Presión estática del conducto frente a la presión del aire ambiente

He leído que los controladores de aire generalmente tienen una clasificación de 0.5 iwc. Haciendo una conversión simple, esto da como resultado unos 125 Pa. ¿Esto se refiere a la presión del aire ambiente? Entonces, si tuviera un sensor de presión absoluta, supongo que el controlador de aire comenzaría a dañarse si la presión en los conductos fuera x + 125 Pa, ¿donde x es la presión del aire ambiental? Además, me parece extraño que la calificación sea para presión estática, en lugar de presión total. ¿La presión de la velocidad realmente no afecta la salud del controlador de aire?

Sin embargo, la pregunta principal que tengo es ¿cómo es posible que la presión estática del conducto pueda ser diferente de la presión del aire ambiente? Supongamos que mido la presión en el conducto, justo antes del registro y si el registro está abierto, entonces las presiones de aire a ambos lados del conducto deben ser iguales. Incluso si el registro está cerrado, a menos que haya un sello perfecto, el aire de un lado puede escapar al otro, por lo que la presión del aire también debe ser igual. Corrígeme si mi sentido común está completamente roto. ¿O se debe realizar la medición en la unidad de tratamiento de aire?

PD: cualquier otro recurso de HVAC sobre presión estática será muy apreciado

Cuando el sistema está encendido, sientes que sale aire de la caja registradora, ¿verdad? Ese es el aire que corre desde el interior del conducto, en un intento de equilibrar la presión.
Correcto, eso tiene sentido. Entonces, la presión estática cuando el sistema está encendido será >0 iwc; ¿Qué pasa cuando el sistema está apagado? 0 iwc? Mi primera impresión fue que esta diferencia de presión era presión de velocidad. Aunque definitivamente podría estar equivocado.
El aire siempre fluye de una región de mayor presión estática a una región de menor presión estática. La "presión de velocidad" es solo una forma creativa de contabilizar la energía cinética del gas cuando se hace un balance de energía (también conocido como la ecuación de Bernoulli). Por lo tanto, la presión estática en el conducto debe ser mayor que la presión estática en el exterior, o el aire no fluiría.

Respuestas (1)

Por lo general, se indica que el ventilador en un controlador de aire tiene un caudal a una presión estática dada (por ejemplo, página 7 de las especificaciones del controlador de aire Lennox CBX25UH aquí ). En mi experiencia, casi todas las presiones en HVACR se expresan en términos de presión manométrica; como sospechaba, 0.5 in wc es una presión manométrica (generalmente indicada como wg). Algunos caudales de los ventiladores se expresan en términos de presión estática total, donde el evaporador, el núcleo del calentador, el filtro, la pérdida por fricción del conducto, la caída de presión del difusor, etc. contribuyen y deben tenerse en cuenta al dimensionar el paquete del ventilador.

Cuanto mayor sea la presión estática externa, menor será la tasa de flujo de aire; la presión del sistema es una medida de la resistencia al flujo creado por el ventilador. Para la presión estática externa, los principales contribuyentes son la pérdida por fricción en el conducto y en el difusor. CaptiveAire (un fabricante de campanas extractoras) tiene aquí una buena explicación de la presión total, estática y de velocidad . El manual de fundamentos de ASHRAE también tiene una sección extensa sobre conductos, pero desafortunadamente no está disponible gratuitamente en línea; es posible que pueda encontrar una copia en su biblioteca local o una versión anterior en una librería de descuento (el capítulo sobre conductos no ha cambiado). mucho para este propósito).

El ventilador crea una región de baja presión en un lado (retorno) y una región de alta presión en el otro (suministro). Si tiene una presión estática muy grande (es decir, alta fricción), tendrá una presión de velocidad resultante baja y una tasa de flujo de aire resultante baja. Para simplificar el diseño, los fabricantes establecen la capacidad del ventilador para superar una presión estática determinada con un caudal resultante. A menos que su presión estática sea tan grande que el ventilador se detenga o funcione fuera de su región estable (consulte esta página sobre las curvas del ventilador), no dañará el controlador de aire, pero reducirá la velocidad del flujo de aire y desperdiciará energía.

