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Cómo elegir los mejores componentes para su sistema HVAC doméstico

Cómo elegir los mejores componentes para su sistema HVAC doméstico

¿Qué tamaño de aire acondicionado necesita?

Al diseñar un sistema HVAC, la primera pregunta que debe responderse es ¿cuántas toneladas de aire acondicionado necesita la casa? Por supuesto, se deben responder otras preguntas, pero primero, debe determinar el tamaño óptimo de la unidad de aire acondicionado.

En este artículo, analizaremos el diseño del sistema HVAC en el contexto de la construcción de una nueva casa. Sin embargo, los principios de la información aquí también se aplican a las casas antiguas. La principal diferencia es que probablemente no cambiará todos sus conductos cuando reemplace un sistema antiguo. En muchos casos, se adaptará a los conductos existentes para la nueva unidad, y aunque esto puede limitar el rendimiento de su nuevo sistema en algunos casos, simplemente no es sensato destrozar toda su casa para actualizar sus conductos para que se adapten a un sistema moderno. , particularmente en una casa de dos pisos.

Sí, la desafortunada verdad es que en las casas más antiguas, los conductos suelen ser básicos y solo están destinados a dirigir el aire a diferentes habitaciones. Las casas más antiguas que usaban calor por gravedad no tenían que preocuparse por el aire acondicionado o las presiones estáticas porque, bueno, aún no se habían inventado o implementado.

Cómo elegir el aire acondicionado del tamaño adecuado

Hay bastantes preguntas que deben responderse para resolver esto:

  • ¿Cuántos pies cuadrados tiene la casa?
  • ¿Cuántas puertas y ventanas hay?
  • ¿Qué tipo de materiales se utilizaron para construir la casa? (Aislamiento, ventanas, etc.) Nota: La composición de su hogar tiene un gran impacto en el funcionamiento de su sistema HVAC. Es una especie de "No culpes al coche si los neumáticos están mal".

Solía ​​ser que se hacía un "manual J" (cálculo matemático de carga) para averiguar cuántas toneladas de aire necesitaría, pero todo lo que necesita es un cálculo aproximado. Digamos que hice una J manual y decidí que necesitas 3.286 toneladas de aire, pero no hacen una unidad de 3.286 toneladas, por lo que obtienes 3 toneladas. En otras palabras, una estimación aproximada habría estado bien.

Los pies cuadrados se han convertido en la pregunta más importante, y con los años de experiencia en la construcción de viviendas en mi haber, sé qué tamaño necesita. Una casa recién construida con materiales aislantes decentes necesitará aproximadamente 1 tonelada de aire acondicionado por cada 600 pies cuadrados. Esto subirá y bajará un poco según lo bien aislada o sellada que esté su casa.

Comenzamos aquí con el aire acondicionado porque la refrigeración es la parte más difícil de controlar el entorno de nuestra casa y es mucho más delicada en su funcionamiento en comparación con otras partes del sistema. El aire frío también es más difícil de mover y también se convertirá en un factor importante en el tamaño de nuestro conducto.

Una última nota sobre nuestro acondicionador de aire antes de pasar a nuestro horno es que cuanto más cerca estemos de nuestro condensador de aire acondicionado (unidad exterior) cerca de nuestro horno, mejor funcionará. Esto también es cierto de su proximidad a nuestro cuadro eléctrico, si es posible. Nos gustaría tener la unidad de A / C cerca tanto del horno como del panel eléctrico, pero si no puede tener ambos, la prioridad del horno es lo más importante.

Regla general al dimensionar un aire acondicionado

Cuando la llamada está en el límite de qué unidad de tamaño usar, siempre elija la más pequeña. Una unidad más grande enfriará la casa más rápido pero no la deshumidificará correctamente. La deshumidificación es muy importante cuando se habla del rendimiento del aire acondicionado.

Elegir un tamaño de horno

El tamaño del horno (o BTU) se elegirá en función de la misma información que utilizó para elegir sus requisitos de A / C, pero también es muy importante considerar el potencial del ventilador del horno. El ventilador debe poder empujar suficiente aire para ayudar adecuadamente al acondicionador de aire. En este caso, la regla general es que se necesitan 400 CFM (pies cúbicos por minuto) por tonelada de aire acondicionado.

