Los conductos son conductos o pasajes que se utilizan en calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) para entregar y extraer aire. Los flujos de aire necesarios incluyen, por ejemplo, aire de suministro , aire de retorno y aire de escape . [1] Los conductos comúnmente también suministran 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 red de conductos . Planificar (diseñar), dimensionar, optimizar, detallar y encontrar las pérdidas de presión a través de un sistema de conductos se denomina diseño de conductos . [2]
Los conductos se pueden fabricar con los siguientes materiales: Son
El acero dulce galvanizado es el material estándar y más común utilizado en la fabricación de conductos porque el recubrimiento de zinc de este metal previene la oxidación y evita el costo de pintura. Para fines de aislamiento, los conductos metálicos generalmente se recubren con mantas de fibra de vidrio revestidas (revestimiento de conductos) o se envuelven externamente con mantas de fibra de vidrio (envoltura de conductos). Cuando es necesario, se utiliza un conducto de doble pared. Por lo general, tendrá un revestimiento interior perforado y luego una capa de aislamiento de fibra de vidrio de 1 a 2 pulgadas (2,5 a 5 cm) contenida dentro de un tubo sólido exterior.
Los conductos rectangulares suelen fabricarse a medida en talleres especializados en metalurgia. Para facilitar su manejo, puede tener cualquier longitud que se adapte a sus necesidades, pero los tamaños más comunes varían uniformemente entre 4" y 24" (10-60 cm), siendo el más utilizado el de 6"-12" (15-30 cm). La tubería común generalmente se vende en juntas de 10' (300 cm). También hay disponibles juntas de 5' (150 cm) de tubería de tipo no espiral, que se usa comúnmente en aplicaciones residenciales.
Los conductos de aluminio son livianos y rápidos de instalar. Además, se pueden fabricar fácilmente conductos con formas especiales o personalizadas en el taller o en el sitio.
La construcción de los conductos comienza trazando el contorno del conducto sobre el panel preaislado de aluminio. Luego, las piezas normalmente se cortan 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 costuras donde se ha cortado la superficie externa del papel de aluminio. Hay una variedad de bridas disponibles para adaptarse a diversos requisitos de instalación. Todas las juntas internas están selladas con sellador.
El aluminio también se utiliza para fabricar conductos en espiral redondos, pero es mucho menos común que el acero galvanizado.
Tradicionalmente, los conductos de aire están hechos de láminas de metal que se instalaban primero y luego se recubrían con aislamiento. Hoy en día, un taller de fabricación de chapa metálica comúnmente fabricaría el conducto de acero galvanizado y lo aislaría con una envoltura de conducto antes de la instalación. Sin embargo, los conductos fabricados a partir de paneles aislantes rígidos no necesitan ningún aislamiento adicional y se pueden instalar en un solo paso. Tanto los paneles de poliuretano como los de espuma fenólica se fabrican con paramentos de aluminio aplicados de fábrica en ambas caras. El espesor de la lámina de aluminio puede variar desde 25 micrómetros para uso interior hasta 200 micrómetros para uso exterior o para características mecánicas superiores. Hay varios tipos de paneles rígidos de espuma de poliuretano disponibles, incluido el panel formulado con agua para el cual el proceso de formación de espuma se obtiene mediante el uso de agua y CO 2 en lugar de gases CFC , HCFC , HFC y HC . La mayoría de fabricantes de paneles rígidos de poliuretano o espuma fenólica utilizan pentano como agente espumante en lugar de los gases antes mencionados.
Un sistema de conductos de aislamiento fenólico rígido está catalogado como conducto de aire de clase 1 [ se necesita aclaración ] según la norma de seguridad UL 181.
Los paneles de fibra de vidrio para conductos proporcionan aislamiento térmico incorporado y la superficie interior absorbe [el sonido], lo que ayuda a proporcionar un funcionamiento silencioso del sistema HVAC.
La tabla de conductos se forma deslizando una cuchilla especialmente diseñada a lo largo de la tabla utilizando una regla como guía. La cuchilla recorta automáticamente una ranura con lados de 45° que no penetra toda la profundidad de la placa del conducto, proporcionando así una sección delgada que actúa como bisagra . Luego, la placa de conductos se puede plegar a lo largo de la ranura para producir pliegues de 90°, dando así la forma del conducto rectangular al tamaño deseado por el fabricante. Luego, el conducto se cierra con grapas que se sujetan hacia afuera y cinta especial de aluminio o cinta metálica similar.
Los conductos flexibles (también conocidos como flexibles ) generalmente están hechos de plástico flexible sobre una bobina de alambre metálico para darle forma a un tubo. Tienen una variedad de configuraciones. En Estados Unidos, el aislamiento suele ser lana de vidrio , pero otros mercados como Australia, utilizan tanto fibra de poliéster como lana de vidrio para aislamiento térmico. Una capa protectora rodea el aislamiento, y suele estar compuesta por polietileno o PET metalizado . Comúnmente se vende 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 4" (10 cm) hasta 18" (45 cm), pero los más comúnmente utilizados son tamaños pares que van desde 6" a 12" (15 a 30 cm).
