Los conductos son conductos o pasajes que se utilizan en calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) para suministrar y extraer aire. Los flujos de aire necesarios incluyen, por ejemplo, aire de suministro , aire de retorno y aire de escape . [1] Los conductos también suelen suministrar aire de ventilación como parte del aire de suministro. Como tal, los conductos de aire son un método para garantizar una calidad del aire interior aceptable , así como el confort térmico .
Un sistema de conductos también se denomina conductos . La planificación (diseño), el dimensionamiento, la optimización, el detalle y la detección de pérdidas de presión a través de un sistema de conductos se denomina diseño de conductos . [2]
Los conductos pueden estar hechos de los siguientes materiales: Son
El acero dulce galvanizado es el material estándar y más común que se utiliza para fabricar conductos, ya que el revestimiento de zinc de este metal evita la oxidación y los costos de pintura. Para fines de aislamiento, los conductos de metal suelen estar revestidos con mantas de fibra de vidrio (revestimiento de conductos) o envueltos externamente con mantas de fibra de vidrio (envoltura de conductos). Cuando es necesario, se utiliza un conducto de doble pared. Este generalmente tendrá un revestimiento perforado interno y luego una capa de 1 a 2" (2,5 a 5 cm) de aislamiento de fibra de vidrio contenida dentro de un tubo sólido externo.
Los conductos rectangulares suelen fabricarse a medida en talleres especializados en metal. Para facilitar su manipulación, suelen venir en secciones (o juntas) de 120 cm (4'). Los conductos redondos se fabrican con una máquina de formación en espiral continua que puede fabricar conductos redondos de casi cualquier diámetro cuando se utiliza la matriz de formación adecuada y con cualquier longitud que se ajuste, pero los tamaños de stock más comunes varían uniformemente de 10 a 60 cm (4" a 24"), siendo los más utilizados los de 15 a 30 cm (6" a 12"). Los tubos de stock se venden normalmente en juntas de 300 cm (10'). También hay disponibles juntas de 150 cm (5') de tubos de tipo no espiral, que se utilizan habitualmente en aplicaciones residenciales.
Los conductos de aluminio son livianos y se instalan rápidamente. Además, se pueden fabricar fácilmente conductos personalizados o de formas especiales en el taller o en la obra.
La construcción de los conductos comienza con el trazado del contorno del conducto sobre el panel de aluminio preaislado. A continuación, las piezas se cortan normalmente a 45°, se doblan si es necesario para obtener los diferentes accesorios (es decir, codos, conos) y, finalmente, se ensamblan con pegamento. Se aplica cinta de aluminio a todas las juntas en las que se ha cortado la superficie externa de la lámina de aluminio. Hay una variedad de bridas disponibles para adaptarse a los distintos requisitos de instalación. Todas las juntas internas se sellan con sellador.
El aluminio también se utiliza para fabricar conductos espirales redondos, pero es mucho menos común que el acero galvanizado.
Tradicionalmente, los conductos de aire se fabrican con chapa metálica que se instala primero y luego se recubre con aislamiento. Hoy en día, un taller de fabricación de chapa metálica normalmente fabricaría el conducto de acero galvanizado y lo aislaría con una envoltura para conductos antes de la instalación. Sin embargo, los conductos fabricados con paneles de aislamiento rígidos no necesitan ningún aislamiento adicional y se pueden instalar en un solo paso. Tanto los paneles de poliuretano como de espuma fenólica se fabrican con revestimientos de aluminio aplicados en fábrica en ambos lados. El espesor de la lámina de aluminio puede variar de 25 micrómetros para uso en interiores a 200 micrómetros para uso externo o para características mecánicas superiores. Hay varios tipos de paneles de espuma de poliuretano rígido disponibles, incluido el panel formulado con agua para el cual el proceso de espumación se obtiene mediante el uso de agua y CO 2 en lugar de gases CFC , HCFC , HFC y HC . La mayoría de los fabricantes de paneles de espuma fenólica o poliuretano rígido utilizan pentano como agente espumante en lugar de los gases mencionados anteriormente.
