- R EJAS DE PARED Este tipo de boca de inyección es muy empleada en instalaciones combinadas de calefacción refrigeración ya que es posible mantener buenas condiciones de circulación de ambos ciclos (Figura 1)

Además oponen baja contrapresión a la salida del aire, lográndose alcances considerablemente altos y su costo es menor que el de los difusores de cielorraso. Las rejas de inyección se seleccionan en base a una serie de factores que son los siguientes:

a) Caudal de aire Este dato se basa exclusivamente en la cantidad de calor que debe suminstrarse o eliminarse de cada local acondicionado y se calcula en base al balance térmico realizado previamente.

b) Velocidad de salida El aire debe tener a la salida de la reja una velocidad adecuada y que está fundamentalmente determinada por un nivel de sonido aceptable para el local en cuestión. La tabla 1 muestra los valores recomendados de velocidad de inyección.

Tipo de local Estudios de radiodifusión y T.V. ....................................... Residencias ....................................................................... Departamentos .................................................................. Iglesias .............................................................................. Habitaciones de Hoteles .................................................... Teatros ............................................................................. Oficinas Privadas ............................................................... Cinematógrafos ................................................................. Oficinas generales ............................................................. Depósitos ......................................................................... Locales Industriales ..........................................................

Velocidad (m/min.) 150 150-225 150-225 150-225 150-225 150-300 150-300 300-375 300-375 450 450-600

51



c) Ángulo de deflexión Tiene importancia en este tipo de rejillas la posición de las aletas direccionales. A tal efecto mencionaremos que la abertura de inyección sin estas aletas provoca en la corriente de aire una dispersión de aproximadamente 20º. Los máximos alcances se obtienen con aletas dispuestas en forma paralela y horizontal. Los mínimos alcances se producen con alabes cuyo ángulo de dispersión con respecto a la horizontal es de 55º

3.B.1.- Alcance Como expresamos al principio el aire tiene, al ser inyectado por la reja, una cierta velocidad que es mayor que la tolerable en la zona ocupada del local. Debido a esta velocidad inicial y por la energía cinética que lleva implícita, la vena de aire alcanza a transponer una distancia determinada hasta que alcanza un valor residual en que disminuye esta velocidad considerablemente, habiendo provocado con su movimiento el fenómeno de inducción de la masa de aire del local a que nos hemos referido, poniéndolo en acción. La distancia horizontal recorrida desde la reja hasta alcanzar un valor mínimo de movimiento y comenzar a caer hacia la zona ocupada, es el alcance de la reja, medido en metros. Este valor es fundamental para seleccionar una reja de inyección y generalmente se determina considerando la distancia que existe entre la reja y la pared opuesta de la habitación. En el caso de dos rejas ubicadas en paredes opuestas, el alcance se fijaría como la mitad de la distancia existente entre ambas rejas.

3.B.2.- Presión total Se mide en milímetros de columna de agua y es la presión disponible en el conducto inmediatamente antes de la salida por la reja, presión necesaria para vencer la resistencia que dicha reja ofrece al paso del aire. Esto tiene importancia pues esta resistencia se suma a la existente en el sistema de conductos y en el equipo acondicionador de aire de manera que el ventilador de éste último tenga la capacidad suficiente como para vencer no sólo la resistencia que le ofrece el sistema de distribución sino para lograr que el aire salga por la reja venciendo su oposición y descargando correctamente el caudal calculado. La tabla II nos permite seleccionar una reja de inyección tomando como parámetros de entrada el caudal de aire a inyectar y el alcance de la vena de aire primario. En los recuadro que dan el tamaño de las rejas figura también la velocidad de inyección del aire y la presión total a vencer. Otro dato que se ilustra en dichos recuadro es la posición de los alabes de la reja para obtener los alcances deseados.

52



¡Error!Vínculo no válido. Caudal (m3/min) 2,1

3

4,2

5,4

6,6

7,8

9

10,2

12

20 x 10 C 165 0,45

2,8

4,2

5,6

20 x 10 E

20 x 10 A

244 1,04

195 0,66

30 x 10 G

20 x 10 G

20 x 10 C

20 x 10 A

256 1,14

393 2,71

330 x 1,90

292 x 1,49

35 x 15 G

25 x 10 G

25 x 10 E

20 x 10 E

20 x 10 C

20 x 10 A

184 0,58

414 3,02

387 2,61

489 4,10

440 3,40

388 2,66

35 x 15 G

35 x 10 E

30 x 10 E

30 x 10 C

25 x 10 C

25 x 10 A

281 1,37

339 2,00

399 2,79

357 2,26

435 3,30

382 2,59

40 x 15 G

30 x 15 G

30 x 15 E

40 x 10 E

40 x 10 C

30 x 10 C

241 1,01

325 1,85

304 1,62

407 2,89

366 2,33

430 3,25

60 x 15 G

40 x 15 G

35 x 15 G

30 x 15 E

35 x 10 E

35 x 10 C

30 x 10 A

185 0,58

343 2,08

391 2,69

432 3,27

475 3,96

427 3,20

441 3,42

50 x 20 G

50 x 15 G

35 x 15 G

35 x 15 E

35 x 15 E

35 x 15 C

35 x 15 A

187 0,60

313 1,70

448 3,53

480 3,09

480 3,09

376 2,48

334 1,95

75 x 20 G

60 x 15 G

35 x 15 G

40 x 15 G

40 x 15 E

35 x 15 E

35 x 15 C

139 0,33

238 0,99

415 3,04

442 3,42

413 2,97

472 3,93

425 3,17

60 x 25 G

50 x 20 G

60 x 15 G

35 x 15 G

35 x 15 E

35 x 15 E

35 x 15 C

159 0,40

235 0,96

325 1,85

460 3,70

431 3,25

431 3,25

387 2,61

75 x 25 G

60 x 20 G

60 x 15 G

40 x 15 G

40 x 15 G

40 x 15 E

40 x 15 C

134 0,30

214 0,81

291 1,47

442 3,45

442 4,08

412 2,97

372 2,41

75 x 20 G

50 x 20 G

60 x 15 G

40 x 15 G

40 x 15 E

40 x 15 E

186 0,60

281 1,32

340 2,66

481 4,08

450 3,55

450 3,55

90 x 20 G

75 x 15 G

60 x 15 G

50 x 15 G

50 x 15 E

50 x 15 E

168 0,48

274 1,32

343 2,08

415 3,04

388 2,64

388 2,64

75 x 25 G

60 x 20 G

60 x 15 G

60 x 15 G

60 x 15 E

60 x 15 E

171 0,58

273 1,32

370 2,41

370 2,41

345 2,08

418 3,04

90 x 25 G

75 x 20 G

75 x 15 G

60 x 15 G

50 x 15 G

50 x 15 E

150 0,40

232 0,93

316 1,75

396 2,74

296 1,52

447 3,50

90 x 30 G

90 x 20 G

60 x 20 G

60 x 15 G

60 x 15 G

60 x 15 E

135 0,30

206 0,76

206 0,76

312 3,14

312 3,14

394 2,74

5,4

6,6

7,8

9

10,2

12

90 x 30 G

60 x 30 G

60 x 20 G

50 x 20 G

60 x 15 G

60 x 15 E

143 0,35

216 0,81

216 0,81

399 2,81

448 3,55

419 3,09

90 x 25

75 x 20

75 x 15

60 x 15

60 x 15

G

G

G

G

183 0,58

183 0,58

379 2,54

475 3,98

444 3,47

75 x 30

60 x 30

60 x 20

60 x 20

60 x 20

7

8,4

9,8

11,2

12,6

14

15,4

16,8

18,2

19,6

21

22,4

Caudal (m3/min) 23,8

25,2

3

4,2

E

53


26,6

28


G

G

G

192 0,66

168 0,50

369 2,41

446 3,50

G

415 3,04

E

90 x 30

90 x 20

75 x 20

75 x 15

50 x 20

G

G

G

G

G

168 0,50

192 0,66

310 1,70

422 3,14

469 3,88

Nota: Si el tamaño seleccionado no satisface requerimientos arquitectónicos o estructurales se deberá elegir una reja de la misma área. Innumerables ensayos han demostrado que variando las dimensiones, no hay un apreciable efecto sobre el alcance de la vena de aire, si se mantiene constante el área de pasaje de fluido. 3.C.- D IFUSORES Este tipo de elemento es utilizado cuando los conductos de alimentación del aire se instalan en el espacio comprendido entre la losa ó techo y el cielorraso suspendido del local a acondicionar. El aire inyectado por el difusor (aire primario) reacciona con el aire de la habitación (aire secundario) de dos maneras.

Figura 2

En primer lugar la velocidad de salida del aire primario Vs (figura 2) va disminuyendo hasta llegar a un valor terminal VT como consecuencia de su progresiva mezcla con el aire local. En segundo lugar la corriente penetrante de la inyección induce en el local un movimiento del aire en la zona ocupada del mismo (hasta 1,80 m del piso) haciendo que este aire secundario alcance la velocidad VL que debe tener un valor tal que no produzca sensaciones desagradables o molestas a los ocupantes. El valor VL generalmente se especifica en alrededor de 10 metros/minuto. El alcance A del difusor es la distancia medida horizontalmente entre el centro del difusor y el punto en el cual el aire inyectado alcanza la velocidad terminal VT. Todo lo expresado sirve para poder seleccionar un difusor teniendo en cuenta el caudal de aire que debe ser inyectado (dato que se obtiene con el balance térmico) y el alcance A ya definido. La tabla III corresponde a la selección de un tipo de difusor cuyas características constructivas son comunes a varios fabricantes de nuestro medio. Es el típico difusor redondo, de frente plano (en contraposición con los de frente escalonado) y que tiene en su cuello un juego de deflectores para variar el caudal de aire de inyección. (Fig. 3). Se entra en la tabla con el caudal de aire a inyectar en metros cúbicos por minuto (determinado por el balance térmico) y con el alcance en metros.

