Sistema de distribución del aire. Cálculo de conductos.
Objetivos: Objetivos: Que el alumno sea capaz de dimensionar una red de conductos. Se pretende que el alumno pueda identificar los diferentes elementos que constituyen una red de conductos de aire y dimensionar los principales elementos, ventilador y conductos. Para ello, se explicarán diferentes métodos de diseño, sus ventajas e inconvenientes. Contenido: Contenido: 1. 2. 3. 4.
Redes de conductos. Elementos. Clasificación Conceptos básicos de diseño de conductos Métodos de diseño Ventiladores. Selección del ventilador
Bibliografía: Bibliografía: Manual de Aire Acondicionado. Carrier, 1996. 1996. Capítulo Capítulo 2 y 6.. Thermal Environmental Engineering. Thomas H. Kuehn, James W. Ramsey, James L. Threlkeld. Ed. Prentice Hall, 1998. Capítulo 18. ASHRAE Handbook. Fundamentals. SI Edition. ASHRAE, 1997. Capítulo 32. Cálculo de conductos de aire. A. Fontanals. Ed. CEAC, 1997. Ventilación Industrial. E. Carnicer. Ed. Paraninfo, 1994. Capítulos 3 y 4. Cálculos en climatización. Ejercicios Resueltas. E. Torrella, R. Cabello, J. Navarro. Ed. AMV, 2002. 1. Redes de conductos. Elementos. Clasificación La misión de un sistema de conductos es transportar el aire desde la unidad de tratamiento de aire (UTA) hasta el recinto a climatizar y suele comprender los conductos de impulsión y los de retorno. Dentro de los elementos que constituyen el sistema podemos distinguir los conductos y los elementos terminales. Estos sistemas se clasifican en función de la velocidad y de la presión en los conductos. En función de la velocidad del aire tenemos: -
conductos de baja velocidad (<12 m/s, entre 6 y 12 m/s) y conductos de alta velocidad (>12 m/s)
En función de la presión del aire en el conducto, se clasifican en baja, media y alta presión. Esta clasificación corresponde a la misma que utilizan los ventiladores: -
Baja presión (clase I): Hasta 90 mm.c.a. Media presión (clase II): Entre 90 y 180 mm.c.a. Alta presión (clase III): Entre 180 y 300 mm.c.a.
2. Conceptos básicos La red de conductos se diseña para conseguir llevar un determinado caudal de aire a los puntos de impulsión deseados. Antes de entrar en el diseño de la red de conductos, vamos a introducir las propiedades físicas del aire, el concepto de diámetro equivalente y el cálculo de pérdidas de carga.
2.1. Propiedades físicas del aire Obviamente las propiedades físicas del aire van a depender de la temperatura y de la presión. En el diseño de conductos, las propiedades más utilizadas son la densidad y la viscosidad. La densidad se puede aproximar como: ρ =
siendo:
P atm 287·T
Patm la presión atmosférica (Pa) T la temperatura del aire (K) ρ la densidad del aire (kg/m 3)
aunque, puede tomarse como aproximación una densidad del aire constante de 1,2 kg/m 3. En cuanto a la viscosidad del aire, se puede obtener mediante la expresión: µ = 1,724 ⋅ 10
−5
T 273 , 16
0 , 76
con µ (N·s/m2) y T (K). El efecto de la presión en la determinación de las propiedades del aire sólo tiene efecto cuando la instalación se ubica a mucha altura sobre el nivel del mar. 2.2. Diámetro equivalente Los conductos utilizados en la distribución del aire pueden ser circulares o rectangulares. Debido a que la mayoría de las tablas y expresiones se dan para conductos circulares, resulta muy útil el concepto de diámetro equivalente. Para determinar el diámetro equivalente de un conducto rectangular puede utilizarse la expresión: Deq
= 1,3
( H ·W ) 0, 625 ( H + W ) 0, 25
,
donde Deq es el diámetro equivalente, H la altura del conducto y W la anchura. De todas formas, resulta de gran utilidad la tabla I (diámetros equivalentes de conductos). 2.3. Pérdidas de carga Dentro del conducto el fluido experimenta una pérdida de presión por rozamiento, denominándose ésta pérdida de carga. Estas pérdidas de carga se dividen en pérdidas en el conducto y pérdidas en singularidades. 2.3.1. Pérdidas en conducto Se produce una pérdida de carga por el paso del aire en el conducto, la cual suele expresarse por metro de longitud como:
∆ P
ρ ( kg / m 3 ) c 2 ( m / s ) ( Pa / m) = f L Deq (m) 2
siendo f el factor de fricción (adimensional) del material. Para conductos de chapa galvanizada, esta expresión viene representado en el diagrama de la figura 1. 2.3.2. Pérdidas en singularidades Habitualmente estas pérdidas se miden de forma experimental y se determinan por expresiones del tipo:
∆ P = K ⋅ ρ ⋅
c2 2
,
siendo K el factor de forma de la singularidad. De cualquier forma en el anexo 1 se encuentran las expresiones y las tablas para las singularidades más comunes en las redes de conductos (codos, derivaciones, transformaciones, etc.). 2.4. Recuperación de presión estática En una instalación de redes de conductos de aire, si avanzamos en el sentido del flujo, el caudal disminuye en cada derivación. Un menor caudal exige una menor sección, por lo que los conductos van estrechándose cada vez que aparece una derivación.
Esta disminución de caudal puede provocar en el tramo siguiente (principal) un cambio de velocidad. Estableciéndose la siguiente relación entre la sección 1 y 2 de la figura 2. P 1
+ ρ
c12 2
= P 2 + ρ
c 22 2
.
Al mismo tiempo, se debe cumplir que V0 = V1 + V3, de modo que si la sección 2 tiene las mismas dimensiones que la sección 0, la velocidad en 2 debe ser menor que en 0. Si tenemos en cuenta que la velocidad en la sección 1 es la misma que en 0, tendremos entre las secciones 1 y 2 la siguiente variación de presión:
∆ P = ρ
c12
− c 22 2
de donde se desprende que al ser P 2>P1, se ha producido un aumento de la presión estático a cambio de una disminución de la presión dinámica. Debido a que sólo es posible recuperar un porcentaje de presión, entre el 50 y el 95%. A efectos de cálculo supondremos una recuperación del 75% y así se tiene que la recuperación estática en conductos tras una derivación se puede aproximar como:
∆ P RE = 0,75 ρ
c12
− c 22 2
Así pues, las pérdidas totales se obtienen según la expresión:
∆ P TOTAL = ∑ ∆ P COND + ∑ ∆ P SING − ∑ ∆P RE .
3. Métodos de diseño Existen varios métodos que nos permiten diseñar las redes de conductos de aire. Entre ellos, encontramos: -
Método de reducción de velocidad Método de pérdida de carga constante Método de recuperación estática Método T
Los más empleados suelen ser el método de pérdida de carga constante (para conductos de impulsión baja velocidad, retorno y ventilación) y el método de recuperación estática ( principalmente en conductos de impulsión de baja y alta velocidad). El método de reducción de velocidad no se suele utilizar porque para resolver el problema con una precisión razonable se necesita mucha experiencia y conocer perfectamente el cálculo de conductos. El método T permite una optimización del diseño que no permiten los otros métodos. Sin embargo, no es tan común como los anteriores. 3.1. Método de pérdida de carga constante Este método se utiliza en conductos de impulsión, retorno y extracción de aire. Consiste en calcular los conductos de forma que tengan la misma pérdida de carga por unidad de longitud a lo largo de todo el sistema.
APLICACIÓN
Residencias Apartamentos Dormitorios hotel Dormitorios hospital Oficinas particulares Despachos dirección Bibliotecas Salas cine/teatro Auditorios Oficinas públicas Restaurantes Comercios Bancos Comercios Cafeterías Locales industriales
FACTOR DE Conductos Conductos CONTROL DE RUIDO principales derivados (conductos Suministro Retorno Suministro Retorno principales) 3 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
Tabla I. Velocidad aconsejables en conductos de aire por nivel de ruido.
