SECCIÓN TÉCNICA sección técnica La regla de Cálculo de Conductos Climaver Esta nueva herramienta de trabajo se ha desarrollado para obtener, de una forma rápida y sencilla, las medidas más adecuadas para los conductos según las condiciones de trabajo. La regla de cálculo de conductos Climaver es válida para dimensionar instalaciones de conductos Climaver Plus R o Sistema Climaver Metal. No es válida para aquellos conductos con recubrimiento interior con irregularidades (perforaciones o velos), puesto que la pérdida de carga en este tipo de superficies es mucho mayor. Atención: la regla de cálculo tiene dos caras distintas, con usos diferenciados. CARA 1: Permite conocer todas aquellas características técnicas del conducto: Pérdida de Carga, velocidad de circulación y caudal del fluido, y diámetro Equivalente del Conducto. CARA 2: Proporciona las medidas de los conductos a dimensionar. Modo de Empleo. 1 A continuación, se describe el uso de la regla mediante la exposición de un caso práctico. Ejemplo Dados un Caudal y una Velocidad fijadas, obtener la Pérdida de Carga, el Diámetro Equivalente y las Dimensiones del conducto. Datos: Caudal: 900 m3/h y Velocidad:4 m/s 1) Transformamos las unidades del caudal, de m3/h a m3/s, (unidades del Sistema Internacional con las que opera la regla). Para ello, se utiliza el cuadro de conversión de caudales que se encuentra en la CARA 1 (Figura 1). En este cuadro, fijamos en la escala superior el caudal dado, de 900 m3/h, con lo que leemos en la escala inferior del cuadro, un caudal de 0,25 m3/s. 2) En el cuadro superior de la CARA 1, desplazando la regla, hacemos coincidir el caudal de 0,25 m3/s (escala superior del cuadro), con la velocidad dada, 4 m/s (escala inferior del cuadro). (Figura 2) 3) Dejando la regla en esta posición, el cuadro central nos dará la pérdida de carga en Pa/m, para el caudal seleccionado. En este caso, para un caudal de 0,25 m3/h, la pérdida de carga resulta ser de 0,9 Pa/m. (Figura 2) 4) Pasamos a leer el diámetro equivalente, en el cuadro inferior, resultando de 280 mm. (Figura 2) 5) El valor del diámetro equivalente, lo trasladamos a la CARA 2 de la regla, fijando en el cuadro superior los 280 mm, por desplazamiento de la regla. 6) Dejando la regla en esta posición, en la parte inferior de la CARA 2 se podrán leer distintas combinaciones de medidas de conductos rectangulares. Serían válidos, por ejemplo, conductos de 40 x 20 cm, 35 x 30 cm, etc. En el caso de que tuviéramos una altura de conducto restringida de 15 cm, fijamos esa medida en la escala inferior y leemos la otra en la superior. En tal caso el conducto sería de 15 x 50 cm. (Figura 3) (Hay que tener en cuenta que, siempre que sea posible, los conductos han de tender a tener una relación basealtura lo más próxima posible a 1). Figura 1 2 4 3 Figura 2 5 6 Figura 3 e-mail: [email protected] 3 SECCIÓN TÉCNICA sección técnica Pérdidas de carga en conductos Climaver El aire que circula por una red de conductos, recibe la energía de impulsión de un ventilador. Esta energía debe ser suficiente para distribuir el aire a los locales con el caudal, temperatura y velocidad previstos, compensando las pérdidas de carga que se producen en la red. Dimensionar correctamente los conductos consiste en equilibrar la fuerza motriz (ventilador) con las pérdidas de carga producidas en la red de conductos. Saint-Gobain Cristalería dispone de un software para el cálculo de instalaciones de conductos CLIMAVER, concebido para dimensionar redes de conductos en pequeños locales. Puede obtenerse gratuitamente en http://www.isover.net Presiones Estática, Dinámica y Total La energía (presión) suministrada por el sistema de impulsión tiene dos componentes: a) Presión estática, (Ps), debida a la compresión del fluido en el conducto. b) Presión dinámica (Pd), debida a la velocidad del fluido. c) Presión total (Pt), suma algebraica de Ps+Pd. En un conducto de aspiración, Pt es negativa (depresión), y positiva en conductos de impulsión. Pérdidas de Carga El proceso fluido dinámico del aire en los conductos provoca dos tipos de pérdidas de carga: pérdidas por rozamiento y pérdidas de carga locales. Pérdidas de carga por rozamiento. Se deben a la velocidad y a las variaciones de dirección del fluido. Se producen en todo el conducto y se expresan como pérdidas por unidad de longitud: [Pa/m] ó [mm.c.a/m]. Su cálculo por formulación es complicado, por ello es habitual recurrir a métodos informáticos. Más práctico es utilizar Gráficos de Rozamiento como el de este apartado, o bien la Regla de Cálculo de Conductos que se acompañó con el número anterior de la Revista (ver utilización en sección adjunta). Ambos métodos se establecen para una geometría del conducto, tipo de material (única rugosidad absoluta; Climaver Plus R o Sistema Climaver Metal), condiciones del aire (temperatura y humedad), y presión atmosférica (altura).Variaciones de estas condiciones, necesitan factores de correción. En el caso del Climaver Plus R o Sistema Climaver Metal, el revestimiento interno de Aluminio presenta una rugosidad absoluta teórica ε=0,06, algo inferior al conducto de chapa galvanizada, de forma que: Las pérdidas de carga reales son prácticamente iguales a las teóricas del Gráfico de Rozamientos de ASHRAE para conductos cilíndricos de chapa galvanizada (velocidades entre 0 y 15 m/s) Gráfico de Rozamiento para Climaver PlusR y Sistema Climaver Metal (Aire seco a 20ºC y 101,325 kPa) La utilización del Gráfico es la siguiente: a) Establecer el diámetro equivalente del conducto . (a x b)0,625 De = 1,3 · (a + b)0,25 (a y b, lados del conducto rectangular en mm) b) Con el caudal (m3/h), y De, se determina la pérdida de carga en el Gráfico de Rozamiento para estos conductos. Pérdidas de carga locales Corresponden a los tramos donde el flujo sufre variaciones de velocidad por cambio de dirección o variación de sus valores absolutos. En estos casos no puede utilizarse el Gráfico ni la Regla de Cálculo, sino coeficientes para pérdidas locales. Los valores de estos coeficientes C en conductos CLIMAVER son equivalentes a los de chapa galvanizada, y pueden obtenerse del Manual Fundamentals de ASHRAE, o bien del Manual de Aire Acondicionado CLIMAVER. Conclusión En una instalación de aire acondicionado debe equilibrarse la presión del ventilador con las pérdidas de carga producidas en la distribución del aire por los conductos. Para obtener las pérdidas de carga en tramos rectos sin singularidades de conductos CLIMAVER puede optarse por Gráficos como el de este artículo, o Reglas de Cálculo como la que se adjuntó en el número anterior de la revista. En singularidades de la red (cambios de dirección, bifurcaciones...) deben emplearse coeficientes característicos según la geometría de la singularidad. Bibliografía - “Manual Fundamentals”.ASHRAE - Manual de Conductos de aire acondicionado CLIMAVER. Saint-Gobain Cristalería. e-mail: [email protected] 4