54



Figura 3

Este alcance, en el caso de un solo difusor colocado en la habitación, corresponde a la distancia del centro del difusor a la pared más próxima. Se trata siempre en este caso de elegir como punto de ubicación el centro geométrico del local. Si se instalan dos o más unidades, el alcance corresponde a la mitad de la distancia entre dos difusores adyacentes. En el recuadro correspondiente de la tabla se determina el diámetro del cuello del difusor en centímetros. anillo del conducto

Diám. Cuello

Diám. exterior

Fig. 4

Es necesario destacar aquí que este tipo de unidades se especifica por el diámetro del cuello y no por el diámetro exterior visible que por supuesto es mayor. Ello se detalla con claridad en la figura 4 donde puede establecerse que este diámetro corresponde aproximadamente a la abertura que debe efectuarse en el cielorraso para ubicar el anillo de ensamble del conducto. La tabla de selección está basada en una velocidad terminal del orden de los 30 metros/minuto y una velocidad VL en la zona de ocupación de 10 metros/minuto. En los recuadros de la tabla III junto con el valor del diámetro figura la velocidad del aire en el cuello del difusor, en metros/minutos. El valor obtenido debe verificarse con los datos de la tabla IV que da valores recomendables de dicha velocidad fundamentalmente gobernados por la limitación del nivel de sonido aceptable en los locales.

55


ALCANCE EN METROS

Caudal m3/min

0,6

0,7

12

1,4

15

2,1

15

1,40

1,85

2,45

3,05

3,65

4,47

4,90

5,50

233

221

7,30

7,95

15 332

9,15

9,75

10,35

461 15

332

15

4,2

20

4,9

20

5,6

25

6,3

25

7

30

7,7

30

8,4

38

9,8

45

15 332

15 442

332 15

442 15

552

442 15

552 20

407

407

473

407

473

473

540

387

540

387

581

387

430

366

430

473

259

473

400

189

12,6

38

14

45

16,8

45

19,6

53

22,4

53

25,2

68

473 30

400 30

467

11,2

430 25

30

30

387 25

25

30

540 25

25

25

473 20

25

25

407 20

20

25

552 20

20

20 345

15 552

20

20

38

467

348

467

534

534

598

269

598

433

323

665

518 38

376 45

317

607

430

227

430

30,8

68

33,6

68

45

692

485

540

277

540

436

301 68

39,2

68

42

83

44,8

83

45

53

592

476

326

354

354

250

378

266

403

47,6

83

50,4

83

53,2

83

283

300

454

317 83

58,8

83

61,6

83

581

351

366

64,4 67,2

83

70

83

504

528

528

555

384

400

418

83

77 84

83

91

95

501

385 95

98

501 83 541

415

415 95

95

445 95

112

445

476

622

476

476

504

504

126

534

Velocidad en m/min.

95 564

140 147

95

504

534

534

564

595

564

595

622

595

622

595

622

595 95

622 95

681

564 95

95

95 681

95 564

95

95

95

534 95

95

95

504 95

95

95

476 95

95

95 564

95

476

504

534

445 95

95

95

95

445

476

504

583 95

95

95

95

583

445

476

541 83

95

95

95

95

583

445

83 541

83

95

95

95

541

583

445

501 83

83

95

95

95

541

583

83 501

83

83

95

95

501

541

583

458 83

83

83

95

458

501

541

418 83

83

83

83

418

458

501

604 83

83

83

83

95

418

458

68 604

83

83

83

580 68

604

418

458 83

580

83

83

555 68

68 604

418

458

Diám. difusor en cm.

580

83

83

68 555

68

68 604

418 83

555

580

400

528 68

68

68

83

528

555

580

504 68

68

68

83

68 504

68

68

68

479 68

68

68 555

83

479

504

528

454 68

68

68

68

454

479

504

427 68

68

68

68

427

454

479

403 68

68

68

68

403

427

454

595 67

68

68

68 317

56

403

427

53 595

68

68

68

83

595

403

427

555 53

68

68

68

555

595

403

516 53

53

68

68

516

555

595

476 53

53

53

68

476

516

555

592 53

53

53

53

68

476

51 6

45 592

53

53

53

68

592

476

51 6

540 45

53

53

68

45 540

45

53

53

485 45

540

592

301

36,4

45 485

45

45

68

692 45

45

53

607 38

45 485

253

38 607

38

45 357

28

51 8 38

45

53

665 38

518

277

598 30

38

45

534 30

30

38

467 30

30

38

51 8 30

30

30 393

25 400

30

30

68

154

8,55

12 467

3,5

133

6,70

233 12

2,8

119

6,10

12

15

105


622 95

681

681

56



Velocidad en el Velocidad en el Tipo de Local cuello del Tipo de Local cuello del difusor (m/min.) difusor (m/min.) Estación de radio y T.V. 180-210 Cafeterías Salas de Operación 240-270 Teatros Habitaciones de Hospital Cinematógrafos 360 habitaciones de Hotel 240 Recepción de Hoteles a Oficinas privadas a Restaurantes 450 Residencias 300 Bowlings Auditorios Estadios Aulas de Colegios 300 Fábricas 450 Salas de Concierto a Gimnasios a Librerías 360 Cocinas de Restaurantes 540 Pequeños negocios Depósitos Oficinas Generales El último factor a tener en cuenta en la selección, corresponde a la resistencia que ofrece el difusor a la salida del aire. Se trasladan a continuación los valores correspondientes a distintas velocidades para el tipo de difusor que estamos considerando. Tabla V

Velocidad en el cuello del 150 180 210 240 270 300 360 420 480 540 600 difusor (m/min.) Presión total (mm. Col. 0,37 0,62 0,87 1,12 1,50 1,75 2,62 3,50 4,50 5,75 7,25 H2O) Como resumen podemos decir entonces que, seleccionando el difusor en base al caudal de aire y el alcance, debe verificarse luego que la velocidad tenga valores compatibles con el tipo de local a acondicionar y que la presión disponible para vencer la resistencia, sea tenida en cuenta dentro de los factores que intervienen en la selección del equipo acondicionador y sistema de conducto. Esta tabla corresponde a rejas de retorno con aletas fijas e inclinadas 35º con respecto a la horizontal y con deflectores de regulación por detrás (fig. 5).

Se completa con el dato de la presión estática de la reja (en este caso negativa) medida en mm de columna de agua, suponiendo que las aletas están separadas entre sí aproximadamente 12,5 mm.

57


Selección de rejas para inyección de aire CAUDALES DE 75 A 3.500 PIES 3/MIN


ritrac .

.

58



59



Selección de rejas de inyección de Aire TABLA 1.- Selección de Graduación de rejas TABLA 2.- Selección de rejas cuyo caudal oscila entre 50 y 500 CFM (pie 3/min.) TABLA 3.- Selección de rejas cuyo caudal oscila entre 500 y 3500 CFM

Procedimiento a Seguir : 1) Seleccione la graduación de rejas apropiada en la Tabla 1. Para alcances largos y cono cerrado use la graduación A o C. Para alcances cortos y cono amplio use la graduación E o G. Para una condición intermedia use la graduación C. 2) Localizado el alcance pedido en pies, desplácese horizontalmente hasta interceptar la línea de caudal necesario . Si esta intersección no coincide sobre una de las líneas y verticales correspondiente a las dimensiones de rejas, hay que continuar la diagonal correspondiente al caudal hasta dar con la línea vertical más cercana. (Este es el llamado “punto de operación”) 3) Determine la velocidad de inyección y la presión total en el “punto de operación” aplicada a la graduación C. Para determinar la velocidad de inyección en otras graduaciones de rejas, multiplique la velocidad indicada en el diagrama por alguno de los siguientes factores : Deflexión A - 0,9 Deflexión E - 1,1 Deflexión G - 1,2 Usando la nueva velocidad se puede leer la presión total directamente de la Tabla. 4) En la tabla siguiente también se recomiendan ciertas velocidades de inyección según el diseño adoptado. De manera que si el “punto de operación” cae arriba o abajo de esa velocidad de inyección, se aconseja desplazarse sobre la diagonal correspondiente al caudal hasta dar la velocidad solicitada y así elegir la medida de reja adecuada.

Aplicación Estudios de radio Viviendas Departamentos Dormitorios de hotel teatros Oficinas privadas Cines Oficinas Generales Almacenes

Velocidad (m/seg.) 1,5 a 2,5 2,5 a 4 2,5 a 4 2,5 a 4 2,5 a 4 2,5 a 4 5 5 a 6,5 7,5 a 10

60


Rejas para Retorno de Aire SERIE 10.000 MODELO RETORNO ESTAMPADO


ritrac .

Medidas Generales ANCHOS = Múltiplos de 40 mm. ALTOS = Múltiplos de 40 mm. y 50 mm.

.

61


Selección de rejas de retorno estampada SERIE 10.000 CAUDALES DE 50 A 2200 PIES 3/MIN


ritrac .

.

