Cuando diseñamos instalaciones de extracción, ventilación o acondicionamiento de aire, necesitamos calcular las dimensiones de los conductos. Si se trata de instalaciones complejas, lo normal es utilizar software específico, pero para el caso de instalaciones sencillas, podemos resolver el problema con una hoja de cálculo. Veamos los fundamentos.
Es importante que para una instalación de A/A, ventilación o extracción sea correcta, que la distribución de aire se efectúe lo mas uniformemente posible, manteniendo en todos los lugares del local, ausencias de corrientes molestas.
En toda instalación de aire acondicionado con red de conductos, debemos tener en cuenta:
- La velocidad de salida de aire por las rejillas y difusores.
- Evitar los cambios bruscos de dirección y de velocidad.
- Contaminación del conducto durante el montaje.
Los parámetros a tener en cuenta en el cálculo de redes de conductos de climatización, ventilación y extracción son:
- Caudal (Q) Es el volumen de fluido que atraviesa una sección transversal determinada de un conducto por cada unidad de tiempo (m3/h).
- Sección (S) Es el área de la sección transversal del conducto (cm2 ó m2).
- Velocidad de circulación (v) Es la relación entre el caudal y la sección (m/s).
Si enlazamos estas tres variantes tenemos:
Datos previos: Caudal y velocidad
Para el cálculo de un conducto partimos de dos datos, caudal (Q), expresado en m3/h y velocidad (v), en m/s.
El caudal vendrá dado por la aplicación del conducto de aire de aire; si se trata de una máquina de aire de acondicionado o de una unidad de tratamiento de aire, dependerá de la potencia térmica a transportar.
La velocidad la escogemos nosotros, considerando que si elegimos una velocidad muy elevada el conducto hará mucho ruido, y si elegimos una velocidad muy baja, los conductos serán muy grandes, y por tanto más caros.
En la siguiente tabla, obtenida del libro de Carrier titulado Aire Acondicionado, tenemos una orientación de las velocidades a emplear en los conductos. En ventilación de aparcamientos o campanas extractoras acostumbramos a emplear velocidades entre 7 y 10 m/s, siendo conscientes de que a 8 m/s el conducto es sensiblemente ruidoso.
| Aplicación | Velocidad máxima (m/s) |
| Residencias | 3 |
| Apartamentos Dormitorios de hotel Habitaciones de hospital |
5 |
| Oficinas particulares Despachos Bibliotecas |
6 |
| Salas de cine y teatro Auditorios |
4 |
| Oficinas públicas Restaurantes Comercios Bancos |
7,5 |
| Comercios de categoría media Cafeterías |
9 |
| Locales industriales | 12,5 |
Cálculo de la sección
Una vez elegidos el caudal y la velocidad, calculamos la sección. Como el caudal suele venir expresado en m3/h y la velocidad en m/s, en la fórmula aparece el número 3600 que son los segundos que hay en una hora.
Siendo:
S: Sección (m2)
Q: Caudal (m3/h)
v: Velocidad (m/s)
Cálculo del diámetro en el caso de conductos circulares
Los conductos circulares tienen la ventaja de que a igual sección, provocan menos pérdida de presión por rozamiento, y por tanto requieren menos potencia en ventiladores. El inconveniente de los conductos circulares es que ocupan más espacio que los rectangulares.
Para calcular el diámetro, partimos de la sección del conducto, también llamada área, y despejamos el diámetro en la fórmula del área de la circunferencia:
Siendo:
D: Diámetro (m)
S: Sección (m2)
π: Número PI (constante matemática que vale aproximadamente 3,1416)
Cálculo de las dimensiones de un conducto rectangular
En el caso de los conductos rectangulares, uno de los lados no está determinado y debemos fijarlo nosotros. Es habitual emplear conductos rectangulares cuando estos deben discurrir horizontales, pegados al techo, o verticales por un patio o patinillo de pequeño tamaño.
Si fijamos el valor de uno de los lados, de longitud H, expresada en m, la longitud del otro lado la obtenemos con la fórmula siguiente:
Siendo:
W: Longitud de uno de los lados (m)
H: Longitud del otro lado (m)
S: Sección del conducto (m2)
Ejemplo de cálculo del diámetro de un conducto circular
Para terminar, por ejemplo obtenemos un caudal para una campana de extracción de 11.664 m3/h. El paso siguiente es fijar la velocidad, suponiendo que el ruido no fuese ningún problema, consideramos una velocidad de 8 m/s (restaurante).
Usando la fórmula de sección a partir del caudal y de la velocidad obtenemos:
Si optamos por un conducto circular, una vez calculada la sección, podemos obtener el diámetro con la siguiente ecuación:
Calculado el diámetro, debemos escoger entre los diámetros comerciales disponibles el que más se parezca, teniendo en cuenta que con un diámetro mayor tendríamos menor velocidad y que con un diámetro menor, mayor velocidad.
