CAPÍTULO 8: EL DISEÑO Y EL SELLADO DEL CONDUCTO

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1 Capítulo 8: El Diseño y el Sellado del Conducto 130 CAPÍTULO 8: EL DISEÑO Y EL SELLADO DEL CONDUCTO Los estudios que se han llevado a cabo a través del país han encontrado que la canalización mal sellada es a menudo el problema más frecuente pero es un problema que se puede solucionar fácilmente en la construcción nueva. La filtración del conducto contribuye del 10% al 30% de las cargas calefacción y de enfriamiento en muchos hogares. Además, el escape de la canalización puede disminuir la comodidad y poner en peligro la salud y la seguridad. La localización de conductos en espacio acondicionado elimina muchos problemas con el escape. Los conductos a menudo están instalados en tubos, las vías de aire con maderas de apoyo (forradas) situadas detrás del cielo raso o del terminado de la pared. Los tubos están conectados más directamente con el espacio no acondicionado que al espacio interior. Por lo tanto, es crítico sellar los tubos y otras áreas ocultadas totalmente de los espacios no acondicionados.

2 Capítulo 8: El Diseño y el Sellado del Conducto 131 ESCAPES DE CONDUCTO Y FUGA DE AIRE El Código Internacional de Ahorro de Energía (The International Energy Conservation Code (IECC)) requiere que los contratistas de HVAC utilicen materiales eficientes para sellar los escapes de conducto. Los materiales eficientes para sellar incluyen la masilla para sellar conductos con cinta de malla o cintas que tienen clasificación UL. La disposición de la IECC refleja el reconocimiento universal que limitar el escape por el conducto no solamente ahorra energía, sino que también mejora la comodidad, y hace nuestros hogares lugares más sanos donde vivir. El capítulo 3 explicó, detalladamente, algunos de los riesgos para la salud de la canalización que tiene escapes. Los constructores deben asegurar la calidad del sistema de conducto haciendo una prueba de tensión del conducto. Kentucky tiene una variedad de contratistas de eficiencia en energía y evaluadores de energía en el hogar que hacen tests de aire y de escape en el conducto. Los sistemas de aire forzado de calefacción y de enfriamiento deben ser equilibrados. La cantidad de aire suministrada por los conductos surtidores debe ser igual a la cantidad de aire tirada a través de los conductos de vuelta. Si los dos volúmenes de aire son desiguales, entonces la presión de la casa puede ser afectada. Los desequilibrios de presión pueden aumentar el escape de aire dentro o fuera de los cuartos en el hogar. Los desequilibrios de presión pueden crear calidad peligrosa de aire en los hogares incluyendo: El potencial que el gas de escape de los electrodomésticos de combustión vuelvan adentro del hogar, tales como chimeneas, estufas que queman madera y quemadores de gas; El aumento de escape de aire del espacio del arrastre al hogar. Esto puede atraer polvo adentro, radón, moho, y humedad; y Atraer agentes contaminadores en el sistema de control de aire por medio de los escapes de vuelta. Las causas típicas y las preocupaciones de los desequilibrios de presión, tratadas más completamente en el capítulo 4, incluyen: Los sistemas de HVAC con escapes excesivos de suministro pueden causar que los hogares se despresuricen, lo que puede causar que los gases de los electrodomésticos de combustión vuelvan adentro del hogar. Los sistemas de HVAC con escapes de vuelta excesivos puede hacer que los hogares se presuricen y esto puede crear presiones negativas alrededor de la unidad que controla el aire. Las presiones negativas pueden causar que los gases de escape de los electrodomésticos de combustión cerca de la unidad de control del aire vuelvan adentro del hogar. Los hogares con vueltas centrales pueden tener desequilibrios de presión cuando las puertas interiores a los cuartos individuales están cerrados. Los cuartos con medidores de suministro y sin vueltas se presurizan, mientras que las áreas con vueltas centrales se despresurizan. A menudo estas vueltas están situadas en las salas de estar con chimeneas o con electrodomésticos de combustión. Cuando estos espacios se despresurizan suficientemente, esto causará que los gases de escape vuelvan adentro del hogar por los tubos. Los hogares más herméticos con extractores eficientes, tales como campanas de respiradero de la cocina, secadores de ropa, y aparatos de ventilación del ático, pueden experimentar presiones negativas cuando estos dispositivos de ventilación están funcionando. Los extractores grandes de la cocina, moviéndose a más de 200 pies cúbicos por minuto, pueden crear fácilmente desequilibrios grandes de presión en el hogar.