62


Rejas de Extracción de aire SERIE 10.000

MODELO CHAPA CALADA

Medidas generales ANCHOS = Múltiplos de 40 mm y 50 mm ALTOS = Múltiplos de 40 mm y 50 mm


ritrac

63


Selección de rejas de extracción de chapa calada serie 10.000 CAUDALES DE 20 A 1400 PIES 3/ MIN


ritrac

64


Rejas para inyección y Retorno de Aire SERIE 10.000

MODELO REJAS DE PISO

con 100/100 de regulación y sin regulación

MEDIDAS GENERALES ANCHOS : ALTOS:

Múltiplos de 50 mm. Múltiplos de 50 mm.


ritrac

65


Persianas Móviles Modelo PARA INTERCALAR CONDUCTO DE ALETAS OPUESTAS

MEDIDAS GENERALES ANCHOS: múltiplos de 100 mm. ALTOS: Múltiplos de 50 mm.


ritrac v= 200 a 250 amb/mil

66



Persianas Fijas con Tejido Antipájaros MODELO PARA AMURAR con marco de ángulo y sin marco de ángulo

MEDIDAS GENERALES: ALTOS: ANCHOS:

Múltiplos de 100 mm. Múltiplos de 50 mm.

ritrac

67



ritrac

Difusores Cuadrados con 100/100 de regulación y sin regulación

A X

B 55 mm.

C 30 mm.

D 30 mm.

E 35 mm.

Importante: EN TODOS LOS CASOS LOS DIFUSORES SE PIDEN POR LA MEDIDA “A” (múltiplos de 50 mm.)

68


Selección de Difusores Cuadrados de Inyección de aire CAUDALES DE 100 A 1.800 PIES 3/MIN


ritrac .

.

69



Difusor tipo S1

ritrac

CON 100 /100 DE REGULACIÓN Y SIN REGULACIÓN

Modelo 6” 8” 10” 12” 15” 18” 21” 24” 27” 33”

15 20 25 30 38 45 53 61 68 83

A cm. cm. cm. cm. cm. cm. cm. cm. cm. cm.

115 163 200 250 325 400 477 555 626 770

B mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm.

C 25 mm. 25 mm. 25 mm. 35 mm. 35 mm. 35 mm. 35 mm. 35 mm. 35 mm. 35 mm.

200 250 300 370 450 520 600 670 750 900

D mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm.

E 60 mm. 60 mm. 60 mm. 70 mm. 70 mm. 70 mm. 70 mm. 70 mm. 70 mm. 70 mm.

70



Difusor tipo S1 MODELO CON MANIOBRA

Modelo 6” 8” 10” 12” 15” 18” 21” 24” 27” 33”

15 20 25 30 38 45 53 61 68 83


115 163 200 250 325 400 477 555 626 770



ritrac

200 250 300 370 450 520 600 670 750 900


E 60 mm. 60 mm. 60 mm. 70 mm. 70 mm. 70 mm. 70 mm. 70 mm. 70 mm. 70 mm.

71


Selección de difusores S-1 de Inyección de Aire CAUDALES DE 100 A 4.000 PIES 3/MIN


ritrac

72



ritrac

Difusores Escalonados CON 100 /100 DE REGULACIÓN Y SIN REGULACIÓN

MODELO

6” 8” 10” 12” 15” 18” 21” 24” 27” 33”

15 20 25 30 38 45 53 61 68 83


115 163 200 250 325 400 477 555 626 770



Selección de difusores

200 250 300 370 450 520 600 670 750 900


60 60 60 70 70 70 70 70 70 70

E mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm.

73


escalonados de inyección de aire CAUDALES DE 100 A 10.000 PIES 3/MIN


ritrac

74



ritrac

Difusores Combinados ALIMENTACIÓN Y RETORNO

A 20 cm. 25 cm. 30 cm. 38 cm. 45 cm. 53 cm. 61 cm. 68 cm.

B 163 mm. 200 mm. 250 mm. 325 mm. 400 mm. 477 mm. 555 mm. 626 mm.

C 25 mm. 25 mm. 35 mm. 35 mm. 35 mm. 35 mm. 35 mm. 35 mm.

250 300 370 450 520 600 670 750

D mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm.

60 60 70 70 70 70 70 70

E mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm.

F 100 mm. 100 mm. 100 mm. 100 mm. 100 mm. 100 mm. 100 mm. 100 mm.

115 115 175 250 325 325 400 477

G mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm.

75


Selección de difusores combinados. Alimentación y Retorno CAUDAL DE 100 A 4500 PIES 3 /MIN


ritrac

76


Selección de difusores combinados. Caudal de Retorno Hoja 2 CAUDAL DE 100 A 2800 PIES 3 /MIN

Diámetro del Difusor Diámetro del Retorno

200 115


ritrac

DIÁMETROS CORRESPONDIENTES 250 300 380 450 520 610 680 115 175 250 325 325 400 477 MEDIDAS EN MILÍMETROS

830

77


ritrac

Anemostato Tipo “B”

A = Cuello 25 cm. 30 cm. 35 cm. 40 cm. 45 cm. 50 cm.

B= Pantalla 57 cm. 68 cm. 80 cm. 91 cm. 103 cm. 114 cm.


C 30 mm. 40 mm. 50 mm. 50 mm. 50 mm. 50 mm.

D 80 mm. 85 mm. 110 mm. 110 mm. 135 mm. 145 mm.

Tamaño 25 ∅ 30 ∅ 35 ∅ 40 ∅ 45 ∅ 50 ∅

78



Medios Difusores CON 100/100 DE REGULACIÓN Y SIN REGULACIÓN

Modelo 6” 8” 10” 12” 15” 18” 21” 24” 27”

15 20 25 30 38 45 53 61 68

A cm. cm. cm. cm. cm. cm. cm. cm. cm.

115 163 200 250 325 400 477 555 626

B mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm.

C 25 mm. 25 mm. 25 mm. 35 mm. 35 mm. 35 mm. 35 mm. 35 mm. 35 mm.

ritrac

200 250 300 370 450 520 600 670 750

D mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm.

60 60 60 70 70 70 70 70 70

E mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm. mm.

79



4.- FILTRADO DEL AIRE - CONCEPTOS BÁSICOS 4.A.- L A CALIDAD DEL A IRE El aire del ambiente normalmente contiene grandes cantidades de partículas de muy diversas características originadas por la acción de fuerzas naturales o procesos industriales . Insectos, hojas, residuos de combustión, arcillas y otros suelos, fibras, polen, bacterias ..., son solo algunos ejemplos de la enorme variedad de elementos de origen animal, vegetal o mineral que pueden hallarse en suspensiones más o menos estables. La mayoría de los usos tecnológicos del aire suponen determinados requerimientos, en cuanto al contenido y tipo de partículas en suspensión admisibles, originados ya sea en condiciones de “confort”, para diversos equipamientos o los procesos industriales (industria farmacéutica, de la alimentación, química, electrónica, mecánica de precisión, nuclear, medicina, instalaciones térmicas, usinas, depuración de efluentes gaseosos, etc.) Para lograr el objetivo el filtrado se divide en dos campos: a) eliminar o disminuir la contaminación en origen, es decir, donde se genera; b) proveer aire de un grado de pureza adecuado al requerimiento de un proceso determinado. El primer campo corresponderá generalmente ser evaluado por especialistas según cada caso. El segundo campo es el que interesa al aire acondicionado. Los filtros pueden clasificarse en dos grupos: 1. Filtros que actúan por separación mecánica de las partículas 2. Filtros electrostáticos. Los filtros que actúan por separación mecánica de partículas son la gran mayoría y cubren una amplia gama de medios filtrantes. Estos medios o lechos filtrantes están constituidos por mallas metálicas superpuestas impregnadas, o por fibras de vidrio, de diámetros gruesos, intermedios o muy finos, fibras de amianto, celulosa, lino de algodón, etc. Permitir obtener la calidad de aire necesario, interceptando las partículas que por su tamaño, concentración o mera presencia resultan nocivas o indeseables es la función de los filtros de aire.

80



4.B.- PRINCIPIOS DE SEPARACIÓN MECÁNICA Son tres principios fundamentales: 1° Efecto tamiz - La partícula es de mayor tamaño que la separación entre fibras y en consecuencia es retenida entre ellas. Este caso está representado en la figura 1.

Figura Nº1- Partícula retenida por intercepción 2° Efecto inercial o choque - La partícula animada de velocidad se desprende de la vena fluida y choca con la fibra impregnada, quedando retenida en su superficie. Esto se aplica para partículas relativamente grandes (fig. 2).

Figura Nº2 - El efecto de las fuerzas de Inercia 3° Efecto de difusión - Afecta a las partículas muy pequeñas que están sujetas a impactos moleculares, que causan a baja velocidad desviaciones de su trayectoria y movimientos irregulares en las mismas. Debido a este fenómeno de difusión browniana, partículas muy pequeñas son desviadas de una vena fluida, y en consecuencia atrapadas por las fibras (fig. 3). Ocurren en estos casos también fenómenos de atracción electrostática por reagrupamientos superficiales de cargas. Este tipo de acción es característico de los filtros de alta eficiencia y absolutos, bien conocidos en la industria farmacéutica.

81



Figura Nº3 - Partícula capturada por difusión De la clasificación anterior se puede extraer un concepto muy importante que es el de "penetración". Definimos a la "penetración" como la inversa de la eficiencia, es decir, el porcentaje de las partículas inyectadas que atraviesan el filtro. Observando las figuras 4 y 5 surge la influencia del tamaño de la partícula y su velocidad a través del filtro, en la capacidad del mismo para retenerla.

