Dimensiona ductos HVAC redondos y rectangulares con los métodos ASHRAE de fricción igual o de velocidad — diámetro mínimo, verificación de velocidad y caída de presión.
Add rooms or zones to size all supply runs at once. Inherits friction rate and material from the Calculator tab.
Minimum round duct diameter at your selected friction rate, across a range of airflows. The current CFM is highlighted.
Velocity for your CFM at different round duct sizes. The colored band shows the acceptable velocity range for your duct segment type.
Design velocities and friction rates per ASHRAE Handbook of Fundamentals and SMACNA HVAC Duct Construction Standards.
Minimum round duct diameter for standard friction rate. Sheet metal, standard air at 68°F.
Formulas follow ASHRAE Handbook of Fundamentals (Chapter 21: Duct Design) and SMACNA HVAC Duct Construction Standards. Velocity limits and friction rates are per ACCA Manual D residential duct guidelines. Standard round sizes follow SMACNA/ANSI/ASHRAE published tables.
Disclaimer: For preliminary sizing only. All duct installations must comply with local mechanical codes and be validated by a licensed HVAC contractor or Professional Engineer (PE).
Ingresa el flujo de aire requerido en CFM de un cálculo de carga Manual J, o estímalo usando la regla de 400 CFM por tonelada de enfriamiento para un dimensionamiento preliminar.
Selecciona ducto troncal si este segmento transporta el flujo de aire total del sistema desde el manejador de aire, o ducto derivado si sirve solo a una habitación o zona.
Ingresa tu tasa de fricción de diseño en pulgadas de columna de agua por cada 100 pies — 0.10 in.wg/100ft es el estándar ASHRAE para la mayoría de los ductos residenciales.
Elige lámina de metal galvanizada lisa como referencia, ducto flexible si los tramos son cortos y están completamente extendidos, o tablero de ducto para aplicaciones sobre el cielorraso.
Redondea hacia arriba al siguiente diámetro de ducto estándar — nunca reduzcas por debajo del mínimo calculado, ya que el subdimensionamiento aumenta la presión estática y deja sin flujo de aire a las habitaciones.
CFM = BTU/h ÷ (1.08 × ΔT) BTU/h = carga de diseño de la habitación o zona del Manual J; 1.08 es una constante de conversión para la densidad estándar del aire; ΔT = diferencia de temperatura entre el aire de suministro y el punto de ajuste de la habitación (típicamente 18–22°F para enfriamiento).
D = (0.109 × Q^1.9 ÷ ΔP)^(1/5.02) D = diámetro de ducto redondo requerido en pulgadas; Q = flujo de aire en CFM; ΔP = tasa de fricción de diseño en in.wg por cada 100 ft; esta es la derivación de Darcy-Weisbach para ductos redondos.
Deq = 1.3 × (a × b)^0.625 ÷ (a + b)^0.25 a y b = dimensiones del ducto rectangular en pulgadas; Deq = diámetro de ducto redondo con caída de presión equivalente al mismo CFM, usado para convertir entre formas de ducto.
Mike está dimensionando un ducto derivado para un dormitorio de 200 sq ft en un sistema residencial de 3 toneladas (1,200 CFM).
A 120 CFM con una tasa de fricción de 0.10, la fórmula de fricción igual arroja un diámetro requerido de unas 6 pulgadas — Mike debería pedir ducto redondo de 6 pulgadas o un equivalente rectangular de 6×4 para este tramo derivado.
Jessica está dimensionando el troncal de suministro principal para un sistema de 4 toneladas que sirve a una vivienda de 2,000 sq ft a 1,600 CFM en total.
Un troncal de 1,600 CFM a 0.10 in.wg requiere aproximadamente un ducto redondo de 16 pulgadas o un equivalente rectangular de 14×10 — Jessica debería verificar que esto encaje en el espacio de las viguetas de su ático antes de comprar la lámina de metal y los soportes.
