REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA  MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR  

UNIVERSIDAD FERMIN TORO  FACULTAD DE INGENIERIA  

 

  

Integrantes:  LUIS SCHWARZENBERG

CI. 18.502.554   

Enero de 2015 

DUCTOS PARA TRANSPORTAR AIRE

ACONDICIONADO

Actualmente en el mercado venezolano existen muchas empresas

destinadas a solucionar o minimizar los problemas de mantenimiento integral

de las fábricas, empresas, universidades; entre otras; Entre ellas tenemos la

construcción de ductos de aire acondicionado de buena calidad. Para ello, se

necesita un buen diseño donde se tienen consideración la caída de presión

en el flujo normal de un fluido (líquido o gas) por un canal restringido o ducto.

La magnitud de esta caída de presión depende de varios factores: diámetro o

forma de la sección del ducto y condición de su superficie, viscosidad, masa

específica, temperatura y presión del fluido, transferencia de calor a/o hacia

el líquido y tipo de flujo, viscoso o turbulento. Se tiene relación de estas

variables mediante relaciones simples.

Cuando un fluido circula por un tubo o ducto se tiene siempre una

película delgada del fluido adherida a un lado del tubo y no se mueve

apreciablemente. El flujo viscoso o flujo laminar cada partícula del fluido se

mueve paralelamente al movimiento de las otras partículas. No se tienen

corrientes cruzadas y la velocidad de las partículas del fluido se aumenta al

crecer sus distancias a las paredes del conducto. La velocidad máxima

ocurre en el centro del conducto y la velocidad promedio sobre la sección

completa es igual a la mitad de la velocidad máxima. En este fluido viscoso la

caída de presión después de que se ha logrado equilibrio en el flujo es

empleada para equilibrio de las fuerzas de corte o deslizamiento que se

tienen entre una capa y la siguiente.

En cualquier sistema de calefacción, enfriamiento o ventilación con

circulación mecánica, el ventilador o los ventiladores deben tener la

capacidad adecuada en cuanto a cantidad adecuada de aire y una presión

estática igual o ligeramente mayor que la resistencia total que se tiene en el

sistema de ductos. El tamaño de los ductos se escoge para las velocidades

máximas de aire que puede utilizarse sin causar ruidos molestos y sin causar

pérdidas excesivas de presión. Los ductos grandes reducen las pérdidas de

fricción, pero la inversión y el mayor espacio deben compensar el ahorro de

potencia del ventilador. Tiene que hacerse un balance económico al hacer el

diseño de las instalaciones. En general debe hacerse un trazado de ductos

tan directo como sea posible, evitar vueltas muy agudas y no hay que tener

ductos muy desproporcionados. Para un ducto rectangular es buena práctica

que la relación del lado mayor al menor sea hasta de 6 a 1 y ésta relación

nunca debe exceder de 10 a 1.

Estos Ductos se emplean en los sistemas de conducción del aire

generado en sistemas de enfriamiento, calefacción o sistemas de doble

temperatura, los cuales entregan el aire necesario con diferentes

requerimientos de presión, temperatura y humedad

Entre los tipos de ductos tenemos: a) Uctoglass 800: Que es una

lámina rígida de fibra de vidrio compacta y aglutinada, empleada en la

fabricación de ductos para el transporte de aire acondicionado y de

ventilación. Usos: Transportar el aire en silencio (absorbiendo los ruidos de

las máquinas) herméticamente (evitando las pérdidas hacia ambientes no

requeridos ), a temperatura uniforme (evitando las perdidas o ganancias de

calor ) en forma eficiente. Dimensiones: 96" y 120" ( largo ) x 48" ( ancho ) x

1"de espesor. El sistema de ductos DUCTOGLASS 800 se fabrica a partir de

láminas rígidas de fibra de vidrio, aglutinadas con resinas especiales,

obteniéndose ductos de sección rectangular, los cuales cuentan como parte

integral de si mismos con una barrera de vapor aplicada en fabrica, la cual

también sirve como elemento de terminado.

