Los conductos a menudo se tratan como una disciplina separada de la selección de ventiladores. El diseñador de conductos calcula los tamaños y las caídas de presión, el selector del ventilador elige una unidad que coincida con el total y las dos se encuentran solo en la curva del sistema. Esta separación funciona sobre el papel. En la práctica, las decisiones de diseño de conductos que se toman al principio de un proyecto determinan si el ventilador seleccionado realmente puede ofrecer el rendimiento requerido o si lucha contra el sistema de conductos en cada punto de operación.
El tamaño de los conductos establece la curva del sistema
La relación entre el flujo de aire y la resistencia en un sistema de conductos no es lineal. La caída de presión aumenta aproximadamente con el cuadrado de la velocidad. Duplica la velocidad del aire y la resistencia se cuadriplica. Esto significa que las decisiones sobre el tamaño de los conductos tienen una enorme influencia en la curva del sistema y, en consecuencia, en el punto de funcionamiento del ventilador.
Los conductos de tamaño insuficiente crean una curva pronunciada en el sistema. El ventilador debe funcionar a alta presión y bajo flujo de aire en relación con su capacidad. Esto empuja el punto de operación hacia el lado izquierdo de la curva, donde la eficiencia cae y el consumo de energía puede aumentar inesperadamente. Los conductos sobredimensionados reducen la resistencia pero aumentan los costos de material y espacio. El equilibrio correcto depende de las limitaciones específicas del proyecto, pero el selector de ventilador necesita conocer con precisión la curva del sistema resultante.
Los accesorios generan la mayor parte de las pérdidas
Los conductos rectos rara vez son la fuente dominante de resistencia. Los codos, transiciones, derivaciones y reducciones representan la mayor parte de la caída de presión en la mayoría de los sistemas. Un solo codo cuadrado puede agregar tanta resistencia como 10 a 15 pies de conducto recto. El efecto acumulativo de múltiples accesorios, especialmente cuando se colocan muy juntos, puede cambiar significativamente la curva del sistema.
Las herramientas computacionales pueden modelar estas pérdidas, pero los datos de entrada deben ser precisos. Los diseñadores de conductos a veces utilizan coeficientes de pérdida de ajuste aproximados que no reflejan la geometría real. Un codo redondeado con paletas giratorias tiene una fracción de la pérdida de un codo de inglete. La diferencia aparece en la curva del ventilador como un punto de funcionamiento desplazado.
Consideraciones de velocidad
La velocidad del conducto afecta más que la caída de presión. Las altas velocidades aumentan el ruido, lo que puede requerir silenciadores que agreguen su propia resistencia. Las bajas velocidades reducen la capacidad de transporte, lo que permite que el polvo o la humedad se depositen en tramos horizontales. El rango de velocidad elegido influye tanto en la curva del sistema como en la calidad de la distribución del aire en las terminales.
Para la selección del ventilador, la velocidad crítica está en las conexiones de entrada y salida del ventilador. Como se analizó anteriormente, las malas condiciones de entrada y salida causadas por transiciones abruptas o accesorios de acoplamiento cerrado reducen el rendimiento del ventilador. Los conductos dentro de los primeros diámetros del ventilador tienen un impacto desproporcionado en la producción real.
Efecto del sistema debido a las conexiones de los conductos
La interacción entre el ventilador y los conductos conectados crea efectos en el sistema que cambian el punto de funcionamiento. Un codo de descarga inmediatamente en la salida del ventilador crea una presión asimétrica en la periferia de la rueda. Un codo de entrada introduce un remolino que el impulsor no puede recuperar por completo. Estos efectos son cuantificables utilizando los métodos del Estándar 201 de AMCA, pero a menudo se pasan por alto en el proceso de selección.
La consecuencia es un ventilador que cumple las especificaciones en el laboratorio pero tiene un rendimiento inferior en el campo. La brecha entre el rendimiento del catálogo y el rendimiento instalado es frecuentemente el resultado de una geometría de conexión de conducto que no se tuvo en cuenta durante la selección.
Coordinación de diseño y selección
Una coordinación eficaz requiere que el diseñador de conductos y el selector de ventiladores trabajen desde la misma curva del sistema. La curva debe reflejar las pérdidas reales de las conexiones, no sólo los equivalentes en conductos rectos. Debe incluir el efecto de filtros, serpentines y otros componentes que se analizan en nuestros artículos sobre filtración y AHU. Y debería tener en cuenta el efecto del sistema en las conexiones del ventilador.
MIDI Industrial proporciona soporte de selección que integra consideraciones de conductos en las especificaciones del ventilador. Trabajamos con diseñadores de sistemas para desarrollar curvas precisas del sistema que reflejen la geometría real de la instalación, no solo cálculos teóricos. El resultado es una selección de ventiladores que funciona como se esperaba desde el primer día de funcionamiento.