Equilibrio del flujo de aire de conductos

Uno de los requisitos más importantes para el diseño de un sistema de conductos es la posibilidad y simplicidad de equilibrar el flujo de aire. La presión del sistema se equilibra hasta el punto en que la generación de presión del ventilador es igual a la suma de las pérdidas de presión a través de cada sección de una rama. Esto es cierto para cada rama del sistema.

Un sistema de conductos típico

Otra interpretación del equilibrio del flujo de aire es que las pérdidas de presión deben equilibrarse en cada unión. Si la suma de las pérdidas de carga en un ramal no es igual a la presión del ventilador, el sistema de conductos redistribuirá automáticamente el aire, lo que dará como resultado flujos de aire diferentes a los diseñados.

Diseñar un sistema de conductos significa dimensionar los conductos y seleccionar los accesorios y ventiladores. El tamaño de los conductos no es lo mismo que hacer cálculos de pérdida de presión, aunque ambos se confunden comúnmente. El equilibrio de los sistemas de aire se puede lograr de varias maneras.

The most common method to accomplish ductwork balancing is Proportional Method (Fig. 1). Each diffuser is adjusted to supply the right percentage of total air volume in the ductwork. Balancing is performed step by step based on the fact that the operation of each diffuser is dependent on the previous one. Balancing is made based on the ratio between measured and designed airflow rate. Most of the supply and exhaust ducts can be adjusted based on proportional method.

Figura 1 -Principio de equilibrio de conductos basado en el método proporcional.

El proceso del método proporcional sigue varios pasos. Equilibre los conductos en el siguiente orden fijo:

  • Asegúrese de que todos los VCD, VAV y compuertas cortafuegos estén en posición completamente abierta;
  • Ajuste cada compuerta difusora proporcionalmente a la misma proporción en un conducto derivado;
  • Ajuste la compuerta VCD de cada conducto derivado en cada conducto principal para que cada conducto derivado tenga la misma proporción de caudal de aire;
  • Ajuste cada compuerta VCD del conducto principal del sistema;
  • Después de eso cada difusor tiene la misma proporción;
  • Ajuste la velocidad del ventilador (o el flujo de aire cerrando la compuerta principal del VCD después de la unidad AHU) en la unidad de tratamiento de aire:
  • Cada difusor tiene el caudal de aire adecuado.

Inicie el equilibrio en el conducto principal/derivado que tenga la relación más alta entre el flujo de aire medido y el diseñado. Si la proporción es superior a 1:3 en el conducto principal, ajuste la compuerta para obtener una proporción de 1:3, pero ábrala antes de ajustar el conducto principal.

El equilibrio de los conductos de cada rama del conducto (Fig. 2) se realiza según los siguientes pasos:

Figura 2 -Comience a equilibrar los difusores especificando las compuertas de referencia (R) e índice (I). La compuerta más alejada (aguas abajo) se convierte en una compuerta de referencia (llamada R). El punto de partida para el equilibrio es la compuerta que tiene el cociente más bajo, es decir, la relación entre el caudal de aire medido y el diseñado, conocido como difusor índice (I).
  • Mida el flujo de aire en cada difusor y calcule las proporciones; (Figuras 3 y 4);
  • Seleccione las compuertas de referencia (última compuerta VCD de la rama) y de índice (relación más baja);
  • Ajuste la compuerta de referencia para que la relación sea la misma tanto en la compuerta de referencia como en la de índice (la compuerta de índice permanece completamente abierta);
  • Repita lo mismo con el segundo, tercer, etc. amortiguador de relación más baja;
  • Marque las posiciones de las compuertas y bloquéelas;
  • El equilibrio de cada sucursal se completa una vez que todos los índices son iguales.
Figura 3 - Fórmula del tubo de Pitot
Figura 3 -Como el flujo de aire es turbulento dentro del conducto, hay una variación en la velocidad sobre el área de la cara del conducto. Esta es la razón por la que el promedio de varias lecturas de medición de velocidad proporciona resultados más precisos. La medición del flujo de aire se puede realizar utilizando un anemómetro de hilo caliente (medición de velocidad) o un tubo de Pitot (medición de presión). Las velocidades típicas de los conductos son de 1 a 15 m/s (la resolución del instrumento suele ser de 0,1 m/s). Las lecturas del tubo de Pitot con las mismas velocidades son de 2 a 50 Pa (la resolución del instrumento suele ser de 1 Pa). Por lo tanto, la precisión de la medición con el tubo de Pitot es peor con velocidades bajas.
Figura 4

La campana Velocity es una forma confiable de medir los caudales de aire en los difusores cuadrados.

Ajuste cada compuerta de rama usando el similar. Finalmente, es necesario ajustar el caudal de aire en la UTA: principio de referencia y compuertas de índice. (Fig. 5 y 6) Comience desde el conducto con la relación más baja y ajuste la compuerta de referencia para que la relación sea la misma. De ahora en adelante, no ajuste las compuertas del difusor. Continúe equilibrando la compuerta del conducto derivado que tenga la segunda relación más baja.

Figura 5

Las compuertas de conductos derivados se equilibran según el mismo principio, empezando por la compuerta de relación más baja y equilibrando la compuerta de referencia con respecto a ella. Y luego repitiendo lo mismo con el amortiguador que tiene la segunda relación más baja.

Figura 6

Las compuertas del conducto principal se vuelven a equilibrar según el mismo principio. Se especifican las relaciones y se seleccionan los amortiguadores de referencia y de índice. En este caso se trata del mismo amortiguador. Esta compuerta A permanece en posición completamente abierta. Luego seleccione la compuerta con la segunda relación más baja (compuerta B) y ciérrela hasta que las relaciones sean las mismas que las de la compuerta de referencia. Ajuste el amortiguador C en consecuencia.

Finalmente, es necesario ajustar el caudal de aire en la AHU:

  • Ajuste el caudal de aire total en la unidad de tratamiento de aire al valor diseñado;
  • Después de eso, la relación entre el caudal de aire medido y el diseñado debe ser 1,0 en todos los difusores, conductos secundarios y principales;
  • Tenga en cuenta los siguientes aspectos:
  • Antes de ajustar el caudal de aire total, el edificio debe estar en modo de funcionamiento normal (en condiciones de diseño);
  • Registre las condiciones climáticas ambientales;
  • Mida el caudal de aire después de la AHU. Si eso no se puede hacer de manera confiable, mida el caudal de aire en cada conducto principal;
  • Ajuste el caudal de aire con la compuerta principal en AHU o ajustando la velocidad del ventilador (recomendado);
  • Registre el amperaje y el voltaje del ventilador, así como la velocidad de rotación del ventilador;
  • Mida y registre el caudal de aire de cada difusor y compárelo con el caudal de aire diseñado. Todas las lecturas deberán estar entre 90 y 110 por ciento;
  • Adjunte las tablas de relación y medición del flujo de aire antes y después del equilibrio en los documentos de puesta en servicio.
GUÍA DE PUESTA EN MARCHA DE HVAC - Maija Virta (M.Sc.Eng)