CAPÍTULO 3: ESTUDIO COMPARATIVO DE...
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1. ESTUDIO COMPARATIVO DE PROGRAMAS
1.1. Introducción
El objetivo de este capítulo es analizar los programas de cálculo cubiertos por el
presente proyecto. En primer lugar, se han comparado sus estructuras, es decir, el
orden y la relación que existe entre las diferentes partes que los componen (objetos).
Seguidamente, se han estudiado los datos de entrada necesarios para definir una
instalación (datos generales, tramos, derivaciones, codos, salidas, entradas, otros
accesorios, etc.). Por último, se han examinado los datos de salida (dimensiones de los
conductos, pérdidas de carga, velocidades del aire en el interior de los conductos,
ventiladores necesarios, etc.).
1.2. Estructura de objetos
Para que los objetos estén completamente determinados necesitamos una serie de
características o atributos que los definan y que en adelante denominaremos
propiedades.
Las relaciones entre objetos pueden ser de los siguientes tipos:
Relación de pertenencia padre e hijo: Se establece entre dos objetos, uno de ellos
contenido en el otro. Por ejemplo, un objeto tramo contiene o es padre de los
objetos accesorios que forman parte del objeto tramo. En los diagramas se
representan por conectores de color negro sin flecha de terminación.
Relación por referencia: Es decir un objeto referencia a otro, con el cual está
conectado a través de una de sus propiedades. Están representadas en los
diagramas por flechas de color rojo.
Para clasificar y relacionar los objetos, así como facilitar y hacer más visible la
organización de los datos se ha recurrido a representar la estructura de objetos en
diagramas de bloques. En los apartados siguientes se analizan los diagramas de
bloques para cada uno de los programas estudiados.
1.2.1. Componentes
Por componente se entiende todo objeto de carácter general que será referenciado por
otro y que puede ser reutilizado al introducir otra instalación. Por esta razón suelen
almacenarse en una librería. Los objetos que pueden considerarse componentes en los
programas de cálculo de conductos estudiados son:
Bocas de distribución
Tipo de conducto
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1.2.2. Diagrama de Objetos
En este tipo de diagrama se representan las distintas relaciones que existen entre los
objetos de un mismo programa (ver fig. 30 para programa E20-II de Carrier, fig. 31
para programa CONDUC y fig. 32 para programa DSPDUCTO).
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RED DE CONDUCTOS - Empresa, proyecto, autor y fecha - Tipo de red - Tipo de sistema - Relación base / altura - Normalizar relación en intervalos - Altura del primer tramo - Velocidad del aire a la salida del ventilador - Pérdida de presión del sistema - Presión y temperatura del aire en el conducto
TRAMOS - Tipo - Nombre - Longitud - Tramo precedente - Sección del conducto - Grosor aislamiento - Nº de accesorios - Material del conducto
DERIVACIONES - Tipo: - Valor C (personalizado) - Nombre - Dirección del aire
CODOS - Tipos: - Valor C (personalizado)- Nombre
MATERIAL DEL CONDUCTO - Factor de rugosidad del material
PERD. ADICIONALES - Valor C del accesorio
REJILLAS DE TOMA DE AIRE - Caudal de entrada - Pérdida de carga entrada
BOCAS Y/O SALIDAS - Tipo de salida: - Nombre (subsistemas) - Caudal - Pérdida de presión
Fig. 30. Diagrama de objetos del programa E20-II de CARRIER
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RED DE CONDUCTOS - Nombre del proyecto, autor y fecha - Material del conducto - Número total de nudos - Número total de impulsores - Presión y temperatura del aire en el conducto
TRAMOS - Tipo de tramo: - Caudal (tramos impulsión) - Pérd. presión en boca (tramos impulsión) - Nombre - Tramo precedente - Longitud - Angulo - Limitar dimensión - Valor de limitación - Nº de accesorios
CODOS - Tipo: - Angulo de giro - Nombre - Nº de guías - Giro
EXPAN./CONTRAC. - Valor del ancho - Valor del alto - Angulo
OBST. INTERNO - Tipo obstáculo - Dimensión frontal - Posición
AUMEN. BRUSCO - Tipo de aumento
REDUCC. BRUSCA - Tipo de reducción
TRANSFORMACION - Valor del ancho - Valor del alto
PERD. ADICIONAL - Pérdidas en accesorio
Fig. 31. Diagrama de objetos del programa CONDUC
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RED DE CONDUCTOS - Empresa, nombre del proyecto, autor y fecha- Tipo de red - Sección del conducto - Material del conducto - Presión y temperatura del aire en el conducto- % Recortes - Fijar velocidades en cada conducto - Limitar dimensión - Valor de la limitación - Relación base / altura - Normalizar relación en intervalos
TRAMOS - Tipo de tramo - Bocas - Nombre - Longitud - Tramo precedente - Nº de accesorios
DERIVACIONES - Tipo: - Valor C (personaliz.) - Nombre - Dirección del aire
CODOS - Tipo: - Valor C (personaliz.) - Nombre
CONTRACCION - Valor del ancho - Valor del alto
BATERIAS - Pérdidas de carga
DIAFRAG. Y REJ. AGUJEREADA - Tipo de accesorio - Relación: Sup. Libre / Sup. Total
PERD. ADICIONAL - Valor C del accesorio
EQUIPOS DE CLIMATIZACION - Nombre del equipo
VENTILADORES - Nombre del ventilador
SISTEMA DE RETORNO - Velocidad - Longitud - Altura máxima - Pérdida de presión en rejilla
BOCAS - Modelo - Pérdida de presión - Sección de entrada - Nombre - Caudal
Fig. 32. Diagrama de objetos del programa DSPDUCTO
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De la comparación de los diagramas de objetos se puede concluir que todos los
programas utilizan una estructura similar en cuanto a los objetos que los componen.
