Este documento presenta un ejemplo de diseño de sistema de distribución de aire acondicionado para un edificio. Calcula los caudales de aire requeridos para cada zona, selecciona un equipo de 5 toneladas y dimensiona los ductos principales y ramales utilizando el método de igual fricción. El ducto principal se dimensiona a 14" x 14" y los ramales varían de 10" x 6" a 12" x 6" dependiendo del caudal.

1. Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.
Ejemplo para diseño de sistemas de distribución de aire.
Calcule las dimensiones ancho y alto del siguiente sistema de ductos metálicos rectangulares
propuesto, utilizando el método de igual fricción, seleccione las dimensiones de las rejillas o
difusores de suministro (lo que aplique) y la rejilla de retorno, adicionalmente verifique si el
ventilador del equipo de aire acondicionado puede ser correctamente recomendado para el
diseño propuesto.
Estudie los planos del edificio, y organice el sistema de suministro y retorno además de las
entregas de aire para proveer la distribución correcta dentro de cada espacio y para facilitar
la construcción de los mismos.
El plano es el siguiente, y la solución adoptada en esta etapa es la siguiente
De acuerdo con la carga de enfriamiento calcule las necesidades de caudal (pies cúbicos por
minuto) para cada salida de ducto, zona o división del edificio. Se pueden ajustar las
cantidades de caudal calculadas tomando en cuenta las ganancias de calor en los conductos o
fugas en los mismos.
REDONDEANDO,
ZONA BTU/H % CAUDAL CFM CAUDAL EN CFM
1A 9879 17 340 350
1 14587 25 500 500
2 8756 15 300 300
3 10265 17 340 350
4 15234 26 520 500
TOTAL BTU/H 58721 100 2000 2000
TON. REF. 4,9
EQUIPO SELECCIONADO: COMPACTO DE 5 TONELADAS DE REFRIGERACIÓN
UN EQUIPO MANEJA 400 CFM POR CADA TONELADA, PARA 5 TONELADAS
SON 2000 CFM
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2. Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.
Para el ejemplo en análisis, se muestra la siguiente propuesta:
Luego de conocida la capacidad del equipo a instalar, tal como se expuso anteriormente se
utiliza como practica recomendada, el calcular 400 CFM (pies cúbicos por minuto) por cada
tonelada de refrigeración, por lo tanto un equipo de 5 toneladas de refrigeración manejará
2.000 CFM. LA DISTANCIA ENTRE EL PUNTO “A” Y EL PUNTO “J” DE ESTE EJEMPLO
ES 30 PIES.
Seleccionar el método para calcular el tamaño de cada ducto: los métodos avalados por la
ASHRAE son:
a) Método de Igualdad de pérdidas por rozamiento, Método de igual fricción o Método de
caída de presión constante.
b) Método de Recuperación Estática.
c) Método T.
El ejemplo se resolverá por el método de igual fricción, el cual fue el seleccionado para el
diseño de este tipo de sistema de bajas velocidades.
La velocidad inicial en el conducto, se selecciona de la Tabla "Velocidades recomendadas y
máximas en ductos", para “apartamentos” en ductos principales se tiene que la velocidad
máxima recomendada es 1.500 pie/min.
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3. Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.
De acuerdo a este criterio, se selecciona una velocidad V = 1.500 pie/min
Q = A*V => A = Q/V = 2.000 pie3/min/1.500 pie/min = 1,33 pie2
A = 1,33 pie2
Por la tabla “Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de
ducto”, con A = 1,33 pie2 (sección del ducto), se tienen las siguientes opciones para construir
el ducto rectangular: 14” x 14 “ ; 22” x 10 ; 28” x 8” ;
Se selecciona 14 “ x 14” por tener menor relación de forma y no existir otro tipo de
restricciones.
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4. Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.
Se selecciona para el ducto de distribución principal, las dimensiones 14" * 14" por tener
menor relación de forma y no existir otro tipo de restricciones.
Las pérdidas de carga por unidad de longitud se determinan en la Figura 10. Perdida de
presión por fricción (pulgadas de agua por cada 100 pies), considerando el volumen de aire
(2.000 pie3/min) y la velocidad seleccionada de 1.500 pie/min, de esta forma, se obtiene:
una pérdida de carga = 0,2 pulg c.a. por cada 100 pies de longitud equivalente.
Figura Perdida de presión por fricción (pulgadas de agua por cada 100 pies)
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5. Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.
Tomando en cuenta que la longitud del tramo seleccionado como el estimado a tener mayor
fricción son 30 pies, este tramo tendrá entonces una caída de presión solo por ductos rectos
de 0,06 pulg. c.a., obtenido del siguiente cálculo:
∆P= (0,2 pulg c.a./100 pies)*30 pies=0,06 pulg c.a.
Para dimensionar los tramos de ductos restantes, se puede construir una tabla como la
mostrada a continuación, utilizando la tabla “Porcentaje de área de sección recta en ramas
para conservar constante el rozamiento" en base al porcentaje de flujo (caudal) especificado
para cada tramo.
ALTO Y
CAUDAL % CAPACIDAD % AREA DE SECCIÓN ANCHO EN
TRAMO CFM INICIAL DUCTO PIE2 PULGADAS
AB 2000 100 100 1,33 14 X 14
BE 1150 57,5 65 0,86 12 X 12
EG 850 42,5 50,5 0,67 12 X 8
GJ 350 17,5 24,5 0,33 10 X 6
Con el porcentaje de la capacidad inicial, se determina el porcentaje de área de la sección
recta de cada tramo para mantener constante el rozamiento utilizando la tabla “Porcentaje de
área de sección recta en ramas para conservar constante el rozamiento", con lo que se
calcula el área transversal de un ducto circular equivalente, mientras que sus dimensiones se
extraen de la tabla “Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y
tipo de ducto”, así se puede construir la siguiente tabla mostrada arriba, donde se observan
las dimensiones de los lados para el ducto rectangular seleccionado en los tramos BE, EG Y
GJ.
Tabla “Porcentaje de área de sección recta en ramas para conservar constante el rozamiento”
De esta manera queda dimensionado el trayecto que se supone es el tramo de mayor
resistencia.
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6. Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.
Determine el tamaño de los ductos ramales de salida empleando las velocidades apropiadas.
Para el ejemplo estos tramos son los marcados como BC, BD, EF y GH, en los cuales la
velocidad se selecciona de la Tabla "Velocidades recomendadas y máximas en ductos", para
“apartamentos” en ramales de suministro y se tiene que la velocidad máxima recomendada
es 1.200 pie/min.
Por la tabla “Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de
ducto”, con el área, se obtienen las dimensiones alto y ancho como se muestra en la columna
derecha de la siguiente tabla:
VELOCIDA ALTO Y
CAUDAL D AREA, PIE2 ANCHO EN
TRAMO CFM (PIE3/MIN) (A=CAUDAL/VEL) PULGADAS
BC 500 1200 0,42 12 X 6
BD 350 1200 0,29 10 X 6
EF 300 1200 0,25 10 X 6
GH 500 1200 0,42 12 X 6
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7. Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.
Tabla Velocidades máximas y recomendadas en ductos.
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8. Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.
Tabla Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente
y tipo de ducto.
1
2
3
4
5
6
Los números de mayor tamaño que figuran en la tabla indican la clase del conducto.
Tabla Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de ducto.
Continuación.
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9. Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.
Tabla Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de ducto.
Continuación.
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10. Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.
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11. Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.
Tabla “Porcentaje de área de sección recta en ramas para conservar
constante el rozamiento”
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12. Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.
Figura Perdida de presión por fricción (pulgadas de agua por cada 100 pies)
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