CALCULOYSELECCION

ISTITUTO POLITÉCICO ACIOAL
ESCUELA SUPERIOR DE IGEIERÍA
MECÁICA Y ELÉCTRICA
UIDAD PROFESIOAL AZCAPOTZALCO
“CÁLCULO Y SELECCIÓ DEL EQUIPO
DE U SISTEMA DE AIRE
ACODICIOADO PARA U TEATRO E
PUERTO VALLARTA, JALISCO”
T E S I S
QUE PARA OBTEER EL TÍTULO DE:
IGEIERO MECÁICO
P R E S E T A :
TREJO GARCÍA PEDRO MAUEL
REYES ABUDIS HUMBERTO
ASESOR:
IG. ALFOSO HERÁDEZ ZÚÑIGA
MEXICO, D.F.
2009
0
1
AGRADECIMIENTOS
AGRADEZCO:
A DIOS
Por su amor y bendiciones en mi vida.
A MI MAMÁ
Por que desde pequeño ella ha sido para mi un gran y maravilloso
ejemplo y que siempre le estaré agradecido por su dedicación,
sacrificios y esfuerzos realizados para que yo pudiera culminar
una de mis grandes metas.
Quien con su confianza, cariño y apoyo sin escatimar
esfuerzo alguno, me ha convertido en una persona de
provecho y por enseñarme a luchar por lo que se quiere…
Mi triunfo es tuyo.
A MI PAPÁ
A quien al término de esta etapa de mi vida
quiero expresar un profundo agradecimiento por su
ayuda, apoyo, comprensión y por alentarme a lograr esta
hermosa realidad.
Por la infinita paciencia y aliento que me ha brindado
en todo momento, y para el cual no existe palabra
alguna que exprese lo que él significa en mi vida.
Gracias por lo que hemos logrado.
A MIS HERMANOS
Quienes me brindaron parte de su tiempo animándome
a seguir adelante, estando conmigo en momentos difíciles
y en especial por su cariño y completa confianza puesta en mi.
Por esto y mas gracias…
Trejo García Pedro Manuel
2
AGRADECIMIENTOS
AGRADEZCO:
A MI FAMILIA
Mi papa y mama: (Ciro y Alberta)
Quienes con su confianza, cariño y apoyo han sacrificado gran parte de su vida
para formarme y educarme, ayudándome al logro de una meta más; mi carrera
profesional.
Por compartir tristezas, alegrías, éxitos y fracasos
Por todos los detalles que me han brindado durante mi vida y por hacer de ella lo
que soy ahora.
A mi hermano: (Roberto)
Al cual quiero mucho, es mi único hermano y quien tiene dos angelitos que son mis
sobrinitas
Agradezco por alentarme a terminar mi carrera
A MIS TIOS; Familia Bazán Bravo
Mi tío y tía: (José y Ma. Luisa)
Mis primos: (José y José Luis)
Quienes considero que son mi segunda familia y con los que conviví en el lapso de
mi carrera
Por el apoyo y la confianza brindada aun en los momentos mas difíciles
Por lo cual no existen palabras que expresen lo que ha significado en el transcurso
de mis estudios su apoyo, cariño y confianza.
A MI ASESOR
Ingeniero: Alfonso Hernández Zúñiga
Por habernos siempre alentado a titularnos, reciba un especial agradecimiento por
la gran ayuda que nos ha brindado
A todos muchas gracias.