En un esquema básico podríamos resumir la estructura de objetos de los tres
programas como el mostrado en la figura siguiente:
Fig. 33. Diagramas de introducción de datos y dimensionamiento de una instalación Las diferencias más significativas entre los tres programas están en la forma de
introducir los datos de entrada que describen la instalación, ya que existen
propiedades comunes a las tres aplicaciones que son asignadas a distintos objetos, e
incluso que pueden constituir un objeto componente en alguno de ellos. El diagrama
superior representado en la figura anterior muestra un esquema básico del que se
sirven las tres aplicaciones para la descripción de la instalación, mientras que el
diagrama inferior representa el objeto empleado en los tres programas en la etapa de
RED DE CONDUCTOS
DERIVACIONES ACCESORIOS
TRAMOS
BOCAS Y REJILLAS
METODOS DE DIMENSIONAMIENTO
- Tipo de método:
- Pérdida de carga por longitud
- Velocidad en el primer tramo
- Límite de velocidad mínima
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dimensionamiento, que debería haberse incluido en los diagramas de objeto
respectivos pero con idea de dar mayor claridad a los mismos se prefirió representarlo
de forma independiente.
1.3. Datos de entrada
La entrada de los datos necesarios para el cálculo de conductos de una instalación, se
traduce en la creación de un conjunto de objetos relacionados entre sí y de las
propiedades que los describen. En este apartado se detallan las propiedades
necesarias para definir los objetos.
Para realizar el estudio comparativo de las propiedades se utiliza la siguiente
clasificación: datos generales, tramos, derivaciones, codos, accesorios, salidas,
entradas, equipos y sistemas, y métodos de cálculo.
1.3.1. Datos generales
Con el nombre “datos generales” reagrupamos a un conjunto de propiedades que
definirán aquellas características generales de la instalación, de los conductos y del
fluido.
Instalación
Empresa, proyecto, autor y fecha: Estos datos son los referidos a la empresa para
la que se realiza el proyecto, el nombre que lo identifica, su autor y la fecha de
ejecución.
Tipo de red: Una red de distribución de aire puede considerarse fraccionada por el
ventilador de la instalación, dividiéndola a su vez en:
• Red de impulsión
• Red de retorno
Tipo de sistema: La clasificación de los sistemas sólo la incluye el programa E20-II
para diferenciar en la red:
• Subsistemas.- Consiste en un sistema de conductos ordenados que puede
comenzar en el ventilador o en un tramo determinado. Un subsistema puede
finalizar en una o varias salidas, y se deben especificar los terminales a la salida
de estos. Los subsistemas deben unirse a Sistemas Principales.
• Sistemas Principales.- Se trata de un sistema de conductos ordenados que solo
puede comenzar en el ventilador. Un sistema principal puede terminar en una o
más salidas, uno o más subsistemas, o en una combinación de ambos.
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El resto de programas no tiene en cuenta dicha clasificación de la red de
conductos, que resulta interesante pues permite fraccionar una gran red de
conductos en varias sub-redes.
Fijar velocidades en cada conducto: Solamente el programa DSPDUCTO permite
asociar velocidades a cada uno de los tramos insertados, aunque esta propiedad
sólo puede emplearse por un método de cálculo que no analizaremos en el
proyecto, comentado en el capítulo 2, el método de reducción de velocidad.
Número total de nudos: Número total de puntos con derivaciones.
Número total de impulsores: Número total de puntos con bocas.
% Recortes: En todo tipo de conductos se puede contabilizar un tanto por ciento
de material en exceso, empleado en accesorios como codos, pantalones,…,
pliegues en la construcción de accesorios, y para tener en cuenta la superposición
necesaria a la hora de unir los conductos entre sí y los conductos con los diversos
accesorios.
Conductos
Material del conducto: Propiedad que describe el tipo de material del que se fabrica
el conducto. Solo el programa E20-II define dicha propiedad a través del factor de
rugosidad del material. Ninguno de los otros dos programas tienen la posibilidad de
especificar las propiedades del material al estar definidos por defecto.
Sección del conducto: rectangular, cuadrada, circular, oval, etc.
Relación base/altura: Esta propiedad se fija para mantener una relación de
proporcionalidad entre las dimensiones de alto y ancho del conducto.
Normalizar relación en intervalos: Es la forma adoptada por los programas para
regular, por medio de un factor constante o listado de una dimensión concreta
definidas por el usuario, el incremento en las dimensiones de los conductos. Una
vez realizada la rutina de dimensionamiento, el programa tomara aquel conducto
que más se aproxime a los definidos con este parámetro. Pero sin dejar de respetar
la relación base/altura indicada en la propiedad anterior.
Limitación de dimensiones: Es una práctica habitual, de hecho los tres programas
la contemplan, el limitar alguna de las dimensiones del conducto y generalmente la
altura debido a razones económicas y constructivas. Mientras que E20-II con sólo
limitar la altura del primer tramo establece la limitación de la red completa,
CONDUC nos da la posibilidad de limitar tanto la altura como la anchura del
conducto.