El efecto tamiz: No varia con la velocidad, pues está dado exclusivamente por la distancia entre fibras y el tamaño de la partícula. El efecto de inercia: Aumenta con la masa de la partícula y con su velocidad. El efecto de difusión browniana: Aumenta cuanto más baja es la velocidad y menor el TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS 4.C.- EVALUACIÓN DE LOS FILTROS DE AIRE Las tres características de operación de los filtros de aire son: 1° La resistencia al paso de aire, que es la diferencia de presión estática a través del filtro para un caudal determinado. 2° La capacidad de almacenamiento, que define la cantidad en peso de un determinado tipo de polvo que puede sustentar un filtro. 3° La eficiencia, que mide la habilidad del filtro para retener partículas y es su característica más importante.

El efecto de inercia, difusión e intercepción en la curva penetración - velocidad

Figura Nº 4

Figura Nº 5

82



4.D.- EL AIRE ATMOSFÉRICO Y LA CONTAMINACIÓN Debe destacarse que el polvo suspendido en la atmósfera varía considerablemente en el tamaño de las partículas que lo constituyen, así como la composición porcentual de las mismas. En la figura 6 vemos los valores en cantidad y peso de partículas de polvo atmosférico, recogidas en una investigación hecha por la Universidad de Minnesota. Se detectaron partículas entre 0,01 y 30 micrones y se clasificaron por su tamaño en 6 grupos: Hasta ½ micrón de ½ a 1 micrón de 1 a 3 micrones de 3 a 5 micrones de 5 a 10 micrones de 10 a 30 micrones De la figura se desprende que un porcentaje muy alto del peso total de polvo recogido está constituido por un porcentaje muy bajo de partículas.

10-5

7½

5-3 3-1

4 2

1-½ ½ -0

¾ ¼

35.000

52

50.000

11

214.000

6

1.352.000 18.280.000

2 1

Figura Nº6 - Distribución típica de partículas por tamaños en una muestra de polvo atmosférico Para ejemplificarlo: Del total de casi 20 millones de partículas contadas, sólo 36 mil superaron los 5 micrones y sin embargo constituyeron el 80 % del peso total. También se ve que 18.280.000 partículas de tamaño inferior al ½ micrón que representaban un 91% del total de partículas colectadas tenían en conjunto un peso equivalente al 1% del peso total.

83



Por consiguiente, un filtro puede tener una eficiencia alta, si se mide ésta por el peso del polvo que retiene, y ser al mismo tiempo de muy baja efectividad en los rangos de partículas pequeñas. Dado que el peso en muchos casos no es lo más importante, en la evaluación del daño producido por el polvo, se consideró también el efecto de manchas o áreas de película de polvo que cubre una superficie. Así por ejemplo, para aire acondicionado no interesa normalmente el peso de las manchas de polvo sino el efecto que producen. En el gráfico N° 7 hay tres líneas referidas a polvo atmosférico.

Figura Nº7-

Curva por conteo: Determinada por medición con microscopio electrónico Curva de mancha: Calculada Curva de Peso: La parte llena de la curva fue determinada por mediciones de sedimentación. La parte punteada fue calculada.

La superior indica el porcentaje de partículas existentes inferiores a un tamaño dado, que está marcado en el eje de abcisas. Ejemplo: Alrededor de 99,95% son de tamaño inferior al micrón. La intermedia da el porcentaje de superficie cubierta por las partículas inferiores a un tamaño dado. Ejemplo: Las partículas inferiores al micrón cubren un 85 % del área, que cubrirían todas las partículas dispuestas sobre una superficie. La curva inferior indica el porcentaje en peso de las partículas inferiores a un determinado tamaño. Ejemplo: Las partículas inferiores a un micrón representan apenas el 30 % del peso total. Dicho a la inversa, si tuviéramos un filtro ideal que filtrara únicamente todas las partículas superiores a un micrón en tamaño, retendría el 70% del peso total; por efecto de mancha, retendría un 15 % de la mancha total, y por conteo retendría solamente un 0,05 % de la cantidad total de partículas. En muchos casos, además, cuando se deben evitar contaminaciones producidas por microorganismos, no interesa en un filtro la eficiencia en cuanto a peso ni a mancha, sino en cuanto a cantidad de partículas contadas, (que podrían ser despreciables si se considerara exclusivamente por su peso). De esto surge:

4.E.- TRES MÉTODOS FUNDAMENTALES PARA LA DETERMINACIÓN DE LA EFICIENCIA ENSAYOS DE FILTROS 1° Ensayo gravimétrico o de pesadas. 2° Ensayo de efecto de mancha.

84



3° Ensayo por recuento de partículas. Método D.O.P. 1° Ensayo gravimétrico. Consiste en colocar un filtro en un conducto e inyectar aire cargado con un polvo sintético de una determinada granulometría. El porcentaje en peso del polvo retenido con respecto al total enviado, da el índice de eficiencia gravimétrica. Cabe observar que si el filtro ha de ser usado para filtrar aire atmosférico, este ensayo es poco indicativo por cuanto las partículas de polvo sintético son mucho mayores que las contenidas en el aire atmosférico, y por ello el ensayo dará una eficiencia mayor que la real. 2° Ensayo de mancha o colorimétrico - Este método es mucho más indicativo, por cuanto se realiza con aire atmosférico y en consecuencia el ensayo reproduce condiciones reales. Tal es el método del National Bureau of Standards, llamado N.B.S. atmosférico (fig. 8). En este ensayo se mide la retención en mancha de polvo y generalmente se hace con aire atmosférico. Se toman con una bomba caudales de aire antes y después del filtro en ensayo. Estos caudales se hacen pasar a través de papeles de filtro prácticamente absolutos, que están colocados en una posición tal como para recibir rayos de luz de fuentes luminosas equivalentes. La luz incidente pasa a través de los papeles de filtro y de allí va a dos celdas fotoeléctricas conectadas entre sí de manera de generar potenciales de signo opuesto. Un galvanómetro muy sensible está conectado a las dos celdas.

Figura Nº8: Esquema del método de ensayo colorimétrico NBS.

85



Lógicamente, para iguales caudales de aire se ensuciará menos el papel que toma muestras de aire filtrado pasando más luz a la celda fotoeléctrica, y el galvanómetro marcará un paso de corriente. Regulando las válvulas de pasaje de aire antes y después del filtro se puede conseguir que el galvanómetro marque 0. Es decir, los papeles de muestra se mantienen igualmente sucios. Eso lógicamente se consigue haciendo que pase más caudal de aire filtrado que sin filtrar. La eficiencia está dada por: E ( %)

Caudal de aire filtrado - caudal de aire sin filtrar =

caudal de aire filtrado

x 100

Ejemplo: Si el caudal después del filtro es del doble que el caudal antes del filtro, la eficiencia del test de mancha es del 50 %. Si el caudal después del filtro es 10 veces mayor que antes del filtro, la eficiencia es de 90%. Este método da en realidad la medida exacta de la eficiencia de un filtro en su capacidad de eliminar partículas muy finas que ensucian o modifican las superficies de los objetos. 3° Ensayo de recuento de partículas - Método D.O.P. - Habíamos visto anteriormente los mecanismos de filtración, es decir, el efecto tamiz. el de inercia y el de difusión browniana. Recordaremos que el efecto de difusión es mayor cuanto menor es la partícula y el efecto de inercia es por el contrario mayor, cuanto mayor cuanto menor es la partícula y el efecto. Es decir, habrá un tamaño intermedio de partículas que será crítico por su dificultad en atraparlas. Este tamaño se ha demostrado ex perimentalmente que es de aproximadamente 0,3 micrones. En base a esto, se ha desarrollado un método para la Comisión de Energía Atómica de los EE.UU., que hoy ha sido adoptado por la mayoría de los fabricantes de filtros absolutos y se llama Ftalato de dioctilo. Ftalato de dioctilo o D.O.P. es un compuesto químico, que bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, se condensa en un aerosol monodisperso uniforme, de tamaño aproximado a 0,3 de micrón. El ensayo D.O.P. consiste en generar los aerosoles y contar las partículas que se inyectan al filtro y después de él. El conteo se realiza por celdas fotoeléctricas que amplifican el efecto de difracción de la luz por partículas. El porcentaje por conteo de partículas retenidas da la eficiencia del filtro. Ahora que vimos a grandes rasgos los diferentes métodos de evaluación de filtros de aire, vamos a ver una tabla donde se enumera una lista de filtros de diferentes características, fabricados por la firma Cambridge, y como varían las eficiencias de cada uno en función del método de ensayo aplicado (Tabla I).

86



Tabla 1.- Eficiencia - ensayos normalizados Tipo de filtros Cambridge ABSOLUTE ® Cambridge MICRETAIN ® Cambridge AEROSOLVE ® Cambridge AEROSOLVE Cambridge AEROSOLVE Precipitador electrónico Papel plegado Lavable 2” Desechable 2” * 1 **

95 85 45

Ensayo gravimétrico (polvo sintético)

Ensayo N.B.S. 1 (polvo atmosférico)

Ensayo D.O.P. (aerosol 0,3 )

* * * 99% 96% 99% 94% 76% 76%

* 99% 93-97% 80-85% 45-55% 85-90% 25-30% 8-12% 8-12%

** 99,97% Min. 95% 80-85% 50-60% 20-30% 60-70% 15-20% 2-5% 2-5%

Principalmente 100%. El ensayo no es práctico para una lectura más exacta. Métodos de ensayos por decoloración del National Bureau of Standards. Máxima penetración admisible de aerosol de Ftalato de dioctilo 0,03%. Todos los filtros fueros ensayados individualmente.