3 Capítulo 8: El Diseño y el Sellado del Conducto 132 PRUEBA PARA EL ESCAPE POR EL CONDUCTO El mejor método para asegurarse que los conductos sean herméticos es hacer la prueba de presión del sistema entero de conducto, incluyendo todas las conexiones, todas las transiciones de metal de surtido de aire, los conductos, los plenos, y el gabinete del control del aire (véase el cuadro 8-1). Muy similar a una prueba de presión requerida para la plomería, se deben hacer pruebas de la canalización durante la construcción para así poder corregir fácilmente los problemas. En la mayoría de los procedimientos de la prueba, un técnico sella temporalmente los conductos poniendo cinta sobre los registros de surtido y sobre las parrillas de vuelta. Entonces, los conductos se presurizan a una presión dada, típicamente 25 Pascals, usando un ventilador de prueba del conducto. Esta presión es comparable a la presión media que los conductos experimentan cuando el control de aire está funcionando. Mientras los conductos están presurizados, el técnico puede leer el escape total del conducto del sistema de HVAC.

4 Capítulo 8: El Diseño y el Sellado del Conducto 133 Algunos programas de eficiencia en energía requieren que los pies cúbicos por minuto de escape del conducto, medido en una presión de 25 Pascal (CFM25), sean menos de 3% del área de superficie del hogar. Por ejemplo, una casa de pies cuadrados debe tener menos de 60 CFM25 de escape del conducto. Otra prueba es utilizar una puerta del soplador (descrita en el capítulo 4) y un ventilador de prueba del conducto para medir el escape del conducto después que la construcción esté completa. Este procedimiento da la medida más exacta del escape del conducto al exterior del hogar. Se puede hacer una prueba del escape del conducto generalmente en un período aproximado de una hora para un hogar de tamaño medio. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DEL SELLADO DE AIRE El escape del conducto debe ser eliminado. En la construcción estándar, muchas junturas del conducto no están selladas o están selladas incorrectamente utilizando materiales ineficaces. Algunos de estos materiales ineficaces, incluyendo cinta pegante de género, cinta de aluminio de baja calidad (no clasificada), o productos similares usan pegantes de baja calidad. Estos pegantes de baja calidad no están diseñados para proporcionar un sello hermético por la vida del hogar. Asegurarse de usar solamente los siguientes productos para sellar los componentes del sistema de distribución de aire: Masilla para sellar el conducto con cinta de malla de fibra de vidrio. Esta masilla es altamente preferida y puede añadir U$20 a U$55 al costo de un sistema de U$7.000, pero proporcionará un curso de vida de sello hermético. Calafateo de alta calidad o sello de espuma; y Cinta de aluminio UL-181 A o cinta B. Sin embargo, tiene que ser instalada correctamente para ser eficaz. A la superficie del conducto se le tiene que limpiar el aceite y la suciedad. La cinta tiene que adherirse completamente al conducto sin arrugas. Se debe usar una esponja que absorbe para quitar las burbujas de aire de debajo de la superficie sellada con cinta. La cinta UL-181 cuesta solamente de U$4 a U$5 más que la cinta plateada, que tiene un pegamento inferior. El sellado y el aislamiento correctos de la canalización en áreas no condicionadas requieren atención cuidadosa al detalle (véase el cuadro 8-2). Se necesita tiempo extra de parte del contratista de calefacción y del aire acondicionado. El costo de este tiempo extra vale la pena por los grandes ahorros substanciales en gastos de energía, mayor comodidad, y mejor calidad del aire que lo que ofrece un sistema hermético de conducto.

5 Capítulo 8: El Diseño y el Sellado del Conducto 134 El conducto surtidor, en el cuadro 8-3, está teóricamente adentro de un espacio acondicionado; los escapes del surtidor presurizan el área de la vigueta y los escapes de aire al exterior. La mejor solución es sellar todos los escapes de conducto y todos los escapes de aire de la superficie exterior del edificio. la respuesta más fácil a la pregunta de dónde sellar el sistema de distribución de aire es por todas partes. ESCAPES DE ALTA PRIORIDAD Las áreas que tienen la más alta prioridad para sellar incluyen: Componentes desconectados, incluyendo las transiciones de metal de surtido de aire que no están completamente insertadas, plenos o conductos se han desconectado, que tienen rasgones en el conducto flexible, y conexiones con presión entre la canalización (visible cuando el conducto se dobla donde no hay codo), cuadro 8-4. Los conductos se pueden desconectar durante la instalación inicial, durante la mantención, o aún durante el funcionamiento normal. Deben ser revisados periódicamente para saber si hay problemas. Los conductos desconectados se pueden ocultar detrás del aislamiento (cuadro 8-5); buscar espacios y depresiones donde no hay codo. Las conexiones entre la unidad de control de aire y los plenos de surtido y de vuelta. Todos los empalmes en la unidad de control de aire, los plenos, y la canalización rectangular. Mirar especialmente debajo de los componentes y en cualquier otra área estrecha. También, sellar los agujeros para el refrigerante, el termóstato, y las líneas del condensado. Usar cinta en vez de masilla para sellar los empalmes en los paneles de la unidad de control de aire de manera que se puedan quitar durante la mantención. Después de completar el trabajo de servicio y de mantención, tal como cambio de filtro, cerciorarse de que se vuelva a poner cinta sobre los empalmes. Prácticamente todos los gabinetes de control de aire vienen de la fábrica con escapes, que se deben sellar con masilla para sellar el conducto (cuadro 8-6); los paneles desprendibles se deben sellar con cinta. Las líneas del condensado de muchos sistemas contienen una trampa de plomería con un respiradero vertical que deja escapar el aire libremente. Si se necesita el respiradero, lo que siempre es cuestionable, se puede reducir en tamaño taladrando un hoyo en la tapa estándar de plomería y poniendo la tapa en el respiradero abierto.