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En el caso de DSPDUCTO sólo nos da la opción de limitar la altura de los
conductos, pero trabajando con conductos rectangulares, se pueden elegir entre
tres posibilidades que aclaramos a continuación:
• Misma altura para todos los conductos.- El programa pedirá esa altura y
durante el proceso de cálculo fijará la altura variando la base tal que el
diámetro cumpla las condiciones que requiere el método de cálculo utilizado.
• Definir altura máxima en cada conducto.- El programa preguntará para cada
tramo su altura máxima y durante el proceso de cálculo evita para cada tramo
que su altura la supere.
• Definir altura máxima para todo el sistema.- El programa preguntará
inicialmente esa altura máxima y la relación base/altura y durante el proceso de
cálculo evita para cada tramo que su altura supere la altura máxima
introducida.
Fluido
Velocidad del aire a la salida del ventilador.
Pérdida de presión del sistema: E20-II de Carrier utiliza esta propiedad para reflejar
la pérdida de carga del aire en el elemento de unión del ventilador y el primer
tramo de la instalación.
Presión del aire en el exterior del conducto: Los programas emplean esta propiedad
para definir la altitud de la instalación sobre el nivel del mar y con ello tener en
cuenta su influencia sobre las pérdidas de carga.
Temperatura del aire en el interior del conducto: Al igual que en el caso anterior, la
temperatura que alcance el fluido en el interior del conducto afectará a la rutina de
cálculo en cuanto a las pérdidas de carga y con esta propiedad queda contemplada
la temperatura.
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PROPIEDADES E20-II CONDUC DSPDUCTO
Empresa, proyecto, autor y fecha
SI SI SI
Tipo de red Impulsión / Retorno Impulsión Impulsión / Retorno
Tipo de sistema Subsistema / Sist. Principal --- ---
Fijar velocidades en cada conducto
--- --- SI / NO
Nº total de nudos --- Nº nudos ---
Nº total impulsores --- Nº impulsores ---
% Recortes --- --- % de material
Material conducto Rugosidad absoluta
εa (m) Chapa galvanizada /
Fibra de vidrio Chapa galvanizada
/ Fibra de vidrio
Sección conducto Rectangular / Circular
Rectangular Rectangular/Circular
Relación base/altura SI --- SI
Normalizar relación en intervalos
Dimen. definidas por usuario (mm) --- Factor incremental
constante (cm.)
Limitar dimensión Altura primer tramo (mm) Alto(m) / Ancho(m) Altura (cm.)
Velocidad del aire a la salida del ventilador
Velocidad (m/s) --- ---
Pérdida de presión del sistema
Pérdida de presión (Pa) --- ---
Presión del aire en el conducto
Altura sobre el nivel del mar (m)
Presión del aire en el conducto (Pa)
Altura sobre el nivel del mar (m)
DA
TOS
GEN
ERA
LES
Temperatura del aire en el conducto
Temperatura (ºC) Temperatura (ºC) Temperatura (ºC)
1.3.2. Tramos
Un tramo es un conducto de igual sección que se extiende entre dos bifurcaciones, o
entre una bifurcación y una boca, por lo tanto todo tramo puede venir definido por un
punto inicial (nudo inicial) y un punto final (nudo final). Dicho tramo contendrá una
cantidad de accesorios dados a los que hará referencia (codos, obstáculos, compuertas
de regulación, etc). El comienzo de un tramo es un acoplamiento o derivación, salvo en
el caso del primer tramo que es el ventilador.
NOTA IMPORTANTE: Para todo el proyecto desarrollado, se asume que la derivación
de cada tramo esta incluido al principio de este.
Las propiedades que definen a los tramos las comentamos a continuación:
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Tipos de tramo: Los conductos que constituyen cualquier instalación pueden
clasificarse en dos grandes grupos:
• Conductos de conducción.- Como su propio nombre nos indican son el conjunto
de conductos que conducen el fluido entre dos bifurcaciones.
• Conductos de impulsión.- Conjunto de conductos que comunican al fluido desde
una bifurcación hasta una boca o salida.
Nombre: Dependiendo del tipo de programa que estemos analizando se observa
que la nomenclatura empleada para designar a los tramos es diferente. Así
mientras DSPDUCTO y E20-II designan a los tramos por un número, CONDUC los
identifica numerando el nudo inicial y final del mismo.
Tramo precedente: Tramo anterior al tramo actual que estamos insertando. En el
caso de CONDUC es el designado por el nudo inicial del tramo que actualmente
estemos insertando.
Longitud: Identifica la dimensión longitudinal del tramo.
Número de accesorios: : Indica el número de codos del tipo definido que están
incluidos en el tramo correspondiente, para el programa E20-II. En CONDUC indica
el número de accesorios ya que limita a un total de cinco accesorios por tramo.
Grosor de aislamiento: Debido a que el aire que circula por los conductos está a
una temperatura diferente a la del ambiente, mayor en calefacción y menor en
refrigeración, se debe prestar atención a las ganancias o pérdidas de calor en los
conductos.
