capÍtulo 3: estudio comparativo de...

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CAPÍTULO 3:

ESTUDIO COMPARATIVO

DE

PROGRAMAS

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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)


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.


Tipo de tramo 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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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.


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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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 ---



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.


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.


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.


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.


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) ---


--- ---

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 -


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


Presión del aire en el conducto (Pa)


DA

TOS

GEN

ERA

LES

FLU

IDO

Temperatura del aire en el conducto Temperatura (ºC) Temperatura (ºC) Temperatura (ºC)

Tipo de tramo 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 -


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 ---



AU

MEN

TO

BR

USC

O

Tipo

Orificio redondo --- 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 -


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


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.

capÍtulo 3: estudio comparativo de...

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