El conducto flexible es muy conveniente para conectar salidas de aire de suministro a los conductos rígidos. Por lo general, se sujeta con bridas largas o abrazaderas de banda metálica. Sin embargo, la pérdida de presión es mayor que en la mayoría de los otros tipos de conductos. Como tal, los diseñadores e instaladores intentan mantener las longitudes instaladas ( tramos ) cortas, por ejemplo, menos de 15 pies (5 m) aproximadamente, y tratan de minimizar los giros. Deben evitarse 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 apretar el conducto para obtener el diámetro interno completo. Esto reduce la resistencia y mejora el flujo de aire, así como la eficiencia de la ventilación. Minimice las curvas y torceduras tanto como sea posible, ya que pueden afectar la forma en que fluye la corriente de aire a través de los conductos.
Existen algunos tipos de conductos flexibles: conductos flexibles de poliuretano (PU), aluminio y con aislamiento de aluminio, acústicos y rectangulares, así como semiflexibles y combinados.
En realidad, se trata de un dispositivo de distribución de aire y no está diseñado como conducto para aire acondicionado. Por lo tanto, el término conducto textil es algo engañoso; Sistema de dispersión de aire de tela sería el nombre más definitivo. Sin embargo, como a menudo reemplaza los conductos duros, es fácil percibirlo simplemente como un conducto. Generalmente hechos de material de poliéster, los conductos de tela pueden proporcionar una distribución y mezcla más uniforme del aire acondicionado en un espacio determinado que un sistema de conductos convencional. También podrán 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 tejido es apropiado (es decir, permeable al aire o no) se puede hacer considerando si la aplicación requeriría un conducto metálico aislado. Si es así, se recomienda una tela permeable al aire porque normalmente no crea condensación en su superficie y, por lo tanto, puede usarse donde el aire se suministra por debajo del punto de rocío . El material que elimina la humedad puede resultar 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 está disponible tejido fabricado con más del 50 % de material reciclado, lo que permite certificarlo como producto ecológico. El material también puede ser retardante del fuego , lo que significa que la tela aún puede arder, pero se extinguirá cuando se retire la fuente de calor.
Los conductos de tela no están clasificados para su uso en techos o espacios ocultos en el ático. Sin embargo, hay disponibles productos para uso en aplicaciones de piso elevado . Los conductos de tela normalmente pesan menos que otros conductos convencionales y, por lo tanto, ejercerán menos tensión 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 que funcionen.
Los conductos de PVC de bajo perfil se han desarrollado como una alternativa rentable a los conductos de acero de bajo perfil. Los conductos de bajo perfil se han utilizado ampliamente en la ventilación de apartamentos y hoteles desde 2005. El crecimiento de los conductos de bajo perfil ha aumentado significativamente debido a la reducción del espacio disponible en las cavidades del techo en un esfuerzo por reducir 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 PVC de bajo perfil han tenido dificultades para 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 externos expuestos a la intemperie puede ser una chapa de acero recubierta con aluminio o 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 a menudo comienza en una unidad de tratamiento de aire . Los sopladores del controlador de aire pueden crear vibraciones sustanciales , y la gran área 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 controlador de aire. El material similar a una lona de goma de estas secciones permite que el controlador de aire vibre sin transmitir mucha vibración a los conductos adjuntos. La misma sección flexible puede reducir el ruido que puede ocurrir cuando el ventilador se activa y se introduce presión de aire positiva en los conductos.
Aguas abajo del controlador de aire, el conducto troncal de suministro de aire comúnmente 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 bifurca en muchos conductos secundarios, los accesorios llamados tomas permiten que una pequeña porción del flujo en el conducto principal se desvíe hacia cada conducto derivado. Las tomas pueden instalarse en aberturas redondas o rectangulares cortadas en la pared del conducto principal. La toma suele tener muchas pestañas metálicas pequeñas que luego se doblan para fijar la toma al conducto principal. Las versiones redondas se denominan accesorios giratorios . Otros diseños de toma utilizan un método de fijación a presión, a veces junto con una junta de espuma adhesiva para mejorar el sellado. La salida de la toma se conecta entonces con el ramal 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 pilas y están formados con secciones rectangulares u ovaladas muy anchas y relativamente delgadas. En la parte inferior de la pila, una bota de pila proporciona una transición de un conducto redondo o rectangular grande y ordinario al conducto delgado montado en la pared. En la parte superior, un cabezal de pila puede proporcionar una transición de regreso a los conductos ordinarios, 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 varias partes del sistema. Las compuertas de control de volumen (VCD; que no deben confundirse con las compuertas de humo/fuego) proporcionan esta función. Además de la regulación prevista en los registros o difusores que distribuyen el aire en las distintas estancias, se pueden instalar compuertas dentro de los propios conductos. Estas compuertas pueden ser manuales o automáticas. Las compuertas de zona brindan control automático en sistemas simples, mientras que el volumen de aire variable (VAV) permite el control en sistemas sofisticados.