PROPIEDADES E20-II CONDUC DSPDUCTO
Tipo de tramo Conducción / Impulsión
Conducción / Impulsión
Conducción / Impulsión
Nombre Numérico Nº del nudo final del tramo Numérico
Longitud Longitud (m) Longitud (m) Longitud (m)
Tramo anterior Numérico Nº del nudo inicial del tramo Numérico
Grosor de aislam. Grosor capa (mm) --- ---
TRA
MO
S
Nº de accesorios Nº codos igual tipo Nº accesorio (<5) Iconos gráficos
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1.3.3. Derivaciones
Estos accesorios son utilizados como elementos convergentes o divergentes que
enlazan diversos tramos entre sí. Las propiedades necesarias para la definición de las
derivaciones o acoplamientos son:
Tipos de derivación: Con esta propiedad se pretende diferenciar las dos opciones
que suelen presentar las aplicaciones, en cuanto a la selección de la derivación.
• Derivación definida: Las particularidades de este tipo de acoplamientos las
tienen establecidas las aplicaciones y el usuario sólo tiene acceso a una lista.
• Derivación personalizada: Sus especificaciones están establecidas por el
usuario.
En ambas opciones el acoplamiento se caracteriza por el factor de pérdida dinámica
(C), con la diferencia de que en el primer caso su valor lo tiene registrado el
programa en una base de datos y en el segundo caso es el usuario quien lo debe
proporcionar.
Nombre: Este campo indica el nombre de la derivación que se quiere emplear. En el
caso del programa E20-II estos vienen identificados por códigos, véase referencias
[1] y [3], mientras que en el programa DSPDUCTO aparecen como iconos en una
barra de herramientas.
Dirección del aire: Como norma general, la dirección principal (directo) de una
derivación es aquella en el que el caudal de aire no se desvía un ángulo
significativo de la dirección que traía el conducto. Por el contrario se considera
dirección derivada (ramal) cuando el caudal se desvía al menos 15º.
Angulo: En lugar de definir el elemento acoplamiento o derivación, la aplicación de
CONDUC tiene la peculiaridad de pedir el ángulo que forma el inicio del tramo
respecto al final del tramo anterior. Si este ángulo es mayor que cero llega a la
conclusión de que dicho tramo tiene pérdidas porque interpreta que la corriente de
fluido sufre una desviación respecto de la dirección principal, es decir, existe una
derivación.
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PROPIEDADES E20-II CONDUC DSPDUCTO
Definida Coef. Pérdida dinámica (C) Long. Equivalente Coef. Pérdida
dinámica (C) Tipo
Personalizada Coef. Pérdida dinámica (C) --- Coef. Pérdida
dinámica (C)
Nombre Identificación por códigos --- Icono gráfico
Dirección del aire Principal / Derivada --- Principal / Derivada
DER
IVA
CIO
NES
Angulo --- Ángulo (grados) ---
1.3.4. Codos
Los codos son elementos que nos permiten modificar la dirección de la corriente de
aire en un mismo tramo.
Aunque estos elementos podríamos haberlos incluido en el apartado posterior de
accesorios, debido a las diferentes peculiaridades que presentan en los distintos
programas y el uso tan frecuente en las instalaciones, he considerado más conveniente
el tratarlo como un elemento independiente de los accesorios.
Las propiedades para definir los codos son:
Tipos de codo: Al igual que ocurría con las derivaciones, los programas E20-II y
DSPDUCTO nos permiten con esta propiedad diferenciar las dos opciones que
incluyen para la selección de codos: codos definidos o personalizados.
Además el programa de Carrier tiene una peculiaridad, sólo permite definir un
mismo tipo de codo por tramo, tanto en los definidos como en los personalizados.
Si se desea utilizar distintos tipos de codos, es necesario “dividir” el tramo en
tantos como diferentes modalidades de codos consideremos, incluyendo de esta
forma un tipo en cada tramo.
Por otra parte CONDUC bajo el titulo tipo de codo no hace la misma clasificación
que los anteriores, sino que distingue entre:
• Codos circulares: Son elementos con una curvatura de radio medio 1,25 veces
la dimensión del lado que gira.
• Codos rectos: Se caracterizan porque la variación de la dirección se realiza de
forma brusca, sin curvaturas.
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Tanto el codo circular como el codo recto son de tipo definidos, estando
caracterizados porque el software tiene establecido sus longitudes equivalentes en
función de la limitación en cuánto a sus características constructivas, el ángulo de
giro de los codos rectos será forzosamente de 90º mientras que en los codos
circulares puede variar entre 30º y 90º.
Nombre: Este campo indica el nombre del codo que se quiere emplear. En el caso
del programa E20-II estos vienen identificados por códigos, véase referencias [1]
[3], mientras que en el programa DSPDUCTO se destacan mediante una
representación gráfica del mismo en iconos en una barra de menús.
Número de guías: Para evitar en lo posible la pérdida de carga producida en los
codos con pequeños radios de giro, se disponen en el interior de éstos pequeños
elementos curvados que conducen el aire, de modo que el conducto queda dividido
en varios sub-conductos. Los codos rectos, precisan disponer de guías, debido a la
elevada pérdida de carga que producen. Estas guías solamente están contempladas
en el programa CONDUC.
Giro: Sólo el programa CONDUC considera el efecto producido en un codo por un
giro sobre un plano horizontal o sobre un plano vertical.
PROPIEDADES E20-II CONDUC DSPDUCTO
Recto Long. Equivalente Definido
Circular
Coef. Pérdida dinámica (C) - Long. Equivalente
- Ángulo
Coef. Pérdida dinámica (C) Tipo
Personalizado Coef. Pérdida dinámica (C) --- Coef. Pérdida
dinámica (C)
Nombre Identificación por códigos Recto/Circular Icono gráfico
Elementos guías --- Número ---
CO
DO
S
Angulo de giro --- Horizontal/Vertical ---
1.3.5. Accesorios
A continuación se describen los accesorios, indicando mediante una tabla sus
propiedades y la aplicación informática que los utiliza.