El procedimiento más usual consiste en elegir una velocidad inicial, en función de la restricción por nivel de ruido, tabla X, en el conducto principal que sigue a la impulsión desde la UTA. Una vez elegida esta velocidad, y partiendo del caudal de aire total a suministrar, se determina la pérdida de carga unitaria que debe mantenerse constante en todos los conductos. Para dimensionar los conductos del tramo principal, se determina la pérdida de presión en las distintas singularidades y las recuperaciones estáticas en las derivaciones. Finalmente con la ayuda del gráfico se determinan las secciones de cada tramo y los presiones disponibles en cada derivación a los tramos secundarios. Una vez dimensionados los tramos principales, se determinarán los conductos secundarios, los que conducen el aire hasta las bocas de impulsión. Estos tramos se pueden calcular igual que los principales o bien imponer que el aire tenga presión relativa nula después de traspasar el elemento terminal (difusor). En el primer caso, se actuaría como se ha explicado para los tramos principales. En el segundo caso se debe seguir un esquema iterativo de cálculo hasta conseguir la imposición de presión relativa nula a la salida. 3.2. Método de recuperación estática Este método consiste en dimensionar el conducto de forma que el aumento de presión estática en cada rama o boca de impulsión compense las pérdidas por rozamiento en la siguiente sección del conducto. De esta forma, la presión estática en cada boca y al comienzo de cada rama será la misma. El procedimiento consiste en seleccionar una velocidad inicial para la descarga del ventilador y dimensionar la primera sección como en el método anterior. Posteriormente, las demás secciones se dimensionan con las gráficas de relación L/Q y recuperación estática a baja velocidad (ver anexo). 4. Selección del ventilador Para que el aire pueda circular por el interior de un conducto es preciso que en la instalación haya un ventilador instalado. Éste debe ser capaz de proporcionar el caudal necesario y vencer las pérdidas de presión asociadas. Para la determinación de los requerimientos del ventilador es necesario conocer con exactitud los caudales y las pérdidas de carga en la instalación. Así, se toma la mayor pérdida de carga desde la salida de la UTA hasta el punto de impulsión crítico, siendo este valor el incremento de presión que debe proporcionar el ventilador. Además, deberá ser capaz de trasegar el caudal total de diseño.
) / s m ( D A D I C O L E V
) m m ( o r t e m á i D
) s / l ( e r i a e d l a d u a C
) m / a P ( a g r a c e d a d i d r é P
Diagrama – Pérdidas por rozamiento del aire en conductos circulares.
Gráfico – Pérdidas por accesorios redondos Codos, T y cruces
APLICACIÓN
Residencias Apartamentos Dormitorios hotel Dormitorios hospital Oficinas particulares Despachos dirección Bibliotecas Salas cine/teatro Auditorios Oficinas públicas Restaurantes Comercios Bancos Comercios Cafeterías Locales industriales