Hablamos de ubicar su unidad de A / C lo más cerca posible de su horno. Además, trate de ubicar su horno en el centro de su hogar. Esto no solo ayudará a brindarle más opciones para la ubicación del aire acondicionado, sino que también dispersará de manera más uniforme el aire suministrado por el horno. Esto, a su vez, ayudará a mantener la casa a una temperatura más uniforme en todo momento.

Un último elemento a considerar con la ubicación del horno es dónde ventilará la chimenea. Con unidades de menor eficiencia, querrá estar cerca de la "persecución" o espacio enmarcado donde la chimenea correrá a través de la casa. Las unidades de mayor eficiencia se ventilarán por el costado de la casa y, por lo tanto, le darán menos limitaciones en la ubicación del horno.

Examen

Para cada pregunta, elija la mejor respuesta. La clave de respuestas está a continuación.

  1. Aproximadamente, ¿cuántos pies cuadrados calentará 1 BTU?
    • 50 - 60
    • 60 - 100
    • 100 - 200
  2. ¿Qué significa BTU?
    • Unidad de terminación presupuestaria
    • Unidad Térmica Británica
    • Trae el paraguas
  3. ¿Aproximadamente cuántos BTU se suministran por puerto de quemador?
    • 10,000
    • 25,000
    • 50,000

Clave de respuesta

  1. 50 - 60
  2. Unidad Térmica Británica
  3. 25,000

Dónde colocar su termostato

La ubicación del termostato no requiere tanto pensamiento como el resto de su sistema. Aquí hay algunas reglas a seguir al elegir esta ubicación:

  • Ubique la estadística en el centro de la casa si es posible.
  • No lo coloque en una pared donde estará constantemente expuesto a la luz solar.
  • No lo coloque en una habitación cerrada.
  • Coloque el termostato aproximadamente a 5 pies del piso.
  • No lo coloque directamente sobre una ventilación de suministro de aire.

Al instalar el cable del termostato para un sistema de calefacción y refrigeración, necesitará al menos un cable de 4 cables de bajo voltaje. Necesita al menos 4 cables para operar el sistema. Personalmente, sugiero utilizar 8 cables, ya que se trata de una instalación bastante permanente y con el avance de la tecnología HVAC, los cables adicionales se pueden usar potencialmente para controlar "complementos" que puede optar por usar más adelante.

Este es un pleno en "T" porque el calefactor se encuentra en el centro de la casa y el aire deberá ir en 2 direcciones desde aquí.

Los conductos son muy importantes para el rendimiento del sistema HVAC

El tamaño adecuado de los conductos tiene mucho que ver con el rendimiento de su sistema HVAC. A menudo, cuando las personas se quejan de tener habitaciones o áreas de su hogar más frías, es el resultado de un tamaño inadecuado de los conductos o de la colocación de registros.

Un duct-u-lator se usa a menudo para dimensionar el ducto en estos días, aunque existe lo que se llama una fórmula manual "D" para hacer esto también. Para dimensionar correctamente el conducto, debemos comenzar con el plenum; los conductos instalados directamente en la parte superior del horno y la bobina. Debe tener el tamaño adecuado para manejar la cantidad total de aire que produce el horno. A partir de ahí, decidimos cuánto va en una dirección y cuánto va en la otra.

Las primeras 2 piezas del conducto de suministro horizontal ahora se dimensionarán para manejar esa cantidad de flujo de aire. A medida que se retiren los recorridos de suministro de esta línea troncal principal, deduciremos la cantidad de aire que sale de la troncal y reduciremos el tamaño de la línea troncal para transportar el resto. Esta contracción del conducto a medida que avanza por la línea ayuda a mantener la cantidad adecuada de presión y velocidad de aire hasta que finalmente llegamos al final del conducto donde se dimensionará para contener el aire que quede.

El conducto de retorno funciona igual; sin embargo, el último trozo de conducto es el que se encuentra cerca del horno, ya que aquí es donde el aire finalmente regresa a la unidad. Esta última pieza a menudo se denomina colector y debe poder manejar la cantidad total de aire que regresa a la unidad. El conducto volverá a encogerse a medida que se aleja de la unidad, pero en este caso, se debe a que está acumulando más y más aire a medida que regresa a la unidad, en contraposición al suministro que está cediendo aire cuando sale de la unidad.