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Contracción / Expansión
Elemento que indica una reducción o aumento gradual de las dimensiones del
conducto. Sus propiedades son:
Valor del ancho: Indica el valor del ancho de la sección del elemento tras la
contracción (expansión).
Valor del alto: Indica el valor del alto de la sección del elemento tras la contracción
(expansión).
Angulo: Desviación gradual de dirección que sufre la corriente al atravesar la
contracción (expansión).
Obstáculos internos
Este tipo de elementos sólo se emplean en CONDUC, mientras que en el programa
E20-II prefieren tratarlos como una contracción seguida de una expansión.
Las propiedades que describen a los obstáculos internos los enumeramos a
continuación:
Tipos de obstáculo: Con esta propiedad identificamos al obstáculo con la forma de
su sección. Nos permite seleccionar el programa entre tres tipos de obstáculos
internos, cuadrado, circular y cubierto de un elemento aerodinámico para reducir
pérdidas.
Dimensión frontal: Con ella nos estamos refiriendo a la dimensión del elemento que
mayor resistencia ofrece a la corriente de fluido.
Posición: Distingue si el obstáculo que atraviesa el conducto lo hace horizontal o
verticalmente.
Aumento brusco
Elemento utilizado para aumentar bruscamente las dimensiones de un conducto.
Además está caracterizado por el tipo de aumento empleado, brusco, suave u orificio
redondo.
Reducción brusca
Elemento utilizado para disminuir bruscamente las dimensiones de un conducto. Al
igual que el elemento anterior se caracteriza por el tipo de reducción empleada,
brusca, suave o reentrante.
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Transformación
Elemento con el que hacemos referencia a la inversión de las dimensiones del
conducto. Tenido en cuenta sólo en CONDUC, las propiedades que lo definen son:
Ancho: Indica el valor numérico de la base de la sección tras la transformación.
Alto: Indica el valor numérico de la altura de la sección tras la transformación.
Baterías
Estos elementos son utilizados como intercambiadores de calor. La única propiedad
que las define es su pérdida de carga.
Diafragmas y rejillas agujereadas
Elementos que se emplean para imponer que se produzca en el conducto una pérdida
de carga, con el objeto de equilibrar la red y que por cada boca salga el caudal
estimado. Generalmente este tipo de accesorios han quedado obsoletos porque es el
propio difusor el que en su sección de entrada contiene una compuerta de regulación
cuya posición tiene la misión principal de producir la pérdida de carga necesaria para
equilibrar la instalación. Aún así, podemos seguir empleándolas en el programa
DSPDUCTO siendo sus propiedades:
Tipo: Descripción del elemento en cuestión, diafragmas o rejillas agujereadas.
Definición: Proporción entre la superficie libre (parte de la superficie que permite el
paso de fluido) de la sección del conducto y la superficie total de sección del
conducto.
Pérdidas adicionales
Todos los programas permiten introducir pérdidas de carga adicionales asociada a
algunos accesorios que no han sido considerados por los objetos descritos hasta el
momento, por ejemplo una compuerta cortafuegos. Además plantean dos opciones
para definir las propiedades de los accesorios:
Simplificada: Se define directamente a partir de su pérdida de carga o por el
coeficiente de pérdida dinámica.
Detallada: Esta opción aparece únicamente en el programa E20-II de Carrier, tal
que podemos definirlo por medio del coeficiente de pérdida dinámica o
introduciendo una velocidad orientativa con la que circulará el aire al atravesar el
elemento y la pérdida de carga del mismo.
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PROPIEDADES E20-II CONDUC DSPDUCTO
Dimensión Ancho --- Ancho (m) Anchura (cm)
Dimensión Alto --- Alto (m) Altura (cm)
EXP
AN
SIO
N /
CO
NTR
AC
CIÓ
N
Angulo --- Angulo(grados) ---
Tipo de obstáculo --- Cuadrado/Circular/Aerodinámico ---
Dimensión frontal --- Frontal (m) ---
OB
STA
CU
LO
INTE
RN
O
Posición --- Horizontal / Vertical ---
Brusca --- SI / NO ---
Suave --- SI / NO ---
AU
MEN
TO
BR
USC
O
Tipo
Orificio redondo --- SI / NO ---
Brusca --- SI / NO ---
Suave --- SI / NO ---
RED
UC
CIO
N
BR
USC
A
Tipo
Reentrante --- SI / NO ---
Dimensión Ancho --- Ancho (m) ---
TRA
NSF
OR
.
Dimensión Alto --- Alto (m) ---
BA
TER
IA
Pérdida de carga --- --- Pérdidas de carga (mm.c.a)
Tipo de accesorio --- --- Diafragma / Rejilla
DIA
FRA
GM
A /
REJ
ILLA
A
GU
JER
EAD
A
Definición accesor. --- ---
Superficie libre(m2)
Superficie total(m2)
Simplificada Factor de pérdida dinámica (C)
Pérdida de carga (Pa)
Factor de pérdida dinámica (C)
AC
CES
OR
IOS
PER
DID
A
AD
ICIO
NA
L
Detallada - Velocidad (m/s) - Pérd. Carga(Pa) --- ---
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1.3.6. Salidas
Es el accesorio encargado de impulsar el aire a los locales a climatizar. El programa
DSPDUCTO es el único que permite la introducción de un difusor como objeto
independiente. De forma que es el único programa que tiene en cuenta las
características constructivas y de difusión del aire en el local proporcionadas por el
elemento. Para el resto de programas no existen diferencias entre los distintos
accesorios de pérdidas de carga y un difusor a la hora de definirlos en el tramo en el
que van instalados.