Reyes Abundis Humberto
3
“CÁLCULO Y SELECCIÓ DEL EQUIPO DE U SISTEMA DE AIRE
ACODICIOADO PARA U TEATRO E PUERTO VALLARTA, JALISCO”
ÍDICE
I
ESTADO DEL ARTE
I.1 Introducción……………………………………………………………………………... 8
I.2 Problemática……………………………………………..………………….……...…... 8
I.3 Objetivos…………………………………………………..……..……………………… 8
I.4 Justificación..…………………………………………………………………..………... 9
I.5 Generalidades…………..………………………………………………………………. 9
I.5.1 Historia del Aire Acondicionado…………………………………………………… 9
I.5.2 Importancia y aplicaciones del Aire Acondicionado……...…………………...… 11
I.5.3 Como funciona un Sistema de Aire Acondicionado………………………...…... 12
I.5.4 Componentes esenciales de un Sistema de Aire Acondicionado……………... 12
I.6 Condiciones de Diseño………………………………………………………………… 14
I.6.1 Condiciones exteriores del local……………………...…………………………… 14
I.6.2 Condiciones interiores del local………………………………...…………………. 14
I.6.3 Cantidad de ocupantes………………………...…………………………………... 14
I.6.4 Tipo de alumbrado………………………………………………………………….. 14
I.6.5 Aplicación y uso del sistema de Aire Acondicionado……………………...……. 14
I.6.6 Ubicación geográfica del local…………………………………...………………... 15
I.6.7 Orientación del local……………………………………...………………………… 15
II
BALANCE DE CARGA TÉRMICA
II.1 Definición de carga térmica…………………………………………………………… 17
II.2 Ganancia de calor por transmisión (techo, piso y muros)……………………….... 17
II.2.1 Diferencia de temperatura………………………..………………………………. 17
II.2.2 Cálculo de áreas del local…………………………………………………………. 18
II.2.3 Coeficientes de película…………………………………………………………… 18
II.2.4 Cálculo de coeficientes globales de transferencia de calor “U”…………...….. 19
II.2.5 Calor por transmisión………...……………………………………………………. 21
II.3 Ganancia de calor por ocupantes………………………………………………….… 21
II.4 Ganancia de calor por iluminación……………………………..………………….... 22
II.5 Ganancia de calor por aparatos eléctricos……..…………………………………… 22
II.6 Resumen de balance térmico para verano……………………………..………….. 23
4
III
SELECCIÓN DE EQUIPO
III.1 Unidades de Paquete enfriadas por aire tipo techo (ROOFTOP)……………….. 25
III.2 Características de unidad paquete………………………………………………….. 27
III.3 Selección de equipo por análisis psicrométrico……………………………………. 27
III.4 Diagrama del sistema de aire acondicionado con retorno……………………….. 28
III.5 Gráfica psicrométrica del sistema…………………………………………………… 29
III.6 Selección de equipo…………………………………………………………………... 31
III.6.1 Descripción del modelo…………………………………………………………… 32
III.6.2 Datos generales del equipo………………………………………………………. 33
III.6.3 Datos de Operación……………………………………………………………….. 34
III.6.4 Datos eléctricos…………………………………………………...……................ 37
III.6.5 Datos dimensionales…………………………………………………...…………. 38
III.6.6 Peso de equipo………………………………………………………………...….. 39
III.7 Ductos……………………………………………………...…………………………... 40
III.7.1 Cálculo de ductería para el teatro……………………………………………….. 40
III.7.1.1 Sistema de ductos de inyección……………………………………………… 40
III.7.1.2 Pérdidas totales en sistema de inyección…………………………………... 42
III.7.1.3 Sistema de ductos de retorno………………………………………………… 43
III.7.1.4 Pérdidas totales en sistema de retorno……………………………………... 43
IV
INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPO
IV.1 Instalación de equipo…………………………………………………………………. 47
IV.2 Operación de equipo..………………………………………………...……………… 49
IV.3 Funcionamiento, limpieza y mantenimiento……………………………………….. 55
IV.4 Mantenimiento y servicio………………………………………………………...…... 56
IV.5 Precaución de seguridad…………………………………………………………….. 60
Anexos……………………………………………………………….……………………… 63
Glosario……………………………………………………………………………………… 68
Conclusiones…………………………………………………………..…………………... 70
Bibliografía……………………………………………………………...…………………... 71
5
Lista de símbolos y Abreviaturas
HR
humedad Relativa, medida en porcentaje (%)
TBS
temperatura de bulbo seco, medida en grados Celsius (°C)
TBH
temperatura de bulbo húmedo, medida en grados Celsius (°C)
∆T
diferencial de temperatura, medida en grados Celsius (°C)
h
coeficiente de película, en watt sobre metro cuadrado grado Celsius (W/m2°C)
V
volumen específico, medido en metros cúbicos sobre kilogramo (m3/Kg)
U
coeficiente global de transferencia de calor, en watt sobre metro cuadrado grado
Celsius (W/m2°C)
x
espesor, medido en metros (m)
k
coeficiente de conductividad térmica, medido en watt sobre metro grado Celsius
(W/m°C)
QT
calor total, medido en (watt), (BTU/hr)
QS
calor sensible, medido en (watt), (BTU/hr)
QL
calor latente, medido en (watt), (BTU/hr)
TR
tonelada de refrigeración
m.s.n.m
metro sobre el nivel del mar
Tm
temperatura de mezcla, medida en grado Celsius (°C)
t1, t2
temperatura exterior e interior respectivamente, medida en grado Celsius (°C)
m1, m2
SHR, RCS
masa de aire de ventilación y masa de aire de retorno respectivamente, en (%)
factor de calor sensible, medido en porcentaje (%)
CFM
capacidad de ventilación, gasto, flujo de aire; medido en pies cúbico por minuto
PPM
velocidad de aire, medido en pies por minuto
“C.A.