b) Ductos Fabricados con Lámina Metálica: Cuando las velocidades del aire

superan el valor de 2400 pies/minuto y la presión estática supera las ± 2

pulgadas de columna de agua, se hace necesario el empleo de laminas

metálicas de acuerdo a las especificaciones de SMACNA (Air Conditioning

Contractors National Association). Cualquier sistema de ducteria en lámina

metálica debe ser aislado térmica y acústicamente a fin de evitar la

transmisión de sonido de las máquinas y la formación de condensados que

terminan por corroer el metal.

c) Duct Wrap 11/2": Aislamiento térmico con barrera de vapor, empleado

como aislamiento térmico externo en sistemas para transporte de aire

acondicionado y de ventilación. Usos: Duct Wrap controla la transferencia de

calor de aire interior al ducto y el medio ambiente, y la condensación de la

humedad relativa del medio, evitando así la corrosión del ducto metálico.

Dimensiones: 600" ( largo ) x 48" ( ancho ) x 1 1/2 de espesor.

d) Erocor Reforzado: Aislamiento térmico utilizado como recubrimiento

interno de ductos metálicos en sistemas de aire acondicionado y de

ventilación. Usos: Al colocarse en el interior de los ductos metálicos, se

desempeña eficientemente como aislamiento térmico y acústico. Por ser un

material reforzado, puede soportar velocidades de viento de hasta 7000

pies/min, sin que se presente erosión. Dimensiones: 120" ( largo ) x 4"

( ancho ) en espesor de 1/2" y 1".

e) SK Sealant Tape Fasson 0821: Cinta diseñada especialmente para selles

sometidos a esfuerzos extremos. Compuesta por un foil de fibra de vidrio

laminada con papel Kraft, recubierta con un sistema agresivo de adhesión a

base de caucho. Ventajas: Exelente adhesión y rápido pegue Beneficios:

Adherencia a diferentes superficies. Se adecua a superficies

tridimensionales. Aplicaciones: Especialmente diseñado para juntas en

aislamientos sometidos a humedad y vapor.

Entre los materiales y equipos que se necesarios para la construcción

de ductos de aire acondicionado tenemos:

a) Ductwrap Uso: empleado como aislamiento térmico externo en

sistemas para transporte de aire acondicionado. Su principal uso es

controlar la transferencia de calor del aire interior al ducto y el medio

ambiente, y la condensación de la humedad relativa del medio;

evitando así la corrosión del ducto metálico.

b) Manguera Aluminio: Gracias a su innovadora fabricación, se obtienen

instalaciones más rápidas, más fáciles y económicas. Fabricadas con

un resorte helicoidal de acero embutido en polipropileno o foil de

aluminio y unidos con pegamento procesado térmicamente

c) Manguera Plástica Transparente: MPT-S/A: Manguera Plástica

Transparente (polipropileno) sin aislante. MA-S/A: Manguera

Aluminizada sin aislante . MA-C/A: Manguera Aluminizada con 2" de

espesor de aislante Air Pack, que cubre eficientemente la barrera de

vapor (evita condensaciones).

d) Rejillas de Suministro: Estas rejillas poseen una hilera de aletas

móviles que permiten deflexión, en forma manual, tanto vertical como

en forma horizontal

e) Flanges: El borde cónico mejora la adaptación de la manguera

facilitando la instalación.

f) Extractor con Rejilla

g) Fast Tape: Compuesta por un refuerzo tridimensional de fibra de

vidrio, laminada con papel kraft y recubierta con un sistema adhesivo

fuerte a base de caucho. Su uso principal es en la fabricación de

Ductos proporcionando selles herméticos y resistentes. También se

utiliza para la unión y selle de Duct Wrap

h) Cemento de contacto. Uso: Utilizado para pegar el rollo de fibra de

vidrio (ductwrap), al ducto de aire galvanizado.

i) Difusor Lineal. Funciona tanto como difusor (suministro) como rejilla

de retorno.

j) Rejilla de Retorno. Funciona para suministro y retorno

k) Difusor 4 vías (sin control) Los difusores de 4 vías constituyen una

nueva alternativa por su moderno y aerodinámico diseño, alta

resistencia y durabilidad, así como por su bella y tradicional apariencia

a bajo costo.

l) Adaptadores: Por su innovador diseño y fabricación termoplástica,

cuenta con ventajas tales como: es más liviano, una sola pieza, más

seguro y más eficiente

m) Trabillas y Enargolados.