Las propiedades que definen a los difusores de impulsión de aire son:
Tipos de salida: En el programa E20-II, cuando analizábamos un sistema principal,
los conductos de impulsión podían acabar en una boca o por otra parte en un
subsistema. Esta propiedad es precisamente lo que referencia.
Modelos del difusor: Lleva asociada la información referida a las características
técnicas y constructivas de las bocas aportada por el fabricante.
Pérdida de carga: Energía en forma de presión que el fluido pierde al atravesar la
boca de salida o rejilla de entrada.
Sección de entrada: Área de entrada en la boca.
Nombre: Con el número asignado a la boca se identifica su posición en la red de
conducto y se conoce el tramo de impulsión que lleva asociado. En el caso de E20-
II identifica al subsistema que comunica con el sistema principal en estudio.
Caudal: Cantidad de aire que atravesará la boca.
PROPIEDADES E20-II CONDUC DSPDUCTO
Subsistema Nombre del subsistema Tipo de salida
Genérica ---
--- ---
Modelo de la boca --- --- Nombre del modelo
Sección de entrada a boca --- --- Área (m2)
Nombre de boca --- Numérica Numérica
Pérdida de presión Presión total (Pa) Presión total (Pa) Presión estática (Pa)
SALI
DA
S
Caudal Caudal (L/s) Caudal (m3/h) Caudal (m3/h)
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1.3.7. Entradas
Los elementos de entrada son considerados en aquellas aplicaciones informáticas que
permiten calcular sistemas de retorno, como es el caso de DSPDUCTO y E20-II. Las
entradas se las identifica con las rejillas de toma de aire de la instalación, preguntando
las aplicaciones por dos de sus características principales:
Pérdida de presión: Pérdida de carga del fluido al atravesar la rejilla de retorno.
Caudal: Caudal de aire que atraviesa la rejilla.
PROPIEDADES E20-II CONDUC DSPDUCTO
Pérdida de presión Presión total (Pa) --- Presión estática (Pa)
ENTR
AD
AS
Caudal Caudal (L/s) --- Caudal (m3/h)
1.3.8. Equipos y sistemas
En este epígrafe hemos agrupado diversos equipos y sistemas que exclusivamente
tiene en cuenta DSPDUCTO y que pasaremos a explicar a continuación:
Ventiladores
Por defecto, el programa tiene introducido tres tipos de ventiladores diferenciados por
las zonas de trabajo donde optimizan sus rendimientos y en función del caudal de aire
en diseño requerido en la instalación.
El programa realiza los cálculos para que la presión total que suministra el ventilador
seleccionado coincida con la curva resistiva de la instalación para el caudal de diseño
de la instalación.
Equipos de climatización
DSPDUCTO tiene almacenado en una base de datos diferentes modelos de equipos de
climatización que se caracterizan por las características técnicas del ventilador que
llevan asociados.
La filosofía de funcionamiento es la misma que en el caso de los ventiladores, el
programa realiza los cálculos para que la presión total que suministra el ventilador
seleccionado coincida con la curva resistiva de la instalación para el caudal de diseño
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requerido en la instalación, con la diferencia que el número de modelos a elegir es muy
superior al de los ventiladores que se limitan a tres como comentamos anteriormente.
Sistemas de retorno
El sistema de retorno que permite incluir el programa en una red de conducto de
impulsión es bastante simple, esta caracterizado porque sólo puede originarse desde el
ventilador que posee la red. Contiene un solo tramo de retorno y finaliza en una única
salida constituida por una rejilla de toma de aire.
Las propiedades necesarias para definir este sistema de retorno peculiar son:
Velocidad: Velocidad de circulación del aire por el conducto de toma de aire.
Longitud: Dimensión del tramo de conducto que comunica la rejilla de toma de aire
con el ventilador.
Altura máxima: Define la limitación del conducto para la dimensión de altura.
Pérdida en rejilla: Pérdida de carga en la rejilla de toma de aire.
PROPIEDADES E20-II CONDUC DSPDUCTO
Velocidad Velocidad (m/s)
Longitud Longitud (m) SISTEMA
DE RETORNO
Altura máxima
--- ---
Altura (m)
VENTILADOR Identificación --- --- Nombre
EQU
IPO
S Y
SIS
TEM
AS
EQUIPO DE CLIMATIZA. Identificación --- --- Nombre del
equipo
1.3.9. Métodos de cálculo
Los métodos de cálculo permiten dimensionar la red de conductos una vez que la
misma fue insertada en el programa. Tan sólo en DSPDUCTO podríamos haber
utilizado todos los métodos expuestos en el capítulo 2, en cambio en los otros dos
programas los métodos de cálculo disponibles son los que pasamos a continuación a
comentar sus propiedades:
Tipos de métodos: Los métodos que emplearemos en el proyecto son:
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• Método de igual fricción o de pérdida de carga constante en toda la
instalación.- Este método consiste en dimensionar los tramos basándose en una
pérdida constante por fricción y por longitud de conducto, a lo largo de todo el
sistema.