FACTOR DE Conductos Conductos CONTROL DE RUIDO principales derivados (conductos Suministro Retorno Suministro Retorno principales) 3 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
Tabla – Velocidades máximas recomendadas para sistemas de baja velocidad (m/s). Velocidad Presión dinámica Velocidad Presión dinámica (m/s) (mm.c.a.) (m/s) (mm.c.a.) 2,0 0,25 9,0 5,06 2,5 0,39 9,5 5,64 3,0 0,56 10,0 6,25 3,5 0,77 10,5 6,89 4,0 1,00 11,0 7,56 4,5 1,27 11,5 8,27 5,0 1,56 12,0 9,00 5,5 1,89 12,5 9,77 6,0 2,25 13,0 10,56 6,5 2,64 13,5 11,39 7,0 3,06 14,0 12,25 7,5 3,52 14,5 13,14 8,0 4,00 15,0 14,06 8,5 4,52 15,5 15,02 Tabla – Presiones dinámicas H v
V = 4
2
Gráfico – Relación L/Q
Gráfico – Recuperación estática en baja velocidad
TABLAS DE COEFICIENTES DE PÉRDIDA EN ACCESORIOS (CONDUCTOS DE AIRE)
r/W 0,5 0,75 1 1,5 2
0,25 1,5 0,57 0,27 0,22 0,20
0,5 1,40 0,52 0,25 0,20 0,18
0,75 1,30 0,48 0,23 0,19 0,16
1 1,20 0,44 0,21 0,17 0,15
H/W 1,5 2 1,10 1,10 0,40 0,39 0,19 0,18 0,15 0,14 0,14 0,13
3 0,98 0,39 0,18 0,14 0,13
4 0,92 0,40 0,19 0,15 0,14
5 0,89 0,42 0,20 0,16 0,14
6 0,85 0,43 0,27 0,17 0,15
θ = 90º
Codo rectangular (radio suave)
A1/A 2 4 6 10
10º 15º-40º 50º-60º 90º 120º 0.05 0.05 0.06 0.12 0.18 0.05 0.04 0.07 0.17 0.27 0.05 0.04 0.07 0.18 0.28 0.05 0.05 0.08 0.19 0.29
∆ P = C ρ
150º 180º 0.24 0.26 0.35 0.41 0.36 0.42 0.37 0.43
v p2 2
(vp = velocidad en la sección A)
Contracciones Ab/As Ab/Ac 0,25 0,35 0,50 0,67 1,0 1,0 1,33 2,0
0,25 0,25 0,50 0,50 0,50 1,0 1,0 1,0
0,1 0,55 0,35 0,62 0,52 0,44 0,67 0,70 0,60
0,2 0,50 0,35 0,48 0,40 0,38 0,55 0,60 0,52
0,3 0,60 0,50 0,40 0,32 0,38 0,46 0,51 0,43
Qb/Qc 0,4 0,5 0,85 1,2 0,80 1,3 0,40 0,48 0,30 0,34 0,41 0,52 0,37 0,32 0,42 0,34 0,33 0,24
R/W = 10
∆ P = C ρ
(90º) C en derivación
v p2 2
0,6 1,8 2,0 0,60 0,44 0,68 0,29 0,28 0,17
0,7 3,1 2,8 0,78 0,62 0,92 0,29 0,26 0,15
0,8 4,4 3,8 1,1 0,92 1,2 0,30 0,26 0,17
8 0,83 0,44 0,21 0,17 0,15
Ab/As Ab/Ac 0,25 0,35 0,50 0,67 1,0 1,0 1,33 2,0
R/W = 10
0,25 0,25 0,50 0,50 0,50 1,0 1,0 1,0
0,1 -0,01 0,08 -0,03 0,04 0,72 -0,02 0,10 0,62
0,2 -0,03 0 -0,06 -0,02 0,48 -0,04 0 0,38
(90º)
Qb/Qc 0,4 0,5 0,6 0,05 0,13 0,21 -0,01 0,02 0,08 0 0,06 0,12 -0,03 -0,01 0,04 0,13 0,05 0,04 -0,01 0,06 0,13 -0,03 -0,01 0,03 0,13 0,08 0,05
0,3 -0,01 -0,02 -0,05 -0,04 0,28 -0,04 0,01 0,23
∆ P = C ρ
0,7 0,29 0,16 0,19 0,12 0,09 0,22 0,10 0,06
0,8 0,38 0,24 0,27 0,23 0,18 0,30 0,20 0,10
v p2 2
C en conducto principal
R/D
0,50 0,71
Co 0 0
K
0,75 0,33
1,00 0,22
1,50 0,15
2,00 0,13
2,50 0,12
20 30 45 60 75 90 110 130 150 180 0,31 0,45 0,60 0,70 0,85 1,0 1,13 1,20 1,28 1,40
C = Co K ∆ P = C ρ
v p2 2
C en codo suave circular
Piezas 5 4 3
0,50 0,98
0,75 0,46 0,50 0,54
R/D 1,00 0,33 0,37 0,42
∆ P = C ρ
C en codo varias piezas
v p2 2
1,50 0,24 0,27 0,34
2,00 0,19 0,24 0,33
H/W
0,5 0,08 0,17 0,37 0,59 0,87 1,30