Vemos en la parte inferior de la tabla que filtros comunes de lana de vidrio y metálicos tienen una eficiencia del 76% según el método de pesadas, de 8 a 12% por el método de la mancha, y ensayados con Ftalato de diotcilo, sólo retienen del 2 a 5%. En la parte superior vemos que filtros de eficiencia alta según el método de la mancha. no son comparables entre sí por ensayos gravimétricos porque todos serían de eficiencia 100 %. En consecuencia es importante cuando se habla de eficiencia filtrante saber con qué método se ha determinado la misma

4.F.- FILTROS DE ALTA EFICIENCIA Los filtros a medida que aumentan en eficiencia deben presentar más superficie de medio filtrante al paso del aire, y ese medio deberá ser constituido por fibras muy finas, del orden de los 2 a 5 micrones de diámetro en filtros de alta efectividad (fig. 9 y 10). Estos medios filtrantes se plisan o pliegan dentro de sus marcos, para que el mecanismo de difusión browniana se acentúe.

Figura Nº 9

Figura Nº 10

En el caso de los filtros absolutos, donde la velocidad del aire a través del medio filtrante debe ser extremadamente baja, el medio filtrante, que es un papel de celulosa, amianto y vidrio de fibras finísimas, del rango del micrón de diámetro, tienen un sinnúmero de pliegues, de manera de aumentar su superficie hasta más de 100 veces el área frontal del filtro en sí

87



88



4.G.- FILTRO ABSOLUTO O HEPA Si bien el nombre común es absoluto, estos filtros son llamados en la mayoría de los casos filtros HEPA que es la abreviatura de High Efficiency Particulate Air. El tema de los filtros absolutos y el del flujo laminar merecen una atención muy especial, pero solamente se da aquí una idea básica sobre ambos. El filtro HEPA, por definición, es un filtro con una eficiencia mínima del 99,97 % en la partícula más difícil de filtrar que es la de 0,3 micrón de diámetro. En consecuencia, su eficiencia aumenta para las partículas que se alejan en tamaño de la medida indicada. Consta fundamentalmente de una sola hoja de un papel de celulosa, amianto y vidrio de fibras de diámetros inferiores al micrón (fig. 11).

MARCO

BURLETE DE NEOPRENE

Figura Nº 11.- Corte de filtro HEPA Ese papel es doblado en muchísimos pliegues que se mantienen separados entre sí por medio de separadores metálicos o de cartulina corrugada. Los extremos del papel son sellados a un marco de madera o chapa cadmiada. Posiblemente la parte más compleja en la fabricación del filtro absoluto consiste en el control de calidad. Todos los filtros se controlan uno por uno con conteo de partículas de D O.P. verificándose la eficiencia. De toda la superficie del filtro se extrae por una bomba aire que se envía a una celda fotoeléctrica para detectar si hay paso de partículas. En caso que se localicen pérdidas, se procede a su sellado y se verifica nuevamente el filtro. Se pone especial énfasis en la verificación del filtro cerca del marco, donde con más facilidad se producen pequeñas roturas o fugas, así como los burletes. Hasta aquí la verificación del fabricante. Siendo estos filtros susceptibles de pequeñas averías, durante su transporte e instalación, se pone especial cuidado en la verificación de los filtros en el lugar de instalación una vez colocados en su alojamiento.

89



Con fotómetros adecuados se debe verificar nuevamente si el filtro tiene pérdidas, pero además deberá controlarse que esté adecuadamente colocado de manera que no haya fugas entre el marco del filtro y su alojamiento Por ello, para tener la certeza que una instalación de filtros HEPA funciona adecuadamente deberá verificarse que no existen fugas ni averías cerca de sus marcos. A medida que el filtro comienza a usarse, irá captando partículas, pero su eficiencia no disminuirá. Al contrario, aumentará ligeramente puesto que el mismo polvo colectado sirve como lecho filtrante. Lo que sucederá es que su resistencia al paso del aire irá aumentando hasta un punto que se considerará de saturación, cuando la caída de presión llegue a un cierto límite. En este momento el filtro deberá ser cambiado.

Uso de prefiltros Es normal aplicar antes del filtro HEPA prefiltros de eficiencia intermedia cuya única función es aumentar su vida útil, y por lo tanto su función es más que nada económica.

4.H.-E L FLUJO LAMINAR Las áreas estériles tradicionales consistían y consisten en ambientes cerrados y presurizados con una sobrepresión de aire donde este entra al área a través del filtros de muy alta eficiencia o también de filtros absolutos. Además por medios químicos, calor o lámparas ultravioletas, se esterilizan superficies, elementos de trabajo y aire. Con ello se controla por diferentes medios la contaminación producida por microorganismos, aunque se considera que el método que vamos a ver es más fácil de aplicar y da mayores garantías de efectividad. El auge de la industria aeroespacial, la mecánica de precisión, la electrónica, etc., trajo la necesidad de eliminar partículas que, esterilizadas o no, eran dañinas, por cuanto al depositarse sobre las superficies actuaban como abrasivos o perturbaban el normal funcionamiento de mecanismos diminutos y costosos como minirodamientos, giróscopos y microcircuitos. En las áreas estériles tradicionales, por más que la inyección de aire se haga a través de filtros absolutos, y se elimine la contaminación del exterior, hay una generación de contaminantes dentro del área producida por el personal, por herramienta, materiales, desprendimiento de superficies de muebles y estructura, y contaminación cruzada que no se elimina. En la figura 12 vemos un área estéril tradicional con aire moviéndose en régimen turbulento.

Figura Nº 12.- El viejo método El flujo laminar que fue ideado en 1962 parte de dos conceptos básicos (fig. 13):

90



Figura Nº 13.- El método actual 1) Tener un banco de filtros HEPA por los que entre al área aire desprovisto de partículas. 2) Ese mismo aire deberá actuar como un pistón que barra con las impurezas generadas en el lugar y la expulse. Se debe recordar que un fluido, en este caso el aire, se desplaza con flujo laminar, cuando su masa está animada en cada punto de idéntica velocidad en intensidad y dirección. Es decir, todos los puntos se desplazan según líneas paralelas y a la misma velocidad. Esta velocidad según normas podrá oscilar entre 23 m por minuto como mínimo y 36 m por minuto como máximo, y es suficiente para barrer fuera del ambiente toda partícula, antes de que la misma caiga, y se deposite sobre alguna superficie. Las áreas limpias se clasifican según la cantidad de partículas de ½ micrón y más, que tengan en su interior por pie cúbico de volumen, en áreas clase 100; 10.000 y 100.000 que indican el máximo nivel admitido de esas partículas en su interior por cada pie cúbico de volumen de aire. Aquí débese acotar que en áreas urbanas la concentración de partículas en el aire puede ser de 10.000.000 por pie cúbico y áreas rurales consideradas limpias la cantidad de partículas puede llegar hasta el millón. Si se considera, además, que un individuo moviéndose normalmente está generando en promedio 700.000 partículas por minuto, resulta claro que obtener áreas del tipo 100 y aún 10.000 es una mejora asombrosa. En las áreas del tipo 100 están las mesas de trabajo de flujo horizontal y vertical y campanas de flujo laminar vertical, como las que vemos en las figuras 14, 15 y 16.

91


Figura Nº 14


Figura Nº 15

Figura Nº 16 En las áreas del tipo 10.000 se consideran grandes ambientes con flujo laminar horizontal de pared a pared y grandes distancias entre paredes. En las áreas del tipo 100.000 entran las áreas convencionales sin flujo laminar. Como concepto final, hay que reiterar un punto importante: la necesidad de verificar el funcionamiento de los equipos de flujo laminar, y para ello se necesita básicamente los instrumentos que se detallan y de los cuales, los tres primeros son absolutamente necesarios: 1° Fotómetros para verificar en su totalidad la superficie de filtros y reparar eventuales pérdidas o fugas 2° Anemómetros precisos con los que se pueda verificar la velocidad del aire en todos los puntos del área. 3° Manómetros indicadores de la caída de presión estática en el filtro. 4° Contadores de partículas para verificar la clase del área.

92



4.I.-A NEXO: F ILTROS PARA A IRE ACONDICIONADO

Filtros y equipos de filtrado CASIBA-FARR

Figura Nº17

I.1 Filtro J-12 Es un filtro de alta eficiencia que opera con baja pérdida de carga. Posee una superficie de filtrado 4,8 veces mayor que cualquier otro filtro de panel comparable. Su eficiencia es del 98% con partículas de 5 a 10 micrones . (Ver figura 17).