6 Capítulo 8: El Diseño y el Sellado del Conducto 135 Las transiciones de metal de vuelta de aire, los codos, las transiciones de metal de surtido de aire, y otras conexiones. Si la vuelta está construida en una pared interior, todas las conexiones y empalmes se deben sellar cuidadosamente. Mirar especialmente por áreas sin sellar alrededor de los materiales que se han construido en el sitio de la construcción. Las transiciones de metal de vuelta de aire del pleno principal de surtido y de las líneas de los conductos principales de suministro de aire. Cualquier parte de los miembros de apoyo que se usan como canalización, tales como vigueta, en la cual la hoja de metal clavada a las vigas del piso, proporciona un espacio para que fluya el aire acondicionado. Evitar usar los miembros de apoyo como parte del sistema de conducto.

7 Capítulo 8: El Diseño y el Sellado del Conducto 136 LOS ESCAPES DE PRIORIDAD MODERADA Una vez que se han sellado todos los escapes de alta prioridad, considerar las áreas siguientes: Las conexiones cerca de los registros de surtido. Comprobar para saber si hay escapes potenciales en todas las áreas, incluyendo entre canalización bifurcada y la transición de metal del surtido de aire, y la transición de metal del surtido de aire y el registro, y los empalmes de los codos (véase los cuadros 8-7 y 8-8). Las junturas entre las secciones de la canalización bifurcada.

8 Capítulo 8: El Diseño y el Sellado del Conducto 137 ESCAPES DE BAJA PRIORIDAD Finalmente, sellar estos escapes de baja prioridad: Los empalmes longitudinales en la canalización redonda de metal.

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10 Capítulo 8: El Diseño y el Sellado del Conducto 139 DISEÑO DEL CONDUCTO MATERIALES DEL CONDUCTO Los tres tipos más comunes de material de conducto usados en la construcción de hogares son metal, lámina de conducto de fibra de vidrio, y conducto flexible (véase el cuadro 8-9). Tanto la de metal como la lámina de conducto de fibra de vidrio son rígidas e instaladas en piezas. El conducto flexible viene en secciones largas. El conducto flexible es generalmente instalado en piezas largas, continuas entre el registro y la caja del pleno, la caja del pleno y el control del aire, o entre el registro y el control del aire. Los conductos flexibles largos pueden restringir seriamente el flujo de aire, por lo tanto su tamaño debe ser determinado cuidadosamente y su instalación hecha cuidadosamente. Los conductos flexibles no deben tener dobleces o estar restringidos. Las transiciones flexibles de metal de surtido de aire del conducto, que a menudo son herméticas en aspecto, pueden tener enorme escape y se deben sellar con masilla.