Un sistema de conductos con aislamiento fenólico rígido está catalogado como un conducto de aire de clase 1 [ aclaración necesaria ] según la norma UL 181 de seguridad.
Los paneles de conductos de fibra de vidrio proporcionan aislamiento térmico incorporado y la superficie interior absorbe [el sonido], lo que ayuda a proporcionar un funcionamiento silencioso del sistema HVAC.
El tablero del conducto se forma deslizando un cuchillo especialmente diseñado a lo largo del tablero usando una regla como guía. El cuchillo recorta automáticamente una ranura con lados de 45° que no penetran toda la profundidad del tablero del conducto, proporcionando así una sección delgada que actúa como una bisagra . El tablero del conducto se puede doblar a lo largo de la ranura para producir pliegues de 90°, lo que hace que el conducto tenga la forma rectangular del tamaño deseado por el fabricante. Luego, el conducto se cierra con grapas de enganche hacia afuera y una cinta especial de aluminio o de metal similar.
Los conductos flexibles (también conocidos como flex ) suelen estar hechos de plástico flexible sobre una bobina de alambre de metal para dar forma a un tubo. Tienen una variedad de configuraciones. En los Estados Unidos, el aislamiento suele ser lana de vidrio , pero otros mercados como Australia, utilizan tanto fibra de poliéster como lana de vidrio para el aislamiento térmico. Una capa protectora rodea el aislamiento y suele estar compuesta de polietileno o PET metalizado . Se vende habitualmente en cajas que contienen 25' (7,5 m) de conducto comprimido en una longitud de 5' (1,5 m). Está disponible en diámetros que van desde tan solo 4" (10 cm) hasta tan grandes como 18" (45 cm), pero los más utilizados son tamaños uniformes que van desde 6" a 12" (15 a 30 cm).
Los conductos flexibles son muy convenientes para unir las salidas de aire de suministro a los conductos rígidos. Por lo general, se unen con bridas largas o abrazaderas de banda metálica. Sin embargo, la pérdida de presión es mayor que para la mayoría de los otros tipos de conductos. Por lo tanto, los diseñadores e instaladores intentan mantener sus longitudes instaladas ( tramos ) cortas, por ejemplo, menos de 15 pies (5 m) aproximadamente, y tratan de minimizar los giros. Se deben evitar las torceduras en los conductos flexibles. Algunos mercados de conductos flexibles prefieren evitar el uso de conductos flexibles en las partes de aire de retorno de los sistemas HVAC, sin embargo, los conductos flexibles pueden tolerar presiones negativas moderadas. La prueba UL181 requiere una presión negativa de 200 Pa.
Para utilizar conductos flexibles en un sistema, asegúrese de ajustar el conducto para aprovechar todo el diámetro interno. Esto reduce la resistencia y mejora el flujo de aire, así como la eficiencia de la ventilación. Minimice las curvas y los dobleces tanto como sea posible, ya que pueden afectar la forma en que la corriente de aire fluye a través de los conductos.
Existen algunos tipos de conductos flexibles: de poliuretano (PU), de aluminio y aluminio aislado, acústicos y rectangulares, así como semiflexibles y combinados.
En realidad, se trata de un dispositivo de distribución de aire y no está pensado como conducto para el aire acondicionado. Por lo tanto, el término conducto de tela es algo engañoso; el nombre más definitivo sería sistema de dispersión de aire de tela . Sin embargo, como a menudo reemplaza a los conductos rígidos, es fácil percibirlo simplemente como un conducto. Los conductos de tela, que suelen estar hechos de material de poliéster, pueden proporcionar una distribución y mezcla más uniformes del aire acondicionado en un espacio determinado que un sistema de conductos convencional. También pueden fabricarse con respiraderos u orificios.