Los ductos subdimensionados ahogan el flujo de aire y causan temperaturas desiguales en toda la casa; los ductos sobredimensionados desperdician material y pueden generar ruido por el aire de baja velocidad. Acertar con los tamaños de ducto comienza por entender los requisitos de CFM y aplicar correctamente el método de dimensionamiento por fricción igual.
Cada habitación en un sistema HVAC de aire forzado necesita un CFM de suministro específico para cumplir con su carga de calefacción y enfriamiento. La forma precisa de hallarlo es un cálculo de carga residencial Manual J, que considera el tamaño de la habitación, los niveles de aislamiento, el área y la orientación de las ventanas, la tasa de infiltración y las temperaturas de diseño locales. Muchos contratistas de HVAC omiten el Manual J y usan reglas generales — la más común es 400 CFM por tonelada de capacidad total del sistema, dividida proporcionalmente entre las habitaciones por pies cuadrados. Este método aproximado funciona razonablemente bien para casas sencillas, pero se queda corto en edificios de alto rendimiento, casas con exposiciones de ventana inusuales o espacios con altas cargas de calor interno como salas de cine en casa o cocinas. Si estás dimensionando ductos de construcción nueva, invierte en un Manual J apropiado — herramientas de software gratuitas como wrightsoft o las hojas de cálculo aprobadas por ACCA lo hacen accesible incluso para contratistas de diseño y construcción. Para trabajo diagnóstico en sistemas existentes, mide el CFM real en cada rejilla usando una campana de flujo o una prueba de panel de presión para identificar áreas problemáticas antes de redimensionar los ductos.
El método de fricción igual, publicado por ASHRAE, es el enfoque estándar para el dimensionamiento de ductos residenciales. El principio es directo: dimensiona cada sección de ducto de modo que la pérdida de fricción por cada 100 pies lineales sea la misma en todo el sistema. Esto distribuye la resistencia de manera uniforme para que todas las derivaciones vean aproximadamente la misma caída de presión, minimizando la necesidad de compuertas de equilibrio. La tasa de fricción de diseño estándar para trabajo residencial es de 0.10 pulgadas de columna de agua por cada 100 pies. En sistemas donde el funcionamiento silencioso es crítico — estudios de grabación, dormitorios en casas personalizadas de alta gama — bajar a 0.08 reduce la velocidad del aire y el ruido. En cuartos mecánicos estrechos donde ahorrar espacio de ducto es la prioridad, a veces se usa 0.12, pero esto eleva la presión estática del sistema y puede requerir un manejador de aire más grande o potente. Después de dimensionar con fricción igual, siempre verifica las velocidades resultantes: los troncales de suministro por encima de 900 FPM y las derivaciones por encima de 700 FPM tienden a generar turbulencia audible en rejillas y accesorios, y debe seleccionarse el siguiente tamaño de ducto estándar mayor.
El ducto flexible — revestimiento interior corrugado, envoltura de aislamiento y chaqueta exterior — se usa ampliamente para tramos derivados en construcción residencial porque es económico, rápido de instalar y no requiere fabricación de lámina de metal. Su mayor desventaja es la fricción: completamente extendido y recto, el ducto flexible tiene alrededor de 1.5 veces la fricción de la lámina de metal lisa al mismo diámetro. El ducto flexible comprimido o doblado es dramáticamente peor — una curva de 90 grados en ducto flexible puede tener la fricción equivalente de 10–20 pies de lámina de metal recta. Los códigos de energía en la mayoría de los estados ahora limitan los tramos de ducto flexible a un máximo de 14 pies para controlar las pérdidas de presión. Los ductos troncales principales siempre deben usar lámina de metal rígida o tablero de ducto; el ducto flexible solo es apropiado para la conexión final entre las derivaciones del troncal y las rejillas. Al reemplazar un sistema existente en un ático, inspecciona todos los tramos de ducto flexible en busca de compresión, curvas pronunciadas y secciones desconectadas — estas están entre las causas más comunes de mal flujo de aire a habitaciones específicas y son económicas de corregir durante el reemplazo del equipo.