Los métodos que se usan para el calculo de costos es el siguiente:

a) Calculo de CFM para cada recinto. Se recopilan las cargas térmicas

en cada uno de los recintos. Estos datos ya fueron obtenidos en el

trabajo de calculo de cargas.Luego se hayan los CFM para cada

recinto con la fórmula:

CFM= Qs1.1 λT

b) Difusión del Aire

Ejemplo:

c) Calculo de pérdidas lineales en los tramos rectos de los ductos y de

su geometría. Antes de calcular las pérdidas en los tramos rectos de

tubería, se debe escoger de la grafica un factor de perdidas lineales

que evite ruido y caída de presión exagerada. Este factor, que se

localiza con los CFM de cada recinto, se multiplica por la longitud del

tramos en pies.

hl= h100

∗L

Luego, se obtiene el diámetro correspondiente para cada tramo de

ducto, y debido a que estos valores de diámetros dan muy grandes y no se

seria apropiado su instalación en recintos de 12 ft de altura, se procede a

hallar las dimensiones de secciones rectangulares equivalentes a la sección

circular por medio de la tabla 9 – 1 de Principles of HVAC. En las

dimensiones que se escogieron se trato de que solo variara una de las

dimensiones de la sección rectangular variando los aspectos ratios.

d) Cálculo de perdidas en codos: Para el cálculo de codos se utilizó el

ítem 3-5 para el cual se toma una relación de r/W de 0.75 para que el

codo tenga una curva suave y se disminuyan las pérdidas. Y con la

relación W/H de 2.5 la cual corresponde a la sección V – A del ducto

se obtiene el valor de Co‘= 0.39. Luego este valor se reemplaza en la

siguiente fórmula.

Co=Kre∗Co'

Como el Re = 3492247 = 349 E4, entonces el valor de KRe es igual a

1. Por lo tanto Co = 0.39 Luego con este valor se halla la caída de presión en

in de H2O de la siguiente forma:

e) Calculo de perdidas en Tes: Las perdidas en las tes se calculas utilizando el ítem 5-32 divergente para el punto D y el ítem 5-29 para las demás intersecciones

f) Difusores: La disposición que se adoptó para los difusores fue la de

utilizar difusores circulares en el techo. Para hacer la adecuada

selección de estos, se refiere al procedimiento mostrado en el capitulo

13 de Fundamentals Handbook, en donde es necesario el cálculo de

una longitud característica que en este caso es la distancia desde el

difusor hasta la pared más cercana. En el corredor esta distancia es

de 15 ft. En la tabla 2 del capitulo 13 se halla la relación T50/L

sabiendo que la carga térmica del corredor es de aproximadamente 20

BTU/h ft2. De la tabla 2 se obtiene:

T50/L = 0.8

Tv = (T50/L)*(L) = 0.8 * 15 ft = 12 ft

Con esta ultima distancia y los cfm por difusor previamente

calculados (538 cfm) se localiza el tamaño apropiado en el catálogo

del constructor. El tamaño correspondiente para el corredor es de 12

in. Además, del catálogo se obtiene la caída de presión. Siempre se

busca un tamaño de difusor que evite grandes caídas de presión.

g) Calculo de perdidas en transiciones:

h) Calculo de perdidas de Damper: Los dampers fueron colocados con el

objetivo de balancear las presiones en el sistema. Su cálculo se hizo

obteniendo la diferencia entre la mayor caída de presión en un

trayecto con las caída de presiones menores, luego, se refiere al ítem

6-4, el cual es damper de compuerta y se obtiene la altura h a la cual

se debe localizar la compuerta para obtener la caída de presión

requerida.

i) Calculo de caídas de presiones totales: Existen ocho puntos extremos

en donde se requiere que la cabeza del ventilador sea el

suficientemente grande para que asegurar que llegue aire con la

misma presión para todos los puntos.

j) Potencia del Ventilador: El ventilador debe ser capaz de entregar una

potencia tal que cumpla con los requerimientos de presión y flujo

volumétrico. De la ecuación de Bernulli se sabe que

HVentilador = hperdidas

Y utilizando la ecuación:

Estas son algunas de las formulas que necesitan para saber los

costos de cada ducto en un sitio especifico.