Los conductos de tela están disponibles en varios colores, con opciones para serigrafía u otras formas de decoración, o en tela porosa (permeable al aire) y no porosa. La determinación de qué tela es apropiada (es decir, permeable al aire o no) se puede hacer considerando si la aplicación requeriría un conducto de metal aislado. Si es así, se recomienda una tela permeable al aire porque no creará condensación en su superficie y, por lo tanto, se puede usar donde el aire se suministra por debajo del punto de rocío . El material que elimina la humedad puede ser más saludable para los ocupantes. También se puede tratar con un agente antimicrobiano para inhibir el crecimiento bacteriano. El material poroso también tiende a requerir menos mantenimiento, ya que repele el polvo y otros contaminantes transportados por el aire.
También se encuentran disponibles tejidos fabricados con más del 50 % de material reciclado, lo que permite certificarlos como productos ecológicos. El material también puede ser ignífugo , lo que significa que el tejido puede arder, pero se extinguirá cuando se retire la fuente de calor.
Los conductos de tela no están aprobados para su uso en techos o áticos ocultos. Sin embargo, hay productos disponibles para su uso en aplicaciones de pisos elevados . Los conductos de tela generalmente pesan menos que otros conductos convencionales y, por lo tanto, ejercen menos presión sobre la estructura del edificio. El menor peso permite una instalación más sencilla.
Los conductos de tela requieren un mínimo de cierto rango de flujo de aire y presión estática para funcionar.
Los conductos de perfil bajo de PVC se han desarrollado como una alternativa rentable a los conductos de perfil bajo de acero. Los conductos de perfil bajo se han utilizado ampliamente en la ventilación de apartamentos y hoteles desde 2005. El crecimiento de los conductos de perfil bajo ha aumentado significativamente debido a la reducción del espacio disponible en las cavidades del techo en un esfuerzo por reducir los costos. Desde el incendio de la Torre Grenfell en 2017, ha habido un aumento en el descubrimiento de materiales de construcción que no cumplen con las normas; muchos fabricantes de conductos de perfil bajo de PVC han luchado por lograr o mantener el cumplimiento, y algunos proyectos de construcción han tenido que recurrir nuevamente al uso de la opción de acero, más costosa.
El acabado de los conductos exteriores expuestos a la intemperie puede ser chapa de acero recubierta de aluminio o de una aleación de aluminio/zinc, un laminado multicapa, un polímero reforzado con fibra u otro revestimiento impermeable.
Además de los propios conductos, los sistemas de conductos completos contienen muchos otros componentes.
Un sistema de conductos suele comenzar en un manipulador de aire . Los ventiladores del manipulador de aire pueden crear vibraciones importantes , y la gran superficie del sistema de conductos transmitiría este ruido y vibración a los habitantes del edificio. Para evitar esto, normalmente se insertan aisladores de vibración (secciones flexibles) en el conducto inmediatamente antes y después del manipulador de aire. El material similar a una lona recubierta de goma de estas secciones permite que el manipulador de aire vibre sin transmitir demasiada vibración a los conductos conectados. La misma sección flexible puede reducir el ruido que puede producirse cuando se activa el ventilador y se introduce presión de aire positiva en los conductos.
Aguas abajo del manipulador de aire, el conducto principal de suministro de aire generalmente se bifurca, proporcionando aire a muchas salidas de aire individuales, como difusores , rejillas y registros . Cuando el sistema está diseñado con un conducto principal que se ramifica en muchos conductos secundarios, los accesorios llamados derivaciones permiten que una pequeña parte del flujo en el conducto principal se desvíe hacia cada conducto secundario. Las derivaciones se pueden colocar en aberturas redondas o rectangulares cortadas en la pared del conducto principal. La derivación generalmente tiene muchas pestañas metálicas pequeñas que luego se doblan para unir la derivación al conducto principal. Las versiones redondas se denominan accesorios giratorios . Otros diseños de derivación utilizan un método de fijación a presión, a veces acoplado con una junta de espuma adhesiva para un mejor sellado. La salida de la derivación luego se conecta al conducto de derivación rectangular, ovalado o redondo.