pérdida de presión, pulgadas columna de agua
ASHRAE – American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, (Asociación
Americana de Ingenieros en Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado)
HVAC – Heating, Ventilating and Air Conditioning, (Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado)
AMERIC – Asociación Mexicana de Empresas del Ramo de Instalaciones para la Construcción,
A.C.
6
AGRADECIMIENTOS
7
CAPÍTULO I: ESTADO DEL ARTE
I.1 INTRODUCCIÓN
La aplicación de un sistema de aire acondicionado se ha hecho indispensable en todo edificio
moderno, porque el aire acondicionado no es un lujo como muchas veces se considera, sino una
necesidad, ya que está destinado no solo para el confort de los ocupantes sino básicamente para
preservar la salud humana y como un requisito para procesos además del óptimo funcionamiento
de dispositivos.
I.2 PROBLEMÁTICA
A causa de que en Puerto Vallarta existen condiciones climatológicas calurosas a (35°C ± 5), y que
en lugares cerrados el cuerpo humano transfiere mayor calor al medio circundante, esto eleva la
temperatura en el local, ocasionando al ser humano sensaciones de incomodidad como mareos,
sofocación, sudoración, malos olores y falta de atención debido a la poca oxigenación en el interior
del local cerrado.
1.3 OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Calcular y seleccionar un sistema de acondicionamiento de aire para mantener un ambiente
confortable y saludable en el teatro; basándose en las recomendaciones de la normatividad vigente
en aire acondicionado.
OBJETIVO ESPECÍFICO
Diseñar e implementar un sistema de aire acondicionado para producir el tratamiento de aire
ambiente del teatro de Puerto Vallarta, Jalisco de tal manera que se controle simultáneamente la
temperatura, humedad, limpieza y distribución de aire para satisfacer las necesidades de los
usuarios del local. Manteniendo una temperatura de b (24 °C) en el interior, así como una humedad
relativa del b (55%).
a
b
Valores tomados de Tabla 1. Condiciones atmosféricas de Diseño (AMICA). Ver anexo
Valores Tomados de Tabla 2. Condiciones de proyecto recomendadas para ambiente interior invierno – verano. Ver anexo
8
CAPÍTULO I: ESTADO DEL ARTE
I.4 JUSTIFICACIÓN
Debido al clima excesivamente caluroso y tropical de Puerto Vallarta en verano, se requiere
diseñar e implementar un sistema de aire acondicionado para un teatro; creando un ambiente
confortable, saludable, otorgando aire limpio y fresco; de tal forma que se controle su temperatura,
humedad, limpieza y distribución para responder a las exigencias del espacio climatizado.
I.5 GENERALIDAD ES
I.5.1 HIS TORI A DEL AIRE ACONDICIONADO
Uno de los grandes sistemas para suprimir el calor fue sin duda el de los egipcios. Se utilizaba
principalmente en el palacio del faraón, cuyas paredes estaban formadas por enormes bloques de
piedra, con un peso superior a mil toneladas.
Durante la noche, tres mil esclavos desmantelaban las paredes y acarreaban las piedras al
Desierto del Sahara. Como el clima desértico es extremoso y la temperatura disminuye a niveles
muy bajos durante las horas nocturnas, las piedras se enfriaban notablemente.