Figura Nº 18

Tabla Nº 2

I .2 Filtro HP Se fabrican teniendo en cuenta cuatro rangos de eficiencia y en nueve tamaños básicos. (Ver figura 18 y tabla 2 )

93



Figura Nº 19

I.3 Filtro MAGNAMEDIA (Absoluto) Es un filtro diseñado para ser usado en locales donde es necesaria la máxima pureza ambiental o en áreas estériles. Su eficiencia es del 99, 97 % con partículas de 0,3 micrones, según el DOP Test. (Ver figura 19)

Figura Nº 20

I.4 Filtro ROLL - KLEEN V-8 Es un filtro en que el elemento filtrante se mueve dentro del equipo como una película dentro de su cámara fotográfica. El movimiento del medio se realiza en forma automática debido a la diferencia de presión estática. (Ver figura 20)

94



I.5 Equipos para áreas estériles de flujo laminar I.5.1 CLEAN BENCH

Figura Nº 21 El aire pasa a través de una batería de prefiltros ubicados debajo de la mesa de trabajo y luego lo hace por otra batería de filtros MAGNAMEDIA . Después de filtrado, el aire llega a la superficie de trabajo sin que ningún elemento contaminante vecino pueda atravesar la cortina de aire no contaminado. El grado de filtración es del 99, 97% con partículas de 0,3 micrones, según el DOP Test. (Ver figura 21)

95



Figura Nº 22 I.5.2 CLEAN BOOTH Provee ambiente ultrapuro a grandes equipos que normalmente no pueden ser trasladados a áreas usualmente estériles. Cada unidad es transportable, modular, y no requiere sistemas de montaje o estructurales. Los valores de eficiencia son idénticos a los enunciados para el CLEAN BENCH. (ver figura 22)

I.6.- FILTROS METÁLICOS

Figura Nº 23 El elemento filtrante lo constituye el metal expandido (Expan Metal) de rombos pequeños. Las mallas sucesivas están giradas a 90º, lo que obliga al aire a cambiar permanentemente de dirección, disminuyendo gradualmente su velocidad y facilitando la retención del polvo que se adhiere sobre la superficie impregnada. La eficiencia alcanza el 94 % con partículas pasadas por tamiz 200. (Ver figura 23) FILTRO MODELO Eficiencia (%) Tamaño de partícula (µ) Tipo de ensayo

J - 12

Roll Keen 83

Magna media 99,97

Flujo Laminar Metálicos 94

Clean Bench

Clean Booth

99,97

99,97

89

98

HP 99.9 99 99.7 95

5

5 a 10

5

5

0,3

(ver nota)

0,3

0,3

NBS

Gravim.

NBS

NBS

DOP test

Gravim.

DOP test

DOP test

Nota: Los filtros metálicos fueron ensayados con partículas pasadas por tamiz 200. El ensayo NBS (National Bureau of Standards) es un ensayo de decoloración.

96



El ensayo DOP (Dioctilitalato) es un ensayo por recuento de partículas de 0,3 µ de φ.

I.7.- Filtros de aire “Aeroglass” Descripción El medio filtrante AEROGLASS está formado por fibras de vidrio largas de diámetro promedio 16 micrones; sometidas a tratamiento especial. forman un panel elástico y resiliente, cuya densidad aumenta gradualmente desde la entrada hacia la salida del aire. Para muchas aplicaciones, las fibras están tratadas con el proceso bacteriostático SANITIZED. El marco es de cartón de rigidez suficiente como para resistir la presión del aire y el manipuleo. Dos chapas de metal perforado retienen el medio filtrante. También se confeccionan marcos de chapa , de hierro galvanizado o de aluminio. Bajo costo y la sencillez del intercambio reducen a un mínimo de gastos de mantenimiento. Su incombustibilidad representa un inestimable factor de seguridad.

Principio Operativo Los filtros AEROGLASS operan por auto-carga electrostática (producida por el rozamiento del aire con las fibras) combinada con choque en medio viscoso: las partícula son atraídas por las fibras' cargadas electrostáticamente y son retenidas por la viscosidad de las mismas. La estructura laberíntica de densidad progresiva hace que la partículas más gruesas queden retenidas en la superficie y las más finas vayan siendo depositadas gradualmente en profundidad, produciéndose así un filtrado uniforme prolongando la vida útil del filtro.

Figura Nº 24

97


Figura Nº 25


Figura Nº 26.- Cabina de pintura, filtrado primario

Figura Nº 27 Tipo Standard Tipo L (liviano): el más utilizado en las instalaciones de aire acondicionado. Se caracteriza por mínima resistencia al flujo de aire y bajo peso. Tipo R (rápido): diseñado para instalaciones de alta velocidad, son utilizados eficientemente a 1.000 fpm. Tipo U (ultrafino): son universalmente adoptados en cabinas de pintura. Se proveen con una capa de velo de superficie en la faz de salida de aire para retención de partículas ultrafinas. Tipos especiales Filtros rotativos, provistos de mantas de gran ancho y longitud; filtros autoportantes (sin marco) para acondicionadores de tipo familiar. Filtros para retención de pintura en cabinas secas, filtros con fibras orientadas para mínima caída de presión, filtros expandibles (tipo dry pack) para máxima capacidad, filtros bacteriostáticos, etc.

98



Características Técnicas

Medidas Nominales

Peso

pulgadas mm kg 20x20x2 510x510x50 0,510 16x25x2 406x635x50 0,510 20x25x2 510x635x50 0,600

Velocidad frontal 360fpm - 109 mpm Velocidad frontal 430 fpm - 130mp m Caída de presión Caída de presión Capacidad mm de columna de Capacidad mm de columna de agua agua 3 3 cfm L U R cfm L U R 800 22,5 2,2 2,7 3,5 1000 28,3 2,9 3,5 4,3 800 22,5 2,2 2,7 3,5 1000 28,3 2,9 3,5 4,3 1000 28,3 2,2 2,7 3,5 1270 36,3 2,9 3,5 4,3

99



FILTROS METÁLICOS EXPANMETAL

EM 65 EM 75 EM 90 I.8.- Filtros Metálicos La tecnología y experiencia industrial alcanzada CASIBA le permite presentar una línea de filtros metálicos para aire, cuyas características propias lo diferencian del resto de los filtros de panel. Por cuanto junto a su eficiencia y solidez estructural poseen la ventaja de ser lavables y reutilizables.

100



Impregnados con adhesivo especial para filtros “ADF” Casiba aseguran un alto nivel de eficiencia. Cubren muy variadas necesidades dentro de una gran diversidad de aplicaciones, con un alto grado de eficacia, economía y confiabilidad que marcan la notable aptitud de estos filtros en trabajos de extrema exigencia. Las curvas de eficiencia y los datos técnicos que se consignan, han sido reconfirmados por el “LEMIT” Laboratorio de Ensayo de Materiales e Investigaciones Tecnológicas, del Ministerio de Obras Públicas de la Pcia. de Buenos aires. CONTROL = SEGURIDAD = RESPONSABILIDAD.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Eficiencia Test de control en condiciones extremas de funcionamiento, que con seguridad exceden condiciones normales de operación. Dosificación del polvo ASHRE utilizado en la muestra: Condiciones: a velocidad facial Granulometría % Micrones % en Peso constante de 100 m , y hasta lograr min 0-5 39% un incremento de presión diferencial de 20 5-10 18% mm de columna de agua. Polvo Fino 72 % 10-20 16% 20-40 18% 40-80 9% Hollín 23% (Negro de humo) Molocco Lint. de algodón 5% Nº 7 Resultados: retención promedio de polvo ASHRAE determinado por ensayo gravimétrico. EM 65 EM 75 EM 90 Eficiencia promedio 65 % 75 % 90 % El tipo EM 90 es de densidad progresiva. MEDIDAS STANDARD Descripción dimensional EM-65 EM-75 EM-90

Medidas en mm. Ancho Largo Esp. 495 495 495 597 25 597 597 495 495 495 597 47 597 597 495 495 495 597 47 597 597

Peso kg. 0,820 1,030 1,150 1,450 1,750 2,110 1,750 2,000 2,180

Código FIME-EM65-495 FIME-EM65-495-597 FIME-EM65-597 FIME-EM75-495 FIME-EM75-495-597 FIME-EM75-597 FIME-EM90-495 FIME-EM90-495-597 FIME-EM90-597

Como especificar Filtro para aire metálico, tipo EM 65/ EM75/ EM90, en medidas de (standard/ no standard). Elaborado con 18/36 capas cruzadas a 90º de Expan-Metal ® y marco de chapa, con agujeros de drenaje, totalmente de aluminio; impregnados con adhesivos para filtros “ADF”.

101



102



Tabla de pérdida de carga Vs. velocidad facial Velocidad de aire m

P.mm. C. A. EM 65 EM 75 EM 90

min

40 60 80 100 120 140

3 1,0 1,3 1,7 2,2 2,8 3,8

4 1,7 2,2 3,0 3,8 5,0 6,3

4 2,0 2,6 3,6 4,9 6,3 8,0

Marcos De chapa de aluminio de 0,7 mm de espesor, con ala de 20 mm y agujeros de drenaje. Limpieza Cuando el filtro ha llegado a su punto de saturación, cuyo límite se habrá fijado con el diseño de la instalación y que se medirá mediante manómetro de columna de agua, se los deberá lavar con agua a presión, primero a contracorriente y luego por ambas caras. Esta limpieza también puede realizarse con agua caliente o vapor y si la naturaleza de los contaminantes retenidos así lo requieren, podrán ser sumergidos en soluciones detergentes o solventes. Una vez escurrido el filtro se lo deberá impregnar con adhesivos especial para filtros ADFCasiba, siendo práctico y conveniente realizar esta operación con soplete por las dos caras o, en su defecto, por inmersión en el líquido adhesivo con posterior escurrimiento de 24 hs. Importante: A pedido pueden obtenerse filtros metálicos de EXPANMETAL en medidas no standard, desde 200x200 mm. hasta 700x700 mm., como así también en acero inoxidable AISI 304 ó 316 y en hierro galvanizado. Consulte a nuestro Departamento Técnico.

103



T.P. PROYECTO DE VENTILACIÓN DE UN LOCAL INDUSTRIAL

A ) D ATOS DEL PROYECTO

Ubicación y medidas según plano de construcción. Uso del local : Lavadero.