Los conductos, especialmente en los hogares, a menudo deben permitir que el aire viaje verticalmente dentro de paredes relativamente delgadas. Estos conductos verticales se denominan chimeneas y están formados por secciones rectangulares muy anchas y relativamente delgadas o secciones ovaladas. En la parte inferior de la chimenea, un soporte de chimenea proporciona una transición desde un conducto grande redondo o rectangular común hasta el conducto delgado montado en la pared. En la parte superior, un cabezal de chimenea puede proporcionar una transición de regreso a los conductos comunes, mientras que un cabezal de registro permite la transición a un registro de aire montado en la pared.
Los sistemas de conductos a menudo deben proporcionar un método para ajustar el volumen del flujo de aire a las distintas partes del sistema. Las compuertas de control de volumen (VCD, que no deben confundirse con las compuertas cortafuegos o de humo) proporcionan esta función. Además de la regulación proporcionada en los registros o difusores que distribuyen el aire en las habitaciones individuales, se pueden instalar compuertas dentro de los propios conductos. Estas compuertas pueden ser manuales o automáticas. Las compuertas de zona proporcionan un control automático en sistemas simples, mientras que el volumen de aire variable (VAV) permite el control en sistemas sofisticados.
Las compuertas cortafuegos y cortahumo se encuentran en conductos donde el conducto pasa a través de un cortafuegos o una cortina cortafuegos.
Las compuertas de humo funcionan con un motor, denominado actuador . Una sonda conectada al motor se instala en el recorrido del conducto y detecta el humo, ya sea en el aire extraído o suministrado a una habitación, o en cualquier otro lugar dentro del recorrido del conducto. Una vez que se detecta humo, el actuador cerrará automáticamente la compuerta de humo hasta que se vuelva a abrir manualmente.
Las compuertas cortafuegos se pueden encontrar en los mismos lugares que las compuertas cortafuegos, dependiendo de la aplicación del área después del cortafuegos. A diferencia de las compuertas cortafuegos, no se activan mediante ningún sistema eléctrico (lo que es una ventaja en caso de una falla eléctrica en la que las compuertas cortafuegos no se cerrarían). Las compuertas cortafuegos montadas verticalmente se accionan por gravedad, mientras que las horizontales se accionan por resorte. La característica más importante de una compuerta cortafuegos es un enlace fusible mecánico que es una pieza de metal que se derretirá o romperá a una temperatura específica. Esto permite que la compuerta se cierre (ya sea por gravedad o por resorte), sellando efectivamente el conducto, conteniendo el fuego y bloqueando el aire necesario para que se queme.
Las paletas giratorias se instalan dentro de los conductos en los cambios de dirección (por ejemplo, en giros de 90°) para minimizar la turbulencia y la resistencia al flujo de aire. Las paletas guían el aire para que pueda seguir el cambio de dirección con mayor facilidad.
Los plenums son las unidades centrales de distribución y recolección de aire de un sistema de HVAC. El plenum de retorno transporta el aire desde varias rejillas de retorno grandes (ventiladores) o bocas de campana hasta un manipulador de aire central. El plenum de suministro dirige el aire desde la unidad central hasta las habitaciones que el sistema está diseñado para calentar o enfriar. Deben planificarse cuidadosamente en el diseño de ventilación. [ ¿Por qué? ]
Si bien los sistemas de volumen de aire constante de zona única generalmente no cuentan con estos elementos, los sistemas de múltiples zonas a menudo tienen unidades terminales en los conductos de derivación. Por lo general, hay una unidad terminal por zona térmica. Algunos tipos de unidades terminales son las cajas VAV (de conducto simple o doble), las cajas de mezcla accionadas por ventilador (en disposición en paralelo o en serie) y las unidades terminales de inducción. Las unidades terminales también pueden incluir un serpentín de calefacción o refrigeración.