20 30 45 60 75 90
0,75 0,08 0,17 0,36 0,57 0,84 1,20
1,0 0,07 0,16 0,34 0,55 0,81 1,20
∆ P = C ρ
2,0 0,07 0,15 0,31 0,52 0,77 1,10
3,0 0,06 0,13 0,28 0,46 0,67 0,98
4,0 0,06 0,13 0,27 0,43 0,63 0,92
90 0,32 0,63 0,76 0,87
120 0,33 0,63 0,76 0,85
180 0,30 0,63 0,75 0,86
v p2 2
C en codo rectangular
A1/A 2 4 6 10
θ
30 0,25 0,50 0,58 0,59
45 0,29 0,56 0,68 0,70
60 0,31 0,61 0,72 0,80
∆ P = C ρ
v p2 2
C en transición rectangular
V b/V c 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6
0,1 0,91 0,81 0,77 0,78 0,78 0,90 1,19 1,35
0,2
0,3
Qb/Qc 0,4 0,5
0,79 0,72 0,73 0,98 1,11 1,22 1,42
0,70 0,69 0,85 1,16 1,26 1,55
0,66 0,79 1,23 1,29 1,59
0,7
0,8
0,74 1,03 0,86 1,54 1,25 0,92 1,63 1,50 1,31 1,09
∆ P = C ρ C en “T” (45º)
0,6
v p2 2
CONDUCTO (mm.) 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600
150 S 0.036 0.042 0.043 0.055 0.061 0.067 0.072 0.078 0.032 0.083 0.093 0.099 0.105 0.109 0.113 0.113 0.123 0.128 0.132 0.137
200 213 231 249 264 280 292 305 315 326 335 346 356 366 374 381 389 396 404 412 419
S 0.048 0.057 0.067 0.075 0.084 0.092 0.100 0.107 0.118 0.123 0.130 0.137 0.148 0.153 0.160 0.167 0.172 0.130 0.188 0.193 0.196 0.205 0.212 0.218 0.225 0.237 0.244
250
300
S 249 272 292 308 328 343 358 377 384 396 409 479 432 442 452 463 470 480 488 498 506 574 521 531 636 544 559
0.071 0.084 0.094 0.106 0.117 0.128 0.139 0.149 0.158 0.168 0.179 0.188 0.198 0.208 0.216 0.225 0.233 0.242 0.250 0.260 0.270 0.276 0.286 0.296 0.303 0.320 0.336 0.355 0.380 0.384
350
S 287 302 328 348 368 384 404 422 435 450 465 478 490 504 516 526 536 546 556 567 577 587 595 605 676 622 640 656 674 696 701
0.087 0.103 0.115 0.129 0.142 0.156 0.169 0.182 0.193 0.205 0.218 0.230 0.242 0.255 0.267 0.276 0.288 0.293 0.310 0.320 0.330 0.343 0.354 0.365 0.376 0.392 0.415 0.436 0.454 0.478 0.502 0.517 0.535 0.546
S 333 367 384 407 427 447 465 483 498 514 529 544 556 572 585 595 607 618 630 641 657 664 674 684 694 709 729 746 762 782 800 813 828 839
0.119 0.134 0.151 0.163 0.184 0.193 0.214 0.229 0.244 0.260 0.274 0.288 0.303 0.318 0.330 0.343 0.359 0.373 0.384 0.398 0.410 0.422 0.434 0.448 0.472 0.497 0.527 0.543 0.570 0.594 0.615 0.640 0.650 0.685 0.704 0.731 0.750
389 414 439 460 485 503 524 541 559 576 592 607 622 637 650 662 678 691 701 714 724 734 744 756 778 798 820 834 854 876 887 905 920 937 951 966 981
CONDUCTO (mm.) 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600
400
450
S
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500
S
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S
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550 S
556 582 607 630 655 677 698 779 736 757 775 793 810 825 841 856 871 896 902 975 927 956 981 1004 1029 1052 1075 1095 1113 1130 1155 1172 1194 1205 1222 1248 1260 1279 1292 1370 1321 1344
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600 S
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650
CONDUCTO (mm.)
