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Transcripción

1 Conceptos Básicos de Ventilación Caudal del ventilador El caudal (Q) de un ventilador, es la cantidad de aire que éste puede desplazar por unidad de tiempo. Habitualmente se expresa en m 3 /h. o C.F.M. 1 C.F.M. = 1,7 m 3 /h En las características técnicas, se refleja el caudal máximo del ventilador a descarga libre, sin ningún tipo de pérdida de carga. Presión del ventilador Es el valor de la fuerza que ejerce el ventilador para vencer las pérdidas de carga de una instalación de ventilación. En las curvas características se reflejan los valores en mm c.a. (milímetros columna de agua) y Pa (Pascals). 9,8 Pa = 1 mm c.a. Presión estática (Pe): Es la fuerza que ejerce el aire sobre las paredes de las tuberías. Esta presión es positiva, cuando es mayor que la atmosférica. Si las paredes de la tubería fueran elásticas, veríamos como se dilatan (Sobrepresión). Cuando es menor a la presión atmosférica, la presión es negativa y las paredes se contraerían (Depresión). Presión dinámica (Pd): Es la fuerza por unidad de superficie que provoca el aire en movimiento y se manifiesta en el mismo sentido que la dirección de éste. Presión total (Pt): Es la suma de la presión estática y la dinámica. Potencia instalada Es la potencia mecánica útil, que desarrolla el motor eléctrico en su eje, para ser aprovechada por la hélice o turbina del ventilador. En las características técnicas se expresa en Kw (Kilowatios). 1 KW = 1,36 CV Potencia absorbida Es la cantidad de potencia que el ventilador absorbe de la red eléctrica. Parte de esta potencia se transforma en potencia útil mecánica en el eje del motor y parte se pierde por calentamiento y rozamientos del motor. La potencia absorbida del ventilador, es siempre mayor que la potencia mecánica útil aprovechada. Habitualmente la potencia absorbida se expresa en W (watios) Nivel sonoro El sonido es la sensación auditiva producida por el movimiento ondulatorio del aire, debido a un movimiento vibratorio. Las ondas sonoras se propagan a través del aire, alcanzando en algún momento la posición que ocupa algún receptor. Cuando el sonido audible es desagradable, es cuando hablamos de ruido. Potencia Sonora (Lw): Es la cantidad de energía emitida por una fuente en cada segundo. Este valor no varía en función del local, o distancia en la que se encuentre la fuente sonora. Presión Sonora (Lp): Es la percepción que tiene el oído, de los valores de la potencia sonora, y varía en función del local y de la distancia entre el emisor y el receptor. Reducción de nivel sonoro en función de la distancia: Distancia (m) Reducción por Emisor- receptor distancia (db) ,

2 Ensayos de los ventidadores y presentación gráfica El ensayo de los ventiladores tiene por objeto determinar el caudal y la presión que proporcionan, así como todos sus datos eléctricos y nivel sonoro, a fin de poder establecer su curva característica de trabajo. Ensayo de Caudal y Presión Los ensayos de caudal y presión de los ventiladores SODECA, se efectúan en nuestro laboratorio de fluidos, de acuerdo a las normas internacionales ANSI/AMCA STANDARD y UNE Ensayo de Nivel Sonoro Debido al desplazamiento del aire y al movimiento del impulsor, el ventilador provoca un determinado ruido, que se cuantifica en nuestro laboratorio, según normas ISO-3744 y ISO Representación gráfica de los ensayos La curva característica de un ventilador es la representación gráfica, en unos ejes de coordenadas, de todos los valores resultantes de los ensayos. Los datos facilitados en las curvas características corresponden a: Temperatura 20ºC Presión atmosférica: 760 mm.hg. Densidad del aire: 1,2046 Kg/m3 Los valores obtenidos en los ensayos de nivel sonoro, se representan en medidas de Potencia sonora o Presión sonora, obtenidas en campo libre y se expresan en db(a). Los datos de Nivel de Presión Sonoro, reflejados en las características técnicas, corresponden generalmente a un valor de Presión Sonora expresado en db(a), medido en campo libre a una distancia equivalente a tres veces el diámetro de la hélice, con un mínimo de 2,5 metros, salvo indicaciones específicas en cada serie. Esta curva representará la totalidad de los posibles puntos de trabajo del ventilador. Sobre cualquier curva característica reflejada en este catálogo, podremos observar como el caudal (Q), representado en el eje de las abcisas, disminuye a medida que aumenta la presión estática (Pe) en el eje de las ordenadas. Siendo el caudal máximo cuando la presión estática es 0 mm c.a., lo que llamamos caudal a descarga libre. De esta forma observamos que la curva del ventilador nos proporciona de forma gráfica los caudales que puede desarrollar, en función de la presión que requiera el sistema de ventilación. 373

3 Selección de los ventiladores La correcta elección de un ventilador viene determinada por los siguientes conceptos:. Caudal necesario Presión necesaria Nivel sonoro admisible Tipo de alimentación eléctrica Caudal necesario (Q) m3/h Para determinar el caudal necesario se deben tener en cuenta el tipo de instalación a realizar, ambiental o localizada. Instalación de ventilación/extracción ambiental La determinación del Caudal (Q) de aire necesario dependerá del uso al que esté destinado el local y de características tales como, ocupación, contaminación, etc. Renovaciones de aire recomendadas, del volumen de aire interior del local, en función de la actividad: Tipo de Local Renov / h Tipo de Local Renov / h Armarios roperos 4-6 Lavanderías Auditorios 6-8 Locales acumuladores 5-10 Aulas 5-7 Locales de aerografía Bibliotecas 4-5 Locales de decapado 5-15 Cabinas de pintura Oficinas 4-8 Cámaras blindadas 3-6 Piscinas 3-4 Cines, Teatros 5-8 Remojos Cocinas domésticas Restaurantes - Casinos 8-12 Cocinas colectividades Salas de conferencia 6-8 Cuartos de baño 5-7 Salas de espera 4-6 Despachos de reuniones 6-8 Salas de fotocopia Duchas Salas de máquinas Fundiciones 8-15 Salas de reuniones 5-10 Garajes (caudal por plaza) 432 m 3 /h Talleres (mucha alteración) Gimnasios 4-6 Talleres (poca alteración) 3-6 Habitaciones 3-8 Talleres de montajes 4-8 Inodoro en domicilio 4-5 Talleres de soldadura Inodoro público / industria 8-15 Tiendas 4-8 Laboratorios 8-15 Tintorerías 5-15 Laminadores 8-12 Vestuarios 6 8 Según la ocupación de las personas que se encuentran habitualmente en el local y de la contaminación generada: Actividad normal sin fumar Actividad normal fumando Ligera actividad física En locales industriales 29 m3/h por persona 58 m3/h por persona 45 m3/h por persona 60 m3/h por persona Instalación de ventilación/extracción localizada En muchos casos es aconsejable realizar la extracción del fluido contaminante, en el mismo lugar donde se produce. En estos casos para la determinación del Caudal (Q) de aire necesario se tendrá en cuenta la superficie de la campana de captación y de la velocidad de captación de las partículas a recoger y de la velocidad de transporte de las mismas a través de los conductos. VELOCIDADES DE CAPTACIÓN DE PARTÍCULAS Material m / s Serrín y virutas, ligeros 10 a 15 Serrín y virutas, pesados 17 a 23 Polvos de rectificado 17 a 23 Limpieza por chorro de arena 17 a 23 Polvo de plomo 20 a 25 Volanderas de borra de algodón 7.5 a 10 Polvo de semillas, polvo de caucho 10 a 15 Polvo para moldeo de baquelita 15 a 17 Polvo de baquelita 10 a 12 VELOCIDADES DE TRANSPORTE DE PARTÍCULAS Material m / s Carbón, polvo 20 a 28 Serrín 20 a 30 Corcho 17 a 28 Pulpa troceada 22 a 36 Lana, yute, algodón 22 a 30 Granos de café 15 a 20 Cenizas, escorias pulverizadas 30 a 43 Arena, cemento 30 a 46 Cal 25 a 36 Harina 17 a 30 Trapos 22 a 33 Maíz, Trigo, centeno 25 a 36 Avenas 22 a

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5 Presión necesaria (Pe) mm.c.a. Cuando es necesario evacuar el caudal de aire a través de conductos o tuberías, con una determinada longitud o sección, estos provocan debido al roce, cambios de sección, obstáculos, etc, una pérdida de carga al ventilador. La pérdida de carga de la instalación, es proporcional a la potencia eléctrica absorbida por el ventilador, esto significa que un mal diseño de la instalación de ventilación, es un gasto innecesario de energía eléctrica. Esta pérdida de carga, es la presión necesaria que debe dar el ventilador para vehicular el aire a través de estos obstáculos. Caudal de aire m 3 /hora Gráfico de pérdidas de carga en conductos circulares Caudal de aire m 3 /segundo Perdidas de carga en mm.c.a. (d=1,2 Kp/m 3 ) por cada metro de longitud de conducto 376

6 Ejemplos prácticos Ejemplo práctico de extracción de aire en aparcamientos Normativa a utilizar C.T.E. (Código técnico de Edificación) Documento Básico SI de seguridad en caso de incendio Documento Básico HS de salubridad Principios básicos: En el diseño de los garajes debe disponerse un sistema de ventilación natural o mecánica. Solo puede ser natural si existen aperturas al menos en las dos zonas opuestas de la fachada, repartidas uniformemente y libres de obstáculos. La ventilación mecánica tiene que realizarse por depresión mediante extracción mecánica o mediante impulsión y extracción mecánica. El caudal de aire necesario será de 120 l/seg o 432 m3/h por plaza de aparcamiento Se precisa una abertura de impulsión y otra de extracción por cada 100 m2. Separación máxima entre aberturas de extracción 10 m. En aparcamientos compartimentados, en los que la ventilación sea conjunta, deben disponerse las aberturas de admisión en los compartimientos y las de extracción en las zonas de circulación comunes. Cada compartimiento dispondrá de al menos una abertura de admisión. Los aparcamientos de más de cinco plazas deberán disponer de sistema automático de detección de monóxido que active los ventiladores a partir de 50 ppm, si existen empleados y 100 ppm en caso contrario. El número de redes de extracción variará en función del número de plazas del garaje: Menos de 15 plazas 1 red de conductos De 15 a 80 plazas 2 redes de conductos Más de 80 plazas redes por cada 40 plazas Datos necesarios: Número de plazas del aparcamiento Diseño de la planta, superficie y altura del aparcamiento Ubicación del extractor Zonas de paso de las redes de conductos Ejemplo de cálculo aparcamiento de 50 plazas: Caudal (Q): 50 plazas x 432 m3/h = m3/h Nº de redes de conductos necesarias: 2 redes de conductos En función del diseño de la planta, la altura y la ubicación de los extractores, diseñaremos las redes de los conductos de extracción y calcularemos las pérdidas de carga. (Este diseño se puede realizar de forma automática mediante el programa de Selección de ventiladores y diseño de conductos CONDU-2D que funciona bajo entorno autocad) 377

7 Ejemplos prácticos Ejemplo práctico de extracción de aire en campana de cocina Normativa a utilizar C.T.E. (Código técnico de Edificación) Documento Básico SI de seguridad en caso de incendio Documento Básico HS de salubridad Esta normativa solo debe utilizarse si la cocina tiene una potencia instalada, de aparatos destinados a la preparación de alimentos, superior a 20 Kw. En este caso la cocina se clasifica como local de riesgo especial y los extractores tendrán que garantizar su funcionamiento durante 90 minutos a una temperatura de 400ºC. Principios básicos: La velocidad de captación de aire, será en función de las caras abiertas de la campana de extracción: 0,55 m/seg para 1 cara abierta 0,75 m/seg para 2 caras abiertas 0,9 m/seg para 3 caras abiertas 1,1 m/seg para 4 caras abiertas Los extractores tendrán que garantizar su funcionamiento durante 90 minutos a una temperatura de 400ºC. Las campanas de extracción deberán ser fabricadas en material M0 y situadas a más de 50cm de cualquier punto combustible no protegido. Los conductos de extracción serán independientes de otros sistemas y exclusivos para cada cocina. Los conductos deberán ser fabricados en material M0 y dispondrán de registros para inspección y limpieza. No deben instalarse compuertas cortafuegos en este tipo de conductos Los filtros deberán ser fabricados en material M0. Los filtros se colocarán a más de 1,2 m si la cocina es de gas o parrillas, y a más de 0,5 m en otros tipos de instalación. Los filtros tendrán una inclinación mayor de 45º y serán accesibles y desmontables Datos necesarios: Sección libre de aspiración, de la campana de extracción Número de caras abiertas de la campana de extracción Potencia total en Kw, de los aparatos eléctricos de la cocina Ubicación del extractor Zona de paso de la red de conductos Ejemplo de cálculo de extracción en campana de cocina: Sección libre : 1,6 m2 Caras abiertas: 3 Velocidad de captación: 0,9 m/seg Caudal (Q): 1,6 m2 x 0,9 m/seg x 3600= m3/h En función del diseño de la instalación y de la ubicación del extractor, calcularemos las pérdidas de carga. La velocidad de paso de aire por el conducto no debe ser superior a 10 m/seg. 378

8 Ejemplos prácticos Ejemplo práctico de extracción de aire en viviendas Normativa a utilizar C.T.E. (Código técnico de Edificación) Documento Básico HS de salubridad Apartado Las viviendas dispondrán de un sistema general de ventilación que puede ser híbrida o mecánica. Los comedores y dormitorios se consideran zonas secas y deberán disponer de aberturas de admisión de aire. Los aseos, cocinas y baños se consideran zona húmedas y dispondrán de extracción. Cuando las carpinterías exteriores sean de clase 0 o 1, pueden utilizarse como admisión, las aberturas de las juntas de apertura. Las cocinas dispondrán de un sistema específico de extracción mecánica, conectado a un conducto de extracción independiente. Las aberturas de extracción, deben conectarse a los conductos de extracción y deben situarse a una distancia del techo menor que 100 mm y a una distancia de cualquier rincón mayor de 100 mm. Los conductos de extracción no pueden compartirse con otros conductos de locales de otros usos, excepto con los trasteros. Datos necesarios: Distribución de la vivienda Superficies de las zonas de la vivienda Ocupantes de la vivienda Ubicación del extractor Zona de paso de la red de conductos Principios básicos: El caudal (Q) de ventilación mínimo se obtendrá de la tabla 2.1 del documento HS de salubridad. Se considera un ocupante por dormitorio individual y dos ocupantes por dormitorio doble. En cada comedor y en cada sala de estar se considera un número de ocupantes igual a la suma de los contabilizados en todos los dormitorios. En los locales de las viviendas destinados a varios usos, se considerará el caudal correspondiente al uso para el que resulte un mayor caudal. 379

9 Caudales de ventilación mínimos exigidos Caudal de ventilación mínimo exigido q v en l/s En función de Por ocupante Por m 2 útil otros parámetros Dormitorios 5 Salas de estar y comedores 3 Aseos y cuartos de baño 15 por local Locales Cocinas 2 (1) 50 por local (2) Trasteros y sus zonas comunes 0,7 Aparcamientos y garajes 120 por plaza Almacenes de residuos 10 (1) En las cocinas con sistema de cocción por combustión o dotadas de calderas no estancas este caudal se incrementa en 8/s (2) Este es el caudal correspondiente a la centilación adicional especifica de la cocina Ejemplo de cálculo de la extracción de aire en vivienda: 2 dormitorios dobles (4 ocupantes) 1 baño 1 comedor 1 cocina de 6 m2 con vitrocerámica Caudal de admisión a través de zonas secas 2 Dormitorios dobles: 5 l/seg x 2 x 2 = 20 l/seg = 72 m3/h 1 Comedor (4 ocupantes): 3 l/seg x 4 = 12 l/seg = 43 m3/h Total admisión de aire zonas secas 115 m3/h Caudal de extracción a través de zonas húmedas 1 Cocina: 6 m2 x 2 l/seg = 12 l/seg = 43 m3/h 1 Baño: 15 l/seg = 54 m3/h Total extracción de aire zonas húmedas 97 m3/h Tal y como obliga la normativa, el recorrido del aire debe ser captado desde el comedor y habitaciones, y evacuado por la cocina y los baños. Por este motivo y dado que el aire recorrerá toda la vivienda, no se sumarán todos los caudales, sino que se elegirá el valor mas alto de caudal, entre los cálculos de admisión o extracción. En nuestro caso 115 m3/h En función del diseño de la instalación y de la ubicación del extractor, calcularemos las pérdidas de carga. 380

10 Ejemplos prácticos Ejemplo práctico de sobrepresión de escaleras Normativa a utilizar Pr EN UNE UNE La norma actual más utilizada es la UNE que se basa en obtener una velocidad del aire a través de la puerta abierta de 0,75 m/seg, pero la normativa a utilizar en un futuro inmediato Pr EN o UNE 23596, utiliza el criterio de una velocidad de aire a través de la puerta abierta de 2 m/seg. En ambas normas se debe mantener una presión diferencial de 50 Pa, cuando las puertas están cerradas Principios básicos: El caudal (Q) de aire necesario se calculará mediante la superficie de una puerta abierta, por la velocidad según la normativa elegida. La presión diferencial, siempre será de 50Pa con las puertas cerradas. Para la correcta elección del ventilador deberemos sumar a los 50 Pa necesarios, la pérdida de carga del conducto. Es necesario un sistema de control para garantizar en todo momento el caudal o la presión necesaria. El sistema aconsejado, es la utilización de un Kit de Sobrepresión compuesto de una sonda de presión que actúe sobre un regulador de velocidad, y una unidad de impulsión de aire para presuavizar. Datos necesarios: Superficie de las puertas Velocidad de aire a través de la puerta abierta Ubicación del extractor Zona de paso de la red de conductos Ejemplo de cálculo de sobrepresión de escaleras: 1 Puerta de 2 m2 Norma a utilizar Pr EN Velocidad a través de la puerta: 2 m/seg Presión mínima necesaria 50 Pa Caudal (Q): 2 m2 x 2 m/seg x 3600= m3/h En función del diseño de la instalación y de la ubicación del extractor, calcularemos las pérdidas de carga. Para el sistema de control y garantizar en todo momento el caudal o la presión necesaria utilizaremos el Kit de Sobrepresión especialmente diseñado para esta aplicación ,75 m/s 0,75 m/s 2 m/s 2 m/s 50 Pa CRITERIO DE FLUJO DE AIRE 0,75 m/s según la actual norma UNE m/s según la norma pren CRITERIO DE DIFERENCIA DE PRESIÓN (TODAS LAS PUERTAS CERRADAS) 381