Los ductos redondos son más eficientes aerodinámicamente que los rectangulares a la misma área de sección transversal — tienen menor fricción por unidad de flujo de aire y son más fáciles de sellar con mástique. Los ductos rectangulares se prefieren cuando hay que encajar entre viguetas de piso, dentro de cavidades de pared, o en cualquier espacio donde la altura está restringida. La fórmula de diámetro equivalente convierte entre ductos rectangulares y redondos para que puedas seleccionar el tamaño rectangular correcto que coincida con una especificación de ducto redondo. Un ducto rectangular de 12×8 tiene un diámetro equivalente de unas 10.5 pulgadas para cálculos de caída de presión. Al diseñar un sistema, usa redondo donde el espacio lo permita y rectangular solo donde la geometría lo requiera. Los ductos rectangulares son más propensos a fugas en las costuras y requieren la aplicación cuidadosa de mástique de ducto o cinta listada por UL en todas las juntas. Evita usar la cinta de ducto de tela gris estándar — falla con el tiempo debido al ciclado térmico y no está aprobada para el sellado de ductos de aire bajo los requisitos de SMACNA o el código de energía de edificios.
Incluso los ductos perfectamente dimensionados ofrecen un mal rendimiento si tienen fugas. La EPA estima que los sistemas de ductos residenciales típicos pierden entre 20% y 30% del flujo de aire por fugas, lo que se traduce directamente en facturas de energía más altas y menor confort. Las fugas de ducto se miden con una prueba de duct blaster que presuriza el sistema de ductos y mide el flujo de aire a la presión de referencia — el resultado se expresa como CFM25 por cada 100 sq ft de área de piso acondicionada. La construcción nueva ENERGY STAR requiere fugas totales iguales o menores a 4 CFM25 por cada 100 sq ft. Todas las conexiones de ducto deben sellarse con mástique de ducto o cinta aprobada por UL 181 aplicada a toda la costura, no solo dada en las esquinas. Se deben instalar tornillos de lámina de metal en cada accesorio deslizante antes de aplicar el mástique. Para proyectos de modernización, sellar las conexiones de ducto accesibles en el ático o el espacio de acceso antes del reemplazo del equipo puede mejorar el rendimiento del sistema tanto como actualizar a una unidad de mayor eficiencia, a una fracción del costo.
El CFM por habitación proviene de un cálculo de carga Manual J que considera el tamaño de la habitación, el aislamiento, las ventanas y el clima local. Como estimación preliminar aproximada, asigna el flujo de aire proporcionalmente por pies cuadrados a partir del tonelaje total del sistema (1 tonelada ≈ 400 CFM).
El método de fricción igual dimensiona cada sección de ducto a la misma tasa de fricción por cada 100 pies, lo que ayuda a equilibrar el flujo de aire sin compuertas y es el estándar ASHRAE para trabajo residencial. El método de velocidad dimensiona a una velocidad de aire objetivo, que es más simple pero puede resultar en sistemas desequilibrados que necesitan compuertas extensas.
El ducto flexible tiene aproximadamente 1.5 veces la fricción de la lámina de metal lisa cuando está completamente extendido, y el flexible comprimido o doblado puede ser 3 veces peor. Los ductos troncales principales y los tramos largos deben usar lámina de metal rígida; el ducto flexible solo es aceptable para conexiones finales cortas a rejillas de menos de 14 pies.
Sí — usa la fórmula de diámetro equivalente para convertir entre formas, ya que un ducto rectangular de 12×8 tiene aproximadamente la misma caída de presión que un ducto redondo de 10.5 pulgadas al mismo CFM. Elige redondo donde el espacio lo permita para menor fricción, y rectangular solo donde la geometría lo requiera.
La alta velocidad de ducto crea ruido audible de aire rugiente en las rejillas y aumenta la caída de presión de forma no lineal, ya que la pérdida de presión es proporcional al cuadrado de la velocidad. Las derivaciones de suministro por encima de 700–900 FPM a menudo serán perceptibles para los ocupantes, así que siempre selecciona el siguiente tamaño estándar mayor si la velocidad supera lo recomendado.