104



B ) C ÁLCULO DEL CAUDAL DEL VENTILADOR :

Superficie = (A + B + C) x D = 250 Mts2 Volumen = 250 (Mts 2) x 5 (Mts) = 1250 Mts3 Caudal = Vol. x Renovaciones de aire. La cantidad de renovaciones de aire está determinada en las tablas según la actividad que se desarrolle. Para un lavadero se consideran 15 ren. por hora de aire. Caudal de aire = 1250 (Mts 3) x 15 (RE/H) = 18750 Mts 3/h = 5,2 (Mts 3/Seg) C ) D IMENSIONAMIENTO DE LOS CONDUCTOS DE INYECCIÓN DE AIRE :

Dibujaremos el esquema tentativo de distribución, procurando que los conductos tengan los menores cambios de dirección posibles, identificaremos con un número cada tramo de conducto, el ventilador se ubicará en la parte exterior del local a nivel del piso, y realizaremos una primera selección del ventilador para definir sus dimensiones y las del conducto de descarga de aire que se conectará al mismo.

C-1) Dimensionamiento tentativo del ventilador: Para la inyección de aire utilizaremos un ventilador centrífugo SASE con palas aerodinámicas (AIR-FOIL) que presenta una adecuada velocidad de salida asegurando un bajo nivel de ruido. De tabla I BGH, catálogo ICM pág. 11 (v. aire) saco que la velocidad de salida del aire en un ventilador para el caso de una industria, está en el rango de: 1600 Pie/Min. a 2800 Pie/Min. (8 a 15 Mts/Seg.) Tomaremos una velocidad intermedia de: 2200 Pie/Min. (aprox. 11 Mts/Seg.). El caudal a utilizar será el anteriormente calculado: C = 18750 Mts3/H = 312,5 Mts 3/Min = (18750 x 35,3)/60 = 11030 CFM (Pies cúb por min.) Como aún no hemos calculado la pérdida total del sistema adoptamos como primera aproximación: 20 mm.c.a. (aprox. ¾ ‘’ c.a.) Entrando a la tabla del fabricante ICM con: C = 11030 CFM Pt = 3/4” c.a. Modelo BCS 300 SWSI (SASE) C = 11374 CMF r.p.m. = 839

Bhp = 2,77 HP

V = 2200 Fpm obtengo V = 2200 Fmp

Pt (SP) = 3/4” c.a.

Dimensión de la boca de descarga: 32 - ¼ x 23 - ¼ (81,5 x 59 Cm)

Nota: Se debe tener presente que una vez obtenida la pérdida de carga definitiva se deberá recalcular las r.p.m. y Bhp del ventilador.

105



Posicionamiento del ventilador:

Utilizaremos el arreglo Nº3 para SASE (SWSI) con transmisión por correa y polea, con el motor fijado en forma independiente a la estructura del ventilador. La posición de descarga más conveniente es la CWTH (ver esquema anterior), la posición del motor será W.

c-2) Selección de la forma de inyección del aire: Debido a la gran altura de los locales (5 Mts.) y al hecho de que los conductos son a la vista (no hay cielorraso), se usarán rejas de alimentación de aire inclinadas a 45º hacia abajo, asegurándose un buen movimiento de aire en las zonas ocupadas. De elegir difusores, es muy probable que por la altura de los locales de aire inyectado haga corto circuito con los extractores axiales que se colocarán en ambos extremos de cada local, ubicados a aproximadamente 4 Mts. del piso, razón por la cual descartamos esta posibilidad.

c-3) Dimensionamiento de las rejas de inyección de aire: Con el propósito de definir la cantidad de rejas y sus dimensiones calcularemos el caudal de aire a inyectar por local: Local I y III : Volumen (c/u) = 8 x 10 x 5 = 400 Mts 3 Local II : Volumen = 9 x 10 x 5 = 450 Mts 3 Caudal de aire a inyectar por local : Local I y III : C (c/u) = 400 (Mts 3) x 15 (Re/H) = 6000 Mts 3/H Local II :C = 450 (Mts 3) x 15 (Re/H) = 6750 Mts 3/H En cada local colocaremos 6 rejas, de elegir 4 tendríamos rejas excesivamente grandes y de elegir 8 tendríamos las rejas demasiado próximas (una con la siguiente) en relación al tamaño del local. El caudal de aire por cada reja será: Local I y III (c/u) : Cr = 6000 (Mts3/H) /6 = 1000 Mts 3/H = 16,66 Mts 3/Min

106



Cr = 6750 (Mts 3/H) /6 = 1125 Mts3/H = 18,75 Mts 3/Min

Local II :

El tipo de reja a utilizar será de doble deflección 100% de regulación de aire de la firma Ritrac modelo Triflex serie 10000, para su selección utilizaremos el gráfico aportado por el fabricante. Los datos necesarios son: Caudal por reja: Locales I y III Cr = 16,66 Mts 3/Min Local II Cr = 18,75 Mts 3/Min Velocidad máxima recomendada en la reja de inyección de aire: de tablas para locales industriales: 450 - 600 Mts/Min. (1476 - 1968 Pie/Min.) (folleto BGH V. salida). Alcance: El conducto se desplaza por la mitad del local, por consecuencia el alcance será aproximadamente: A = 5 Mts. Para los locales I y III las rejas serán idénticas, entrando a la tabla con: C = 16,66 Mts 3/H A = 5 Mts (deflección G) V = 560 Pie/Min. Las posibilidades de dimensiones son: (largo x alto en cm.) 50 x 30 60 x 25 75 x 20 Para el local II entrando a la tabla con: C = 18,75 Mts/Min. A = 5 Mts (deflección G) V = 480 Pie/Min. Las posibilidades de dimensionamiento son: (largo x alto en cm.) 60 x 30 75 x 25 90 x 20 mayor.

Se utilizarán en todos los ambientes rejas de 60 x 25 asumiendo para el local II un alcance Del gráfico del fabricante obtenemos la pérdida de carga: 0,40 mm.c.a.

c-4) Selección de la velocidad de cálculo en el conducto principal: De la tabla Nº7 (Carrier) de velocidades máximas recomendadas para sistemas de baja velocidad ( m ). Entrando con la aplicación del local y conductos principales suministro, obtengo s

como máximo recomendada: 15 m

s

Para nuestro cálculo trabajaremos con 11 m

s

(velocidad elegida para el ventilador).

c-5) Obtención de la pérdida de carga unitaria (mm c.a. /m): Del gráfico pérdida por rozamiento en conductos redondos entrando con el caudal de aire (5,2 Mts3/Seg) y la velocidad (11 m ) obtengo la pérdida de carga unitaria: s

Pu = 0,18 mm c.a./m Este valor lo mantendremos constante durante el desarrollo del cálculo de los conductos.

107



c-6) Cálculo de las secciones de los conductos de alimentación y su pérdida de carga o contrapresión: Realizaremos una tabla la cual permitirá simplificar el diseño de la red de distribución de aire, agregando en esta las pérdidas de carga en los accesorios (que se calcularán con posterioridad). Ver dibujo en simple línea. RAMAL

CAUDAL DE AIRE Q 3 m /seg 5,21 5,21

VELOCIDAD V m/min. 660 660

DIÁMETRO d mm 800 800

SECCIÓN LONGITUD CONDUCTO CONDUCTO axb h N cm x cm m 1 81,5 x 59 0,55 2 CR 81,5 x 59 a 1,12 90 x 60 3 5,21 660 800 90 x 60 0,45 4 5,21 660 800 90 x 60 1,75 5C 5,21 660 800 90 x 60 1,30 6R 5,21 660 800 90 x 60 a 0,90 70 x 60 7 4,65 630 700 70 x 60 1,65 8 4,65 630 700 70 x 60 0,90 9 4,10 620 700 70 x 60 1,80 10R 4,10 620 700 70 x 60 a 0,90 70 x 50 11 3,54 620 650 70 x 50 2,20 12R 3,54 620 650 70 x 50 a 0,90 65 x 45 13 2,91 600 580 65 x 45 2,10 14R 2,91 600 580 65 x 45 a 0,90 60 x 40 15 2,29 580 520 60 x 40 2,10 16R 2,29 580 520 60 x 40 a 0,90 55 x 35 17 1,66 560 475 55 x 35 2,20 18R 1,66 560 475 55 x 35 a 0,90 40 x 30 19 1,11 520 380 40 x 30 1,80 20R 1,11 520 380 40 x 30 a 0,90 30 x 25 21 0,55 480 290 30 x 25 2,55 22 0,27 420 220 66 x 31* 0,33 23C 0,27 420 220 66 x 31* 0,38 C : CURVA * MODIFICADA A LAS DIMENSIONES DE LAS REJAS. R : REDUCCIÓN (CONDUCTO CON PESTAÑA INTERIOR).

CONTRA PRESIÓN P mm.c.a. 0,099 1,07 0,081 0,315 0,864 0,162 0,297 0,162 0,324 0,162 0,396 0,162 0,378 0,162 0,378 0,162 0,396 0,162 0,324 0,162 0,459 0,059 0,35

Nota: Los tramos con reducción fueron tomados como tramos rectos, con su máxima sección (aprox.).