• Método de recuperación estática.- Este método dimensiona de manera que la
recuperación estática de cada tramo es igual a, o superior, a la pérdida de
carga en dicho tramo.
Pérdida de carga unitaria: Pérdida de presión constante por unidad de longitud de
tramo.
Velocidad en el primer tramo.
Límite de velocidad mínimo: Definido por el usuario, contiene la velocidad mínima
deseada en los tramos de conductos. Si una vez calculado las dimensiones de los
conductos, la velocidad del aire por los mismos es inferior al límite indicado, el
programa recalculará las dimensiones hasta hacer cumplir dicha condición.
PROPIEDADES E20-II CONDUC DSPDUCTO
Perdida de carga por longitud
Pérd. Carga unitaria (Pa/m) --- Pérd. Carga
unitaria (mm.c.a)
Velocidad en el primer tramo --- Velocidad (m/s) ---
PER
DID
A D
E C
AR
GA
C
ON
STA
NTE
Límite de velocidad mínimo --- Velocidad (m/s) ---
Perdida de carga por longitud
--- ---
Velocidad en el primer tramo Velocidad (m/s) Velocidad (m/s)
Pérd.Carga/Long. (mm.c.a/m)
ó
Velocidad (m/s)
MET
OD
OS
DE
CA
LCU
LO
REC
UP
ERA
CIO
N
ESTA
TIC
A
Límite de velocidad mínimo Velocidad (m/s) Velocidad (m/s) ---
1.3.10. Resumen
A continuación se presenta una tabla resumen en la que se incluyen los datos de
entrada utilizados por cada uno de los programas de cálculo de conductos analizados.
- 23 -
PROPIEDADES E20-II CONDUC DSPDUCTO
Empresa, proyecto, autor y fecha SI SI SI
Tipo de red Impulsión / Retorno Impulsión Impulsión /
Retorno
Tipo de sistema Subsistema / Sist. Principal --- ---
Fijar velocidades en cada conducto --- --- SI / NO
Nº total de nudos --- Nº nudos ---
Nº total impulsores --- Nº impulsores ---
INST
ALA
CIO
N
% Recortes --- --- % de material
Material conducto Rugosidad absoluta
εa (m) Chapa galvanizada / Fibra de vidrio
Chapa galvanizada / Fibra de vidrio
Sección conducto Rectangular / Circular Rectangular Rectangular/
Circular
Relación base/altura SI --- SI
Normalizar relación en intervalos
Dimensión definidas por usuario (mm)
--- Factor incremental constante (cm.) C
ON
DU
CTO
S
Limitar dimensión Altura 1er tramo (mm) Alto(m) / Ancho(m) Altura (cm.)
Velocidad del aire a la salida del ventilador Velocidad (m/s) --- ---
Pérdida de presión del sistema
Pérdida de presión (Pa) --- ---
Presión del aire en el conducto
Altura sobre el nivel del mar (m)
Presión del aire en el conducto (Pa)
Altura sobre el nivel del mar (m)
DA
TOS
GEN
ERA
LES
FLU
IDO
Temperatura del aire en el conducto Temperatura (ºC) Temperatura (ºC) Temperatura (ºC)
Tipo de tramo Conducción / Impulsión
Conducción / Impulsión
Conducción / Impulsión
Nombre Numérico Nº del nudo final del tramo Numérico
Longitud Longitud (m) Longitud (m) Longitud (m)
Tramo anterior Numérico Nº del nudo inicial del tramo Numérico
Grosor de aislamiento Grosor capa (mm) --- ---
TRA
MO
S
Nº de accesorios Nº codos igual tipo Nº accesorio (<5) Gráficos accesorios
Definida Coef. Pérdida dinámica (C) Long. Equivalente Coef. Pérdida
dinámica (C)
Tipo
Personalizada Coef. Pérdida dinámica (C) --- Coef. Pérdida
dinámica (C)
Nombre Identificación por códigos --- Icono gráfico
Dirección del aire Principal / Derivada --- Principal / Derivada
DER
IVA
CIO
NES
Angulo --- Ángulo (grados) ---
- 24 -
PROPIEDADES E20-II CONDUC DSPDUCTO
Recto Long. Equivalente Coef. Pérdida dinámica (C) Def.
Circular
Coef. Pérdida dinámica (C) - Long. Equivalente
- Ángulo Tipo
Personalizado Coef. Pérdida
dinámica (C) --- Coef. Pérdida dinámica (C)
Nombre Identificación por códigos Recto/Circular Icono gráfico
Elementos guías --- Número ---
CO
DO
S
Angulo de giro --- Horizontal/Vertical ---
Dimensión Ancho --- Ancho (m) Anchura (cm)
Dimensión Alto --- Alto (m) Altura (cm)
EXP
AN
SIO
N/
CO
NTR
AC
CIO
N
Angulo --- Angulo(grados) ---
Tipo de obstáculo --- Cuadrado/Circular/ Aerodinámico ---
Dimensión frontal --- Frontal (m) ---
OB
STA
CU
LO
INTE
RN
O
Posición --- Horizontal / Vertical ---
Brusca --- SI / NO ---
Suave --- SI / NO ---
AU
MEN
TO
BR
USC
O
Tipo
Orificio redondo --- SI / NO ---
Brusca --- SI / NO ---
Suave --- SI / NO ---
RED
UC
CIO
N
BR
USC
A
Tipo
Reentrante --- SI / NO ---
Dimensión Ancho --- Ancho (m) ---
TRA
NSF
OR
.