S
250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600
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700
750
S
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S
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800 S
834 859 884 909 934 958 987 1004 1025 1046 1068 1089 1108 1726 1143 1165 1799 1229 1262 1292 1321 1350 1380 1405 1426 1455 1485 1508 1528 1552 1578 1600 1628 1635 1650 1689 1775
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850 S
889 914 940 966 992 1015 1038 1057 1082 1105 1126 1143 1163 1184 1202 1238 1238 1308 1340 1368 1397 1429 1457 1486 1508 1538 1559 1582 1675 1639 1660 1678 1703 1723 1752 1765
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900
CONDUCTO (mm.)
S
250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600
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950
1000
S
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S
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1150
CONDUCTO (mm.)
S
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1200 S
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1350 S
1444 1469 1495 1523 1550 1595 1646 1692 1738 1782 1825 1863 1900 1940 1968 2008 2045 2085 2720 2755 2788 2270 2248 2275 2305 2325
1.773 1.810 1.985 1.948 2.070 2.195 2.315 2.440 2.595 2.690 2.825 2.950 3.065 3.120 3.305 3.380 3.510 3.680 3.775 3.835 3.965 4.075 4.140 4.290 4.420
1508 1523 1555 1579 1630 1679 1723 1769 1825 1858 1900 1944 1980 1998 2055 2085 2720 2770 2200 2275 2250 2285 2305 2345 2375
CONDUCTO (mm.) 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600
1400 S
1.894 1.948 2.014 2.145 2.280 2.410 2.540 2.660 2.790 2.930 3.055 3.130 3.280 3.425 3.555 3.675 3.790 3.870 4.000 4.120 4.240 4.375 4.490 4.580
1450 S
1555 1582 1608 1658 1709 1756 1802 1848 1892 1938 1978 2002 2050 2095 2432 2770 2200 2225 2265 2295 2332 2370 2395 2425
2.030 2.075 2.028 2.355 2.505 2.670 2.780 2.910 3.020 3.155 3.295 3.380 3.555 3.675 3.775 3.920 4.025 4.120 4.330 4.430 4.580 4.640 4.760
1500 S
1612 1634 1698 1735 1790 1850 1885 1932 1970 2070 2050 2085 2735 2772 2795 2240 2270 2295 2350 2385 2425 2443 2470
2.170 2.310 2.450 2.590 2.730 2.870 3.000 3.140 3.290 3.420 3.550 3.720 3.850 3.910 4.070 4.200 4.360 4.400 4.580 4.640 4.840 5.000
1600 S
1670 1720 1770 1823 1872 1373 1960 2008 2055 2100 2730 2785 2225 2235 2285 2320 2360 2372 2422 2440 2490 2530
2.470 2.620 2.760 2.920 3.070 3.220 3.350 3.500 3.680 3.810 3.960 4.080 4.180 4.400 4.590 4.600 4.740 4.900 5.070 5.140 5.340
1700 S
1780 1833 1883 1934 1985 2028 2073 2115 2170 2210 2250 2285 2315 2375 2425 2427 2464 2490 2536 2565 2615
2.790 2.940 3.090 3.250 3.420 3.570 3.730 3.890 4.080 4.270 4.330 4.520 4.730 4.780 4.970 5.120 5.200 5.440 5.570 5.650
1890 1947 1992 2043 2094 2138 2785 2240 2292 2335 2355 2405 2455 2475 2575 2555 2575 2640 2675 2692
CONDUCTO (mm.) 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 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600
1800 S
3.120 3.300 3.460 3.620 3.830 3.960 4.120 4.380 4.450 4.630 4.780 4.950 5.160 5.240 5.420 5.560 5.750 5.890 5.970
1900 S
2005 2057 2705 2156 2207 2255 2300 2370 2385 2435 2470 2520 2570 2590 2635 2665 2770 2745 2765
3.480 3.660 3.820 4.020 4.180 4.380 4.640 4.760 4.890 5.020 5.270 5.440 5.560 5.710 5.930 5.980 6.260 6.390
2000 S
2115 2165 2275 2265 2375 2370 2440 2520 2505 2530 2595 2640 2665 2703 2754 2766 2830 2858
3.850 4.040 4.220 4.410 4.600 4.780 4.960 5.140 5.300 5.560 5.760 5.880 6.050 6.320 6.440 6.590 6.770
2100 S
2222 2275 2325 2380 2430 2485 2525 2555 2605 2665 2775 2740 2780 2838 2852 2890 2928
4.250 4.430 4.630 4.780 4.920 5.290 5.410 5.440 5.850 6.050 6.120 6.300 6.640 6.740 6.980 7.210
2200 S
2332 2385 2435 2480 2510 2605 2630 2640 2735 2785 2800 2830 2905 2935 2990 3035
4.670 4.870 5.100 5.240 5.490 5.640 5.880 6.120 6.370 6.400 6.680 6.900 7.080 7.320 7.500
Tabla – Dimensiones de conductos, área, diámetro equivalente (mm.)
2445 2495 2554 2605 2655 2685 2750 2800 2855 2862 2930 2980 3070 3055 3700
Orden de magnitud Para una red de conductos donde las bocas impulsan sobre 500 m 3 /h se debe tener en torno a 3m/s de velocidad en la última sección y una presión en las bocas de impulsión ~ 3.8 mm.c.a. = 0.4 Pa. Ventiladores Los ventiladores empleados en el campo del aire acondicionado son: radiales (o centrífugos), los axiales y en algunos casos los diametrales.
Fig. Ventilador centrífugo.
Fig. Ventilador axial
En los ventiladores radiales o centrífugos el movimiento del aire se realiza radialmente con respecto al eje de rotación, mientras que en los ventiladores axiales (o helicoidales) el movimiento se realiza paralelamente al eje del rodete. Estos últimos son aplicados especialmente en los casos en los que necesitamos caudales de aire elevados con pequeñas presiones. Peléctrica = η · Q · ∆P Donde el rendimiento total del ventilador oscila entre 0.3 y 0.5 en ventiladores centrífugos pequeños, 0.5 y 0.7 en los de tamaño medio y entre 0.7 y 0.9 en los de grandes dimensiones. Selección del ventilador El punto de funcionamiento será la intersección de la característica del circuito (∆P=kQ2) y la característica del ventilador (dado por el fabricante). Se puede variar el punto de funcionamiento bien variando la característica del circuito (compuertas, etc.) o bien variando el régimen de giro del ventilador. Los criterios para seleccionar un ventilador son las dimensiones, el ruido, la facilidad de mantenimiento y coste inicial. El ruido y el rendimiento están ligados entre sí, en el sentido de que el mínimo nivel sonoro se corresponde con el rendimiento máximo. ∆P (mm.c.a.)
6 12 18 25 37
Velocidad (m/s) Centrífugo 2-2.5 2.5-7.5 3.5-8.5 4-10 4-12.5
Velocidad (m/s) Axial 4.5-7.5 6.5-9.5 8.5-11.5 9.5-13.5 -
Zona óptima de utilización de los ventiladores. Es aconsejable seleccionar el ventilador dentro de la zona indicada en las aplicaciones en el que el ruido presente un inconveniente, como son las instalaciones de climatización.
1 mm.c.a. = 9,80665 Pa
L(m)/Q(m3/h)0,61