Justo antes de que amaneciera, los esclavos acarreaban de regreso las piedras al palacio y
volvían a colocarlas en su sitio. Se supone que el faraón disfrutaba de temperaturas alrededor de
los 26° Celsius, mientras que afuera el calor subía hasta casi el doble.
Si entonces se necesitaban miles de esclavos para poder realizar la labor de acondicionamiento
del aire, actualmente esto se efectúa fácilmente.
En 1842, Lord Kelvin inventó el principio del aire acondicionado. Con el objetivo de conseguir un
ambiente agradable y sano, el científico creó un circuito frigorífico hermético basado en la
absorción del calor a través de un gas refrigerante. Para ello, se basó en 3 principios:
El calor se transmite de la temperatura más alta a la más baja; El cambio de estado del líquido a
gas absorbe calor; La presión y la temperatura están directamente relacionadas.
9
CAPÍTULO I: ESTADO DEL ARTE
En 1902, el estadounidense Willis Haviland Carrier sentó las bases de la refrigeración moderna y,
al encontrarse con los problemas de la excesiva humidificación del aire enfriado, las del aire
acondicionado, desarrollando el concepto de climatización de verano.
El joven se puso a investigar con tenacidad cómo resolver el problema y diseñó una máquina que
controlaba la temperatura y la humedad por medio de tubos enfriados, dando lugar a la primera
unidad de aire acondicionado de la Historia.
El invento hizo feliz al impresor de Brooklyn, que por fin pudo tener un ambiente estable que le
permitió imprimir a cuatro tintas sin ninguna complicación. El “Aparato para Tratar el Aire” fue
patentado en 1906.
Aunque Willis Haviland Carrier es reconocido como el “padre del aire acondicionado”, en 1906 el
término "aire acondicionado" fue utilizado por primera vez por el ingeniero Stuart H. Cramer.
En 1911, Carrier reveló su Fórmula Racional Psicométrica básica a la Sociedad Americana de
Ingenieros Mecánicos. La fórmula sigue siendo hoy en día la base de todos los cálculos
fundamentales para la industria del aire acondicionado.
Las industrias florecieron con la nueva habilidad para controlar la temperatura y los niveles de
humedad durante la producción. Películas, tabaco, carnes procesadas, cápsulas medicinales y
otros productos obtuvieron mejoras significativas en su calidad gracias al aire acondicionado.
En 1915, entusiasmados por el éxito, Carrier y seis amigos ingenieros reunieron 32,600 dólares
para formar la Compañía de Ingeniería Carrier, dedicada a la innovación tecnológica de su único
producto, el aire acondicionado.
En 1921, Willis Haviland Carrier patentó la máquina de refrigeración centrífuga. También conocida
como enfriadora centrífuga o refrigerante centrifugado, fue el primer método para acondicionar el
aire en grandes espacios.
El nuevo sistema se estrenó en 1924 en la tienda departamental Hudson de Detroit, Michigan.
El éxito fue tal, que inmediatamente se instalaron este tipo de máquinas en hospitales, oficinas,
aeropuertos y hoteles.
10
CAPÍTULO I: ESTADO DEL ARTE
En 1928, Willis Haviland Carrier desarrolló el primer equipo que enfriaba, calentaba, limpiaba y
hacía circular el aire para casas y departamentos, pero la Gran Depresión en los Estados Unidos
puso punto final al aire acondicionado en los hogares.
Las ventas de aparatos para uso residencial empezaron hasta después de la Segunda Guerra
Mundial. A partir de entonces, el confort del aire acondicionado se extendió a todo el mundo.
En 1958 se constituye la ASHRAE. (American Society of Heating Refrigeration Air conditioning
Engineers)
El senado de E.U. aprueba en 1982 el protocolo de Montreal de las Naciones Unidas para las
sustancias que generan daño a la capa de ozono.
En 2004 se tiene el 1er. prototipo de A/A residencial operado por celdas híbridas.
1.5.2 IMPORTANCIA Y APLICACIONES DEL AIRE ACONDICION ADO
La climatización es el