Dimensión Alto --- Alto (m) ---
BA
TER
IA
Pérdida de carga --- --- Pérdidas de carga (mm.c.a)
Tipo de accesorio --- --- Diafragma / Rejilla
DIA
FRA
GM
A/
REJ
ILLA
A
GU
JER
EAD
A
Definición accesorio --- ---
Superficie libre(m2)
Superficie total(m2)
Simplificada Factor de pérdida
dinámica (C) Pérdida de carga
(Pa) Factor de pérdida
dinámica (C)
AC
CES
OR
IOS
PER
D.
AD
ICIO
_N
AL
Detallada - Velocidad (m/s) - Pérd. Carga(Pa)
--- ---
- 25 -
PROPIEDADES E20-II CONDUC DSPDUCTO
Subsistema Nombre del subsistema
Tipo
de
salid
a
Genérica --- --- ---
Modelo de la boca --- --- Nombre del modelo
Sección entrada a boca --- --- Área (m2)
Nombre de boca --- Numérica Numérica
Pérdida de presión Presión total (Pa) Presión total (Pa) Presión estática (Pa)
SALI
DA
S
Caudal Caudal (L/s) Caudal (m3/h) Caudal (m3/h)
Pérdida de presión Presión total (Pa) --- Presión estática
(Pa)
ENTR
AD
AS
Caudal Caudal (L/s) --- Caudal (m3/h)
Velocidad Velocidad (m/s)
Longitud Longitud (m)
SIS
TEM
A
DE
RET
OR
NO
Altura máxima
--- ---
Altura (m)
VEN
TILA
DO
R
Identificación --- --- Nombre
EQU
IPO
S Y
SIS
TEM
AS
EQU
IPO
C
LIM
ATI
.
Identificación --- --- Nombre del equipo
Perdida de carga por longitud
Pérd. Carga unitaria (Pa/m) --- Pérd. Carga
unitaria (mm.c.a)
Velocidad en el primer tramo --- Velocidad (m/s) ---
PER
DID
A D
E C
AR
GA
C
ON
STA
NTE
Límite de velocidad mínimo --- Velocidad (m/s) ---
Perdida de carga por longitud --- ---
Velocidad en el primer tramo Velocidad (m/s) Velocidad (m/s)
Pérd. Carga / Long. (mm.c.a /m)
ó
Velocidad (m/s)
MET
OD
OS
DE
CA
LCU
LO
REC
UP
ERA
CI
ON
ES
TATI
CA
Límite de velocidad mínimo Velocidad (m/s) Velocidad (m/s) ---
- 26 -
1.4. Resultados
Se van a analizar los tipos de resultados que se pueden obtener de cada uno de los
programas. Todo esto se realizará por medio de una tabla comparativa.
RESUTADOS E20-II CONDUC DSPDUCTO(1)
Empresa, proyecto, autor y fecha SI SI SI
Método de dimensionamiento SI SI SI
Material del conducto SI SI SI
Presión estática necesaria en ventilador Pa Pa mm.c.a ;( Pa)
Presión total necesaria en ventilador Pa Pa mm.c.a ;( Pa)
Caudal total impulsado ventilador --- --- m3/h
Velocidad salida del ventilador m/s --- ---
Tramo de pérdida máx. y valor --- Nombre / Pa ---
Tramo de longitud real máx. y valor --- Nombre / m ---
INST
ALA
CIO
N
Superficie total a emplear m2 m2 m2
Nombre del tramo Nombre Nudo final Nombre
Longitud real m m m
Longitud equivalente --- Lreal+Leq.codos Lreal+Leq.codos+Leq.acce
Caudal real L/s m3/h m3/h
Diámetro equivalente mm mm cm
Altura mm mm cm
Velocidad m/s m/s m/s
Pérdida de presión unitaria(2) Pa/m Pa/m mm.c.a/m ;(Pa/m)
Pérdida de presión estática en el tramo Pa Pa ---
Pérdida de presión dinámica en el tramo Pa --- ---
TRA
MO
S
Pérdida de presión estática por fricción en el tramo Pa --- ---
Pérdidas de carga en accesorios Coef. (C) --- Coef. (C)
Dirección de la corriente a la salida de derivaciones Principal/derivada --- Principal/derivada
Pérdidas de presión estática en derivaciones --- Pa ---
AC
CES
OR
RIO
S
Recuperación de presión estática en derivaciones Pa Pa ---
Nombre del difusor --- --- Nombre
Presión estática en el difusor --- --- mm.c.a ;(Pa)
Presión total en el difusor Pa Pa ---
Valor C del difusor --- --- Coef. (C)
Velocidad a la entrada --- --- m/s
Caudal real --- --- m3/h
CO
ND
UC
TOS
DIF
USO
RES
Equilibrado accesorio(3) Pa --- mm.c.a ;(Pa)
(1) El programa DSPDUCTO da las pérdidas de carga en dos unidades, mm.c.a y Pa. (2) El programa E20-II no expresa la pérdida de carga unitaria cuando el método utilizado es recuperación estática. Con dicho
método indica las velocidades inicial y mínima establecidas por el usuario. (3) DSPDUCTO además de mostrar el equilibrado, nos orienta con los parámetros que definen elementos de pérdida de carga
como son el diafragma y la rejilla agujereada. En el caso de CONDUC dimensiona la red para que resulte equilibrada y por ultimo CARRIER nos indica simplemente el equilibrado necesario.