NOTA: La mayoría de los tramos de suministro se agotarán hasta el registro en tuberías de 6 ". Algunas habitaciones más grandes pueden utilizar tuberías de 7". En cuanto a los recorridos de aire de retorno, es común que todo el espacio de la vigueta que viene del registro de retorno al conducto esté sellado para transportar la mayor cantidad de aire posible. "Nunca se puede tener demasiado aire de retorno", pueden decir algunos, y esto ayuda a que la unidad funcione más silenciosamente y con más facilidad.

Consejo de HVAC

Si su red de conductos hace un "¡BANG!" ruido cuando se enciende el horno, a menudo se debe a que el conducto de retorno es demasiado pequeño y "latas de aceite". Es decir, está succionado y hace un ruido explosivo como si alguien hubiera golpeado el conducto. Agregar soporte al conducto donde se enlata el aceite es una solución simple, sin embargo, agregar más registros de aire de retorno es mejor para el ventilador del horno.

Ejemplo de matemáticas de dimensionamiento de conductos

Supongamos que tiene un motor de ventilador de 2,000 (5 toneladas) CFM y el sistema tiene 10 ciclos de calor que salen de la unidad en cada sentido. Necesitará 1000 CFM en cada sentido para un flujo uniforme y 1000 CFM significarán que cada corrida obtendrá 100 CFM. Nuevamente, este es un ejemplo, pero vayamos con un conducto de 20 "x 8" en cada sentido. En los primeros 8 pies. del conducto que toma, recorridos de suministro de 4–6 ", cada uno de los cuales suministra 100 CFM.

Ahora, en lugar de necesitar que su conducto lleve 1000 CFM, solo necesita que lleve 700, por lo que lo reducimos al tamaño adecuado para mantener el flujo de aire. Seguiría haciendo esto a medida que avanza en la línea hasta que se hayan alimentado todas las corridas de suministro. El mismo tren de pensamiento se aplicaría a los conductos de aire de retorno, sin embargo, estaría buscando extraer alrededor de 200 CFM por retorno. Estos son números redondos fáciles y agradables, pero la verdad es que si solo tuviera 20 corridas de suministro, es probable que su ventilador de 2,000 CFM sea demasiado grande y no funcione tan bien como podría.

Dónde ubicar los registros de suministro y devolución

Elegir la ubicación correcta para sus registros es importante para determinar qué tan bien calienta y enfría su hogar de manera uniforme. También es importante para sus facturas de energía.

No es una buena idea colocar cajas registradoras de suministros en el medio de una habitación, aunque las encontrará a menudo en casas antiguas. Ahora, en defensa de nuestros predecesores, trabajaban con calor por gravedad en lugar de aire forzado, pero este diseño permite que el frío o el calor penetren demasiado en nuestros hogares antes de ser confrontados. Los registros deben colocarse estratégicamente alrededor del perímetro de las habitaciones de nuestros hogares. Debajo de las ventanas, al lado de las puertas, etc ... esto es para evitar que los elementos pasen mucho más allá de nuestras paredes exteriores y atacar en los puntos más fríos de esas paredes exteriores. Otro beneficio adicional de esta ubicación es que es menos probable que se cubra con muebles y cosas así.

En cuanto a nuestros registros de aire de retorno, es mejor colocarlos en las paredes interiores lo más lejos posible de nuestros suministros para ayudar a extraer el aire suministrado a través de la habitación. De nuevo, es importante intentar colocarlos donde no se cubran. Como mencioné anteriormente, nunca se puede tener demasiado aire de retorno, y cuando los ahogamos, privamos de aire al ventilador de nuestro horno. Piense en su horno como un pulmón, solo que puede inhalar y exhalar al mismo tiempo. No podemos hacer eso y su fan no puede hacerlo por separado. Trate de exhalar durante un período de tiempo prolongado sin traer aire de vuelta ... no funciona demasiado bien, ¿verdad? Esto es lo que siente el ventilador si no aspira aire y, con el tiempo, se sobrecalentará, trabajará demasiado y, en última instancia, se romperá.

NOTA: Aquí es también donde entra nuestro filtro de horno. Puede tener todo el aire de retorno del mundo, pero si su filtro está obstruido, no significa nada porque el ventilador no puede extraer aire de ellos a través de un filtro obstruido.