Pu (pérdida de carga unitaria) = 0,18 mm.c.a./m Pt (pérdida de carga total para el tramo considerado) = 7,086 mm. c.a. D ) C ÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA EN CODOS :

Codo Nº2 :

108


D = 60 Cm

W = 90 cm


Ri = 150 mm

Si bien es un codo transformación la velocidad de entrada es aproximadamente igual a la de salida, en consecuencia, el cálculo lo realizaremos tomando la dimensión mayor. Entrando a la tabla Nº12 Rozamiento en codos rectangulares (Manual Carrier) obtenemos: Longitud adicional equivalente = 5,95 Mts

deflectores = 1

La pérdida de carga en el codo será: Pc2 = 5,95 (Mts) x 0,18 (mm.c.a./Mts) = 1,071 mm.c.a. Para obtener el radio del deflector utilizaremos el gráfico Nº6 (Manual Carrier). Entrando con el radio interior Ri = 15 cm y el radio exterior Re = 75 cm obtenemos: Rf = 34 cm

109



Codo Nº5:

D = 60 Cm

W = 90 Cm W/D = 90/60 = 1,5

Ri = 30 Cm Rm/D = 60/60 = 1

Rm = 30 +(60/2) = 60 Cm Nº de guías = 1

De la tabla Nº10 (Manual Carrier) Rozamiento de los elementos de un sistema de conductos rectangulares, para codos de radio de sección rectangular con guías obtenemos: L/D = 8 La pérdida de carga será : L = 8 x 0,60 = 4,80 Mts Pc5 = 4,80 (Mts) x 0,18 (mm.c.a.) = 0,864 mm.c.a. Codo Nº 23: (45º)

D = 31 Cm W = 66 Cm Xº/90º = 45/90 = 0,5 Ri = 15 cm W/D = 66/31 = 2,13 R/D = 30 /31 = 1

Rm = 30 Cm

De la tabla Nº 10 (Manual Carrier) interpolando obtenemos: L/D = 12,7 (aprox.) x 0,5 = 6,35

L = 6,35 x 0,31 = 1,97 Mts.

Pc23 = 1,94 x 0,18 = 0,35 mm.c.a. E ) S ELECCIÓN DE LOS FILTROS DE AIRE :

Se usarán filtros del tipo multipropósito, descartables, construidos por fibras de lana de vidrio y poliester de densidades progresivas e impregnadas con adhesivo. La velocidad recomendada por el fabricante para los filtros es de : 110 Mts/Min. La superficie necesaria será:

110



S (Mts2) = CAUDAL/VEL. = 18750 (Mts 3/H)/[110 (Mts/min.) x 60 (Min./H)] = 2,85 Mts 2 Se utilizarán filtros de las siguientes medidas: 20” x 20” x 1” , con una superficie frontal de 0,258 Mts2 C/U. La cantidad de filtros a utilizar será: Nº de filtros = S/sup. F = 2,85/0,258 = 11 filtros Por razones de montaje utilizaremos 12 filtros dispuestos 4 x 3 unidades ya que tiene que ser número par. La pérdida de presión dada por el fabricante para el tipo de filtro y velocidad elegida es de: 4,6 mm.c.a. F ) S ELECCIÓN DE LA TOMA DE AIRE EXTERIOR:

Se utilizará como toma de aire exterior una persiana fija con una malla antipájaros en su interior. La toma de aire exterior la calcularemos para una velocidad de aire de 3 Mts/Seg. La sección necesaria será : S (Mts 2) = C (Mts3/H)/V (Mts/H) = = 18750 / (3 x 3600) = 1,736 Mts 2 La toma de aire será de 1,5 x 1,15. La pérdida de carga será de aprox. 1,72 mm.c.a.

111



El esquema con la disposición del ventilador y caja de filtros será:

G ) O BTENCIÓN DE LA PÉRDIDA DE CARGA TOTAL P T:

CONDUCTOS --------------------------------------------------------------- 7,086 mm.C.A. REJA DE INYECCIÓN ----------------------------------------------------- 0,40 mm.C.A. TOMA DE AIRE EXTERIOR ---------------------------------------------- 1,72 mm C.A. FILTROS DE AIRE --------------------------------------------------------- 4,60 mmC.A. TOTAL ----------------------------------------------------------------------13,80 mmC.A. Despreciamos el valor de pérdida de carga de la junta de lona.

112



H ) R ECÁLCULO DE LOS PARÁMETROS DE TRABAJO DEL VENTILADOR :

Para tener en cuenta incrementos de la pérdida de carga debido a imperfecciones en la construcción de los conductos y montaje agregamos un 10% a la Pt de cálculo: Pt = 1,1 x 13,80 = 15,18 mm.c.a. El ventilador tendrá: C = 18750 Mts3/H

Pt = 15,18 mm.c.a. (aprox. 5/8”)

El ventilador será: Marca ICM, Modelo BCS 300 SASE r.p.m. = 823 Bhp = 2,56 Utilizaremos un motor de 3HP Marca Corradi, Modelo MTA-100 L ¼ r.p.m. = 1425, construcción B3, Tensión = 380 V, Protección IP 44.

I ) D IMENSIONAMIENTO DE LOS VENTILADORES DE EXTRACCIÓN DE AIRE :

Se usarán 2 ventiladores axiales en cada local: Para los locales I y III el caudal de aire por cada ventilador será: C (Mts3/Min) = 6000 (Mts3/H)/2 x 60 (Min./H) = 50 Mts3/Min Para el local II será: C (Mts 3/Min) = 6750 (Mts3)/ 2 x 60 (Min./H) = 56,25 Se colocarán persianas antilluvia en las descargas de aire, en consecuencia tendrán una pérdida de presión de: 4 mm.c.a. Seleccionamos 6 ventiladores Marca Marelli Modelo VA 45-NV 7106.

113



114



115



ÍNDICE 1.- VENTILADORES Y SISTEMAS DE VENTILACIÓN...........................................................................................2 1.A.- CLASIFICACIÓN DE LOS VENTILADORES...........................................................................................................2 1.A.-1 características de los ventiladores axiales.....................................................................................................2 1.A.2.- Ventiladores centrífugos................................................................................................................................5 1.A.3.- Comparación entre los ventiladores axiales y los centrífugos.....................................................................8 1.B.- SELECCIÓN DE UN VENTILADOR .....................................................................................................................11 1.C.- SISTEMAS DE VENTILACIÓN...........................................................................................................................11 1.D.- A NEXO 1: SELECCIÓN DE VENTILADORES CENTRÍFUGOS................................................................................13 1.D.1.- Especificaciones para seleccionar un ventilador.......................................................................................14 1.D.2.- Corrección por densidad.............................................................................................................................17 1.E.- A NEXO 2: DATOS CARACTERÍSTICOS PARA PROYECTOS...................................................................................19

2.- DISEÑO DE CONDUCTOS DE AIRE ACONDICIONADO................................................................................22 2.A.- DISEÑO DE CONDUCTOS................................................................................................................................23 2.A.1.- Método de igual fricción..............................................................................................................................24 2.B.- CONSIDERACIONES FINALES...........................................................................................................................31 2.D.- TABLAS .......................................................................................................................................................32 2.E.- A NEXO.......................................................................................................................................................... 41 2.E.1.- Montaje de conductos..................................................................................................................................41 2.E.2.- Fijación de Grapas .....................................................................................................................................43 2.E.3.- Deflector de bandeja....................................................................................................................................44 2.E.4.- Marcos para difusores.................................................................................................................................44 2.E.5.- Unión de conductos......................................................................................................................................45 2.E.6.- Persiana fija tipo celosía.............................................................................................................................47

3.- SELECCIÓN DE REJAS Y DIFUSORES PARA LA ALIMENTACIÓN Y RETORNO DEL AIRE ACONDICIONADO.........................................................................................................................................................49 3.A.- CONCEPTOS BÁSICOS.....................................................................................................................................49 3.B.- R EJAS DE PARED............................................................................................................................................50 3.B.1.- Alcance.........................................................................................................................................................51 3.B.2.- Presión total.................................................................................................................................................51 3.C.- DIFUSORES.................................................................................................................................................... 53 Selección de rejas de inyección de Aire..................................................................................................................59

4.- FILTRADO DEL AIRE - CONCEPTOS BÁSICOS..............................................................................................79 4.A.- LA CALIDAD DEL AIRE..................................................................................................................................79 4.B.- PRINCIPIOS DE SEPARACIÓN MECÁNICA............................................................................................ 80 4.C.- EVALUACIÓN DE LOS FILTROS DE AIRE.............................................................................................. 81 4.D.- EL AIRE ATMOSFÉRICO Y LA CONTAMINACIÓN...............................................................................82 4.E.- TRES MÉTODOS FUNDAMENTALES PARA LA DETERMINACIÓN DE LA EFICIENCIA ENSAYOS DE FILTROS........................................................................................................................................................ 83 4.F.- FILTROS DE ALTA EFICIENCIA..............................................................................................................86 4.G.- FILTRO ABSOLUTO O HEPA.................................................................................................................... 88 Uso de prefiltros.......................................................................................................................................................89 4.H.-EL FLUJO LAMINAR ........................................................................................................................................89 4.I.-A NEXO: F ILTROS PARA AIRE ACONDICIONADO.................................................................................................92 Filtros y equipos de filtrado CASIBA-FARR...........................................................................................................92 I.1 Filtro J-12......................................................................................................................................................... ..92 I .2 Filtro HP............................................................................................................................................................92 I.3 Filtro MAGNAMEDIA (Absoluto)......................................................................................................................93 I.4 Filtro ROLL - KLEEN V-8..................................................................................................................................93 I.5 Equipos para áreas estériles de flujo laminar................................................................................................... 94 I.6.- FILTROS METÁLICOS...................................................................................................................................95 I.7.- Filtros de aire “Aeroglass”................................................................................................................... ..........96 I.8.- Filtros Metálicos.................................................................................................................................. ............99

T.P. PROYECTO DE VENTILACIÓN DE UN LOCAL INDUSTRIAL................................................................103

56032 - Aire Acondicionado - Distribucion de Aire

Recommend Documents