ENTENDIENDO LOS CONCEPTOS DE PRESIÓN EN HVAC

 PRESIÓN EN LA INDUSTRIA HVAC

PRESIÓN TOTAL

PRESIÓN ESTÁTICA

PRESIÓN DINÁMICA O DE VELOCIDAD

Diferencia entre el Área Libre y el Área Efectiva (Ak) de una rejilla

         ¿Confusión entre Área Libre y Área Efectiva?

Explicaremos la diferencia entre estos dos conceptos con una rejilla de doble deflexión.      

El área libre de una rejilla es el área visible (Color amarillo) total a través de la cual pasa el aire. el área libre es posible medirlo físicamente o a través del modelado 3D del producto, y siempre es mayor que el área efectiva.

El área efectiva de una rejilla es el área neta (color guinda) por donde pasa el aire. Es el área bruta menos el área que ocupan las aletas y accesorios de la rejilla.

Este valor solo es medible en el laboratorio de acuerdo ASHRAE 70-2006. 

Para entender estos conceptos técnicamente, es indispensable comprender el fenómeno de la vena contracta, la cual es el comportamiento de un fluido cuando pasa a través de una abertura o sección menor, el fluido no ocupa el área de la sección sino que sufre una contracción justo después de pasar la abertura, como se muestra en las siguientes imágenes. 

Este mismo fenómeno es el que se observan en el flujo del aire a través de una rejilla o difusor de aire.

    

SELECCIÓN COMPUERTAS TIPO LOUVER

SELECCIÓN DE COMPUERTAS TIPO LOUVER

PRINCIPIOS DE APLICACIÓN

Para una correcta evaluación de la capacidad de una compuesta tipo Louver, se debe tener un método que incluya área libre y punto de inicio de penetración del agua (BPWP Beginning point of water penetration). Ya que el objetivo principal es conseguir la mayor cantidad de aire posible a través del louver y así evaluar el volumen de aire permisible a través de éste (en CFM). Los métodos de Prueba en laboratorio para estos principios son cubiertos por la norma AMCA Standard 500-L Laboratory Methods of Testing Air Louvers for Rating.

Para comprender mejor los principios de aplicación consideramos la siguiente comparativa entre dos Compuertas de 48”x48” con variaciones en rendimiento y diseño en cuanto a las hojas.

LOUVER	AREA LIBRE (%)	AREA LIBRE PARA 48” x 48” (Ft2)	BPWP- PUNTO DE ENTRADA DE AGUA (FPM)
1	45%	7.2	1190
2	53%	8.5	750

Debido a que el objetivo es conseguir la mayor cantidad de aire posible a través del louver, para este ejemplo asumimos que la compuerta 2 es mejor que 1, ya que tiene una mayor área libre. Sin embargo, se requieren evaluaciones mas precisas y detalladas. Entonces, la pregunta es ¿Cuánto aire puedo obtener a través del louver sin permitir la penetración del agua?

LOUVER	AREA LIBRE (%)	AREA LIBRE PARA 48”x 48” (Ft2)	BPWP- PUNTO DE ENTRADA DE AGUA (FPM)	VELOCIDAD DE DISEÑO (FPM)	VOLUMEN DE AIRE (CFM)
1	45%	7.2	1190	893	6426
2	53%	8.5	750	563	4781

En esta tabla para el Louver 1 tenemos un área libre de 45% para 48” x 48”. El área total de área libre es de 7.2 (= 45% x 16 ft² de área total). La prueba para su BPWP es de 1190 FPM a través del área libre. Debido a las variaciones en el flujo de aire a través del louver es necesario considerar un factor de seguridad del 25% para obtener la velocidad de diseño, considerando este factor tenemos que la velocidad de diseño es 25% inferior a la velocidad de penetración del agua.

 Velocidad de diseño = Velocidad de BPWP *0.75 

Del ejemplo del Louver 1 tenemos que Velocidad de diseño = 1190*0.75 = 893 fpm. Con este dato podemos obtener ahora cuanto aire puede de forma segura fluir a través del louver:

Volumen de aire a través del louver = Área libre x Velocidad de diseño

Para el caso, tenemos que Vol. Aire Louver= 7.2 ft^t x 893 fpm = 6424 cfm

Si realizamos el mismo procedimiento para el louver 2, tenemos un volumen de aire a través dé este de  4781 cfm.

Debido a que ambas compuertas son de 48 x 48, concluimos que para el louver 2 tenemos 25% menos de aire comparado con el 1, esto sin duda nos demuestra que el louver 1 es la selección más adecuada.

Otro parámetro muy importante para considerar en la selección de las compuertas Louver es la caída de presión o la resistencia que encuentra el flujo del aire a través de la compuerta. Cada louver tiene ligeras diferencias con otros basadas en la forma y en el ángulo de las hojas.

Los fabricantes realizan las pruebas correspondientes y publican estos datos ya sean en formulas o gráficas tales como las siguientes:

Louver 1	Louver 2

Es estas tablas se obtiene la resistencia al flujo del aire contra las velocidades de diseño por cada louver. Continuando con el ejemplo de las dos compuertas en análisis teneos los siguientes datos:

Louver 1- 893 fpm de velocidad en el área libre, creará una caída de presión estática de 0.090 “wc.

Louver 2- 563 fpm de velocidad en el área libre, creará una caída de presión estática de 0.055 “wc.

Ambos valores son aceptables para el diseño en sistemas HVAC. Como regla o sugerencia para la mayoría de las aplicaciones es necesario estar por debajo de los 0.2 “wc de presión estática. Si tus valores exceden esta regla, recomendamos incrementar el tamaño o seleccionar un louver con área libre mayor, o un alto BPWP.

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