¿Está listo para diseñar el sistema HVAC de su hogar?

De acuerdo, dudo mucho que alguien se siente con la esposa y los niños para elaborar una "J" manual o calcular los números para sus necesidades exactas de BTU, pero espero que si está considerando construir una casa o tener un nuevo sistema instalado en su hogar existente, esta información será útil. El conocimiento es poder, y si sabe lo más mínimo sobre los principios de HVAC, se sentirá más seguro en las decisiones que tome y con la certeza de que sus ojos no tienen problemas al tratar con contratistas.

¡Feliz propietario de una casa!

Preguntas y respuestas

Pregunta: ¿Puedo colocar un registro para un sistema HVAC en una pared interior de mi habitación?

Responder: Sí tu puedes. Lo ideal sería que lo quisiera en la pared exterior, pero a veces eso no es posible.

Pregunta: ¿Está bien ejecutar el pleno desde el controlador de aire hasta el ático?

Responder: Sí, sin embargo, cualquier cosa en el ático debe estar envuelta en un aislamiento con respaldo de aluminio y desea asegurarse de que el soplador tenga suficiente potencia para superar el recorrido vertical si va a recorrer un largo camino.

© 2012 Dan Reed

David desde Idaho el 13 de julio de 2012:

Veo un montón de sistemas diseñados comercialmente durante mi trabajo diario, pero no sabía cómo se calculaba el tonelaje.

Si alguien tiene alguna pregunta sobre un sistema HVAC, debe leer esto.

Votado y útil.

Nettlemere de Burnley, Lancashire, Reino Unido, el 5 de julio de 2012:

Increíblemente minucioso, pero también lo ha hecho accesible para los principiantes. ¡Deseo que venga y arregle el aire acondicionado en mi lugar de trabajo!

Melissa Flagg COA OSC desde la zona rural de Florida central el 5 de julio de 2012:

lol esto es cierto! De hecho, me sorprendió cuando miré por la rejilla de ventilación y vi madera en lugar del metal brillante estándar. Hasta que me mudé a esta casa, nunca había oído hablar de algo así. La casa de mis padres fue construida en 1969 y no tenía conductos de madera. ¡Este fue construido en 1977! lol El hombre de los 70 ....: D

Dan Reed (autor) el 05 de julio de 2012:

¡Gracias DOM! No puedo decir que haya visto muchos conductos de madera en mis días. ¿He visto que la estructura de madera se usa para contener aire pero no un conducto de madera? Eso es interesante. Realmente, limpiar no sería muy diferente dependiendo de cómo esté instalado. ¡Donde hay voluntad, hay alguien lo suficientemente terco como para tratar de encontrar una manera!

Melissa Flagg COA OSC desde la zona rural de Florida central el 5 de julio de 2012:

Me encantan tus hubs Cre8tor! Me preguntaba por qué mi casa de 30 años tiene conductos de madera. ¡Asumo que la madera no es muy eficiente energéticamente! Apuesto a que limpiar el conducto de madera también sería un dolor de cabeza ... ¡¡Aprendí bastante de este !!

Dan Reed (autor) el 05 de julio de 2012:

Gracias Marcy. Tengo algunos consejos sobre formas de ayudar con esos problemas y de hecho les escribiré un centro sobre ellos en un futuro muy cercano, ya que sería mucho para escribir aquí.

Recomiendo limpiar los conductos, especialmente en una casa recién construida. Hay mucho polvo en la construcción de viviendas y gran parte se acumula en los conductos. He escrito un centro sobre esto para ofrecer algunas formas de hacerlo tú mismo y dónde enfocar nuestra atención, ya que gran parte del polvo se acumulará en ciertos lugares que generalmente son bastante fáciles de alcanzar.

Marcy Goodfleisch del Planeta Tierra el 5 de julio de 2012:

¡Aprendi mucho de esto! Los sistemas HVAC son muy confusos (y, sin embargo, son una parte tan integral de muchos hogares que no pensamos en ellos ni intentamos entenderlos). Me interesaría sus pensamientos sobre cómo enfriar de manera eficiente una casa con techos altos (o para el caso, calentarla cuando sube el aire caliente). Además, ¿recomienda limpiar los conductos? Mucho que aprender. .

¡Gracias por compartir su experiencia!

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