Las terminales de aire son las salidas de aire de suministro y las entradas de aire de retorno o de escape. Para el suministro, los difusores son los más comunes, pero las rejillas y, para sistemas de HVAC muy pequeños (como en residencias) , los registros también se utilizan ampliamente. Las rejillas de retorno o de escape se utilizan principalmente por razones de apariencia, pero algunas también incorporan un filtro de aire y se conocen como retornos de filtro. [3]
La posición de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) es que "si nadie en su hogar sufre de alergias o síntomas o enfermedades inexplicables y si, después de una inspección visual del interior de los conductos, no ve ninguna indicación de que sus conductos de aire estén contaminados con grandes depósitos de polvo o moho (no hay olor a humedad ni crecimiento visible de moho), probablemente no sea necesario limpiar sus conductos de aire". [4] [ necesita actualización ] [ dudoso – discutir ]
Una limpieza a fondo de los conductos realizada por un profesional eliminará el polvo , las telarañas , los residuos , el pelo de las mascotas, el pelo y los excrementos de roedores , los clips, los depósitos de calcio , los juguetes de los niños y cualquier otra cosa que pueda acumularse en el interior. Lo ideal es que la superficie interior quede brillante y reluciente después de la limpieza. El revestimiento de fibra de vidrio aislado de los conductos y el tablero de los conductos se pueden limpiar con cerdas especiales no metálicas. Los conductos de tela se pueden lavar o aspirar con electrodomésticos domésticos habituales.
La limpieza del sistema de conductos puede ser necesaria si:
En los entornos comerciales, varias normas recomiendan la inspección periódica de los conductos. Una norma recomienda inspeccionar los conductos de suministro cada 1 o 2 años, los conductos de retorno cada 1 o 2 años y las unidades de tratamiento de aire anualmente. [5] Otra norma recomienda la inspección visual de los conductos revestidos internamente anualmente [6] . La limpieza de los conductos debe basarse en los resultados de esas inspecciones.
Las inspecciones son típicamente visuales, buscando daños por agua o crecimiento biológico. [5] [6] [7] Cuando la inspección visual necesita ser validada numéricamente, se puede realizar una prueba de vacío (VT) o una prueba de espesor de depósito (DTT). Un conducto con menos de 0,75 mg/100 m2 se considera limpio, según el estándar NADCA. [7] Un estándar de Hong Kong enumera límites de depósito superficial de 1 g/m2 para conductos de suministro y retorno y 6 g/m2 para conductos de escape, o un espesor máximo de depósito de 60 μm en conductos de suministro y retorno, y 180 μm para conductos de escape. [8] En el Reino Unido, el estándar CIBSE TM26 recomienda la limpieza del conducto si el contenido bacteriano medido es más de 29 unidades formadoras de colonias (UFC) por 10 cm2 ; La contaminación se clasifica como “baja” por debajo de 10 UFC/cm 2 , “media” hasta 20 UFC/cm 2 , y “alta” cuando se mide por encima de 20 UFC/cm 2 . [9]
La presión del aire combinada con fugas en los conductos de aire puede provocar una pérdida de energía en un sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) . Sellar las fugas en los conductos de aire reduce las fugas de aire, optimiza la eficiencia energética y controla la entrada de contaminantes al edificio. Antes de sellar los conductos, es imprescindible asegurarse de la presión estática externa total de los conductos y de que el equipo cumpla con las especificaciones del fabricante. De lo contrario, puede producirse un mayor consumo de energía y un menor rendimiento del equipo.
No se debe utilizar cinta adhesiva común en conductos de aire (de metal, fibra de vidrio u otros materiales) que estén destinados a un uso prolongado. El adhesivo de la denominada cinta adhesiva se seca y se desprende con el tiempo. Un tipo de sellador de conductos más común es una pasta a base de agua que se aplica con brocha o, a veces, se rocía sobre las juntas cuando se construye el conducto. Los códigos de construcción y las normas UL exigen cintas especiales resistentes al fuego, a menudo con soportes de aluminio y adhesivos de larga duración.
Existe una tecnología automatizada que puede sellar un sistema de conductos en su totalidad desde adentro hacia afuera mediante un proceso patentado y un sellador especializado. Este método para sellar conductos se utiliza a menudo en la construcción comercial y en la construcción de viviendas de varias unidades. El costo asociado con el sellado automático de conductos a menudo hace que sea poco práctico para el propietario promedio implementarlo en su propia casa.
Las señales de conductos de aire con fugas o que funcionan mal incluyen:
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