Cálculo de conductos de ventilación

Sistema de distribución del aire. Cálculo de conductos.
Objetivos: Que el alumno sea capaz de dimensionar una red de conductos. Se pretende que el alumno pueda identificar los diferentes elementos que constituyen una red de conductos de aire y dimensionar los principales elementos, ventilador y conductos. Para ello, se explicarán diferentes métodos de diseño, sus ventajas e inconvenientes.Contenido: 1. 2. 3. 4. Redes de conductos. Elementos. Clasificación Conceptos básicos de diseño de conductos Métodos de diseño Ventiladores. Selección del ventilador

Bibliografía: Manual de Aire Acondicionado. Carrier, 1996. Capítulo 2 y 6.. Thermal Environmental Engineering. Thomas H. Kuehn, James W. Ramsey, James L. Threlkeld. Ed. Prentice Hall, 1998. Capítulo 18. ASHRAE Handbook. Fundamentals. SIEdition. 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 unidadde 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)

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 undeterminado 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, laspropiedades más utilizadas son la densidad y la viscosidad. La densidad se puede aproximar como:

ρ=
siendo:

Patm 287·T

Patm la presión atmosférica (Pa) T la temperatura del aire (K) ρ la densidad del aire (kg/m3)

aunque, puede tomarse como aproximación una densidad del aire constante de 1,2 kg/m3. En cuanto a la viscosidad del aire, se puede obtener mediante la expresión:

 T  µ =1,724 ⋅ 10    273,16 
−5

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 sedan 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 deconductos). 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:

ρ...