Suponiendo que está utilizando un dispositivo que puede medir la presión estática y dinámica/velocidad (p. ej., tubo de Pitot), idealmente tendrá una presión total constante en todas las partes del sistema (este concepto es parte del principio de Bernoulli, la caída de presión debido a la fricción representa una pérdida de energía y se agrega a un lado de la ecuación cuando se comparan dos estados). En su escenario, el difusor representa una obstrucción al flujo, por lo que tendrá una presión estática más alta y una presión de velocidad más baja antes del difusor. La región exterior del difusor tiene una presión más baja en relación con el conducto, por lo que la energía representada por el componente de presión estática se convierte en parte del componente de velocidad, lo que da como resultado una mayor velocidad del fluido. Si cerrara todos los difusores, crearía una presión estática muy grande en el lado de suministro del sistema y reduciría el caudal. Puede medir la presión en cualquier punto del sistema y obtendrá la misma presión total (menos la pérdida de energía debido a la fricción). Inmediatamente en el lado de suministro del controlador de aire,

Para fines de diagnóstico, puede ser útil medir la presión a lo largo del lado del suministro para determinar si tiene una pérdida excesiva por fricción o, más comúnmente, una fuga en el conducto.

Gracias, el enlace de CaptiveAire tuvo una buena introducción. Entonces, corríjame si me equivoco, pero si cerró todos los difusores, la presión medida podría ser la misma que si todos estuvieran abiertos, ya que el aumento de la presión estática se compensa con la disminución de la presión dinámica (ya que la velocidad disminuye). Entonces, ¿cuál es la mejor manera de detectar una alta presión estática en los conductos? ¿Orientar el sensor de presión tangencial al flujo de aire? Independientemente, gracias por la respuesta, Ryan.
@ rith87 Tiene razón: la presión estática se mide tangencialmente a la dirección del flujo de aire. Un transductor de presión estándar montado perpendicularmente al conducto mediría la presión estática en el conducto. Un tubo pitot estático puede medir simultáneamente la presión de estancamiento y la presión estática y se utiliza para derivar la presión dinámica.
(continuación) Ya sea que los difusores estén abiertos o cerrados, la presión total es la misma en un solo punto (porque el "contenido de energía" del fluido es el mismo), pero con todos los difusores abiertos, el componente estático es menor mientras que la dinámica es mayor.
Gracias por las respuestas súper rápidas. ¿Un transductor de presión estándar? ¿Cuál crees que es la precisión que necesito? 1 Pa, 10 Pa? ¿Cuál es la mejor manera de calcular este valor? ¿Estimación de la energía cinética del aire en los conductos?
¿La presión total es la misma en un solo punto, sin importar si los difusores están abiertos o cerrados? No estoy seguro si estoy de acuerdo. Por ejemplo, si todos los registros están cerrados, entonces el componente dinámico es 0 y el componente estático variará según el tiempo que esté funcionando el controlador de aire. ¿Estoy teniendo sentido?
La presión estática se estabilizará en el conducto segundos después de que se encienda el controlador de aire. No debe variar con el tiempo excepto en circunstancias extraordinarias.
Volviendo al enlace de la curva del ventilador desde arriba, el ventilador solo puede proporcionar un flujo de aire específico a una presión estática dada (léase de otra manera, a un caudal específico, el ventilador es capaz de superar una cierta presión estática). Como mencionó Joel, la presión se estabilizará casi de inmediato. Esto ocurre en algún lugar a lo largo de la curva del ventilador según la presión del sistema (presión estática interna y externa). En la práctica, la fuga típica del 10-20 % en los conductos mantendrá el ventilador funcionando en una parte estable de su curva porque nunca tendrá un sistema realmente cerrado.
En la selección del sensor: elija uno que tenga el rango y la precisión que necesita. 1 en wc es aproximadamente 250 Pa; si el ventilador de suministro es capaz de suministrar una presión estática externa de 0,5 pulgadas wc, un sensor con un rango máximo de 0-250 Pa (o incluso 0-500 Pa, 2 pulgadas wc probablemente esté más allá del límite de funcionamiento normal de un ventilador residencial) funcionaría, aunque algo de esto dependerá de cómo esté tomando la medida (¿analógica 0-5V/4-20mA? ¿SPI/I2C?).
@RyanSmith: Estoy considerando la BMP180 y la LPS25H; ambos tienen ruido del orden de Pa y ambos exponen una interfaz I2C. Sus rangos de operación están bien, 300 - 1100 hPa y 260 - 1260 hPa respectivamente. Supongo que mi pregunta principal aquí es cuál es la diferencia en la presión estática cuando el sistema está encendido, con registros cerrados frente a registros abiertos. O cuando el sistema está encendido o apagado. ¿Espera que sea algo del orden de 0,1 Pa, 1 Pa o 10 Pa?
@rith87: Anticiparía que su rango operativo estaría en el rango de 0.1-2 in wc (25-500 Pa), siendo 2 in wc/500 Pa el extremo superior (me sorprendería si la unidad fuera capaz de operando con ese tipo de estática) y 1 en wc/250 Pa siendo el extremo superior más probable con el sistema cerrado. Anticiparía una variación normal entre 50 y 150 Pa, dependiendo de cuántos difusores/compuertas haya cerrado.
Presión estática del conducto frente a la presión del aire ambiente
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