Las compuertas de humo y las compuertas cortafuegos se encuentran en conductos donde el conducto pasa a través de un cortafuegos o una cortina contra incendios.
Las compuertas cortahumos son accionadas por un motor, denominado actuador . Una sonda conectada al motor se instala en el recorrido del conducto y detecta humo, ya sea en el aire que se ha extraído o se está suministrando 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 cortahumos, no se activan mediante ningún sistema eléctrico (lo cual es una ventaja en caso de un fallo eléctrico en el que las compuertas cortahumos no se cerrarían). Las compuertas cortafuegos montadas verticalmente funcionan por gravedad, mientras que las compuertas cortafuegos horizontales funcionan con resorte. La característica más importante de una compuerta cortafuegos es un eslabón fusible mecánico , que es una pieza de metal que se derretirá o se romperá a una temperatura específica. Esto permite que la compuerta se cierre (ya sea por gravedad o por la fuerza del resorte), sellando efectivamente el conducto, conteniendo el fuego y bloqueando el aire necesario para quemar.
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 más fácilmente el cambio de dirección.
Los plenos son las unidades centrales de distribución y recolección de un sistema HVAC. La cámara de retorno transporta el aire desde varias rejillas de retorno grandes (respiraderos) o bocas de campana hasta un controlador de aire central. La cámara de suministro dirige el aire desde la unidad central a las habitaciones para las que el sistema está diseñado para calentar o enfriar. Deben planificarse cuidadosamente en el diseño de la ventilación. [ ¿por qué? ]
Mientras que los sistemas de volumen de aire constante de una sola zona generalmente no los tienen, los sistemas multizona a menudo tienen unidades terminales en los conductos secundarios. Normalmente hay una unidad terminal por zona térmica. Algunos tipos de unidades terminales son cajas VAV (de uno o dos conductos), cajas de mezcla alimentadas por ventilador (en disposición en paralelo o en serie) y unidades terminales de inducción. Las unidades terminales también pueden incluir un serpentín de calentamiento o enfriamiento.
Los terminales de aire son las salidas de aire de suministro y las entradas de aire de retorno o escape. Para el suministro, los difusores son los más comunes, pero también se utilizan ampliamente las rejillas y, para sistemas HVAC muy pequeños (como en residencias), los registros . Las rejillas de retorno o de escape se utilizan principalmente por motivos de apariencia, pero algunas también incorporan un filtro de aire y se conocen como filtros de retorno. [3]
La posición de la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. (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 están contaminados con grandes depósitos de polvo o moho (sin olor a humedad ni crecimiento visible de moho), probablemente no sea necesario limpiar los conductos de aire". [4]
Una limpieza minuciosa de los conductos realizada por un limpiador de conductos profesional eliminará el polvo , las telarañas , los escombros , el pelo de 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 brillante después de la limpieza. El revestimiento y la placa de conductos aislados de fibra de vidrio se pueden limpiar con cerdas especiales no metálicas. Los conductos de tela se pueden lavar o aspirar con electrodomésticos típicos.
Puede ser necesaria la limpieza del sistema de conductos si:
En 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] Otro recomienda una inspección visual anual de los conductos revestidos internamente. [6] La limpieza de los conductos debe basarse en los resultados de esas inspecciones.
Las inspecciones suelen ser visuales y buscan 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 m 2 se considera limpio, según la norma NADCA. [7] Una norma de Hong Kong enumera límites de depósito superficial de 1 g/m 2 para conductos de suministro y retorno y 6 g/m 2 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, la norma CIBSE TM26 recomienda la limpieza de conductos si el contenido bacteriano medido es superior a 29 unidades formadoras de colonias (UFC) por 10 cm 2 ; 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 HVAC . El sellado de 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 conductos, es imperativo garantizar la presión estática externa total de los conductos y si el equipo cumplirá con las especificaciones del fabricante. De lo contrario, puede resultar en un mayor uso de energía y un rendimiento reducido del equipo.
La cinta adhesiva comúnmente disponible no debe usarse en conductos de aire (metal, fibra de vidrio o de otro tipo) que estén destinados a un uso prolongado. El adhesivo de la llamada cinta adhesiva se seca y se desprende con el tiempo. Un tipo más común de sellador de conductos es una pasta a base de agua que se cepilla o, a veces, se rocía sobre las uniones cuando se construye el conducto. Los códigos de construcción y las normas UL exigen cintas especiales resistentes al fuego, a menudo con respaldo de aluminio y adhesivos duraderos.
Existe 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 residencial de unidades múltiples. El costo asociado con el sellado automatizado de conductos a menudo hace que no sea práctico para el propietario promedio implementarlo en su propia casa.
Los signos de conductos de aire con fugas o de mal funcionamiento incluyen:
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