11 Capítulo 8: El Diseño y el Sellado del Conducto 140 Los conductos redondos y rectangulares de metal se deben sellar con masilla y aislar durante la instalación. Es importante sellar los empalmes en la canalización antes de aislar, porque el aislamiento no para los escapes de aire. Los conductos rectangulares de metal, usados para plenos y conductos principales de surtido de aire, a menudo se aíslan con forro plástico de conducto, un material de alta densidad que debe tener por lo menos 1 pulgada de grosor. Los conductos de metal a menudo utilizan el aislamiento de fibra de vidrio que tiene un retardador de vapor de hoja de metal. El aislamiento del conducto debe ser por lo menos R-8, y el retardador de vapor se debe instalar al exterior del aislamiento orientado lejos del conducto. Los empalmes en el aislamiento generalmente se sujetan con grapas alrededor del conducto y después se les pone cinta pegante. El aislamiento del conducto en hogares de por lo menos dos años proporciona gran información sobre los escapes del conducto. Cuando se quita el aislamiento, las líneas de suciedad en la fibra de vidrio a menudo muestran donde ha ocurrido el escape de aire. DETERMINACIÓN DEL TAMAÑO Y DISPOSICIÓN El tamaño y la disposición de la canalización afectan la eficiencia del sistema de calefacción y de enfriamiento y de los niveles de comodidad en el hogar. El tamaño apropiado del conducto depende de los siguientes ítems. La carga estimada de calefacción y de enfriamiento para cada cuarto en el hogar; La longitud, el tipo, y la forma del conducto; y Las características de funcionamiento del sistema de HVAC (tales como presión, temperatura, y la velocidad del ventilador). La disposición de la canalización afectará a la cantidad de aire que el conducto puede entregar, cuadro La longitud y la curvatura influencian los flujos. Un simple conducto redondo de metal, que se ha dispuesto incorrectamente, podría tener un flujo de aire reducido. La temperatura más baja del aire calentado, surtida por una bomba de calor, afecta la colocación de los registros. Una bomba de calor generalmente suministra aire, calentado entre 90 F y 110 F. A estas temperaturas, el aire que sale de los registros se puede sentir fresco. Es importante que los registros estén orientados de manera que se evite soplar aire directamente sobre la gente. Las unidades de calefacción encendidas con combustible típicamente surten aire, calentado a temperaturas de entre 110 F y 140 F. Esto es 40 F a 70 F mayor que la temperatura ambiente; por lo tanto, la colocación de los registros surtidores es menos importante para mantener la comodidad. En la colocación y el diseño estándar del conducto, los registros surtidores generalmente están situados en las paredes exteriores en la parte de arriba o de abajo de las ventanas, y los registros de vuelta se sitúan hacia el interior, típicamente en un vestíbulo central. Algunos constructores de hogares eficientes en energía han encontrado poca diferencia en temperatura entre las áreas interiores y las paredes exteriores debido a las características adicionales de la energía. La ubicación de los registros surtidores en las paredes exteriores no es tan necesaria para mantener la comodidad. Estos constructores pueden ajustar los costos de trabajo y de material para la canalización localizando los conductos surtidores y de vuelta cerca del núcleo de la casa.

12 Capítulo 8: El Diseño y el Sellado del Conducto 141 En el diseño estándar del conducto, prácticamente todos los conductos surtidores son conductos flexibles de 6 pulgadas o cañería redonda de metal. La mayoría de los diseños estándar tienen solamente una vuelta por cada piso. El mantener todos los conductos de un tamaño estándar puede funcionar para algunos hogares, pero puede crear problemas de funcionamiento para otras, incluyendo: Demasiada calefacción y enfriamiento suministrados a los pequeños cuartos, tales como cuartos de baño y dormitorios que tienen solamente una pared exterior; Flujo de aire inadecuado, y por lo tanto, insuficientes calefacción y enfriamiento en los cuartos situados a mayor distancia del control de aire; y Presurización excesiva de los cuartos cuando las puertas interiores están cerradas.

13 Capítulo 8: El Diseño y el Sellado del Conducto 142 La industria de calefacción y de enfriamiento tiene métodos comprensivos para hacer tamaños de conductos de surtido y de vuelta correctamente. Estos procedimientos se describen completamente en el Manual D, Diseño del Conducto, publicado por la Asociación de Contratistas de Aire Acondicionado (Air Conditioning Contractors Association). Desafortunadamente, pocas residencias tienen canalización diseñada basada en el Manual D. El diseño principal es determinar, generalmente por intuición, cuántos conductos de 6 pulgadas instalar en cada cuarto. El cuadro 8-11 muestra el tamaño del conducto que el Manual D especificaría para un hogar pequeño. El diseño es sumamente diferente del típico, el sistema de 6 pulgadas. La ventaja del diseño apropiado es que cada cuarto recibe el flujo de aire proporcionado a su carga de calefacción y de enfriamiento, y así se aumentan la comodidad y eficiencia totales. 7 Cuadra 8-11 Duct Design Using Manual D

14 Capítulo 8: El Diseño y el Sellado del Conducto 143 Resumen de la Canalización Tamaño Surtidor Número Las siguientes recomendaciones, aunque no son reemplazantes para un cálculo del Manual D, debieran mejorar el funcionamiento del sistema: Si dos cuartos tienen orientación, área de ventanas, y características de aislamiento similares, pero un cuarto está a una distancia considerablemente más lejana de la unidad de control de aire que otro, considerar aumentar el tamaño de la canalización que va al cuarto más lejano Los cuartos extras sobre garajes a menudo necesitan surtidos adicionales o más grandes; Los cuartos con áreas grandes de ventanas pueden necesitar un conducto de surtido adicional, sin importar el tamaño del cuarto; y Asimismo, los cuartos grandes con pocas ventanas, una pared expuesta al exterior, un piso bien aislado, y un espacio acondicionado arriba pueden necesitar solamente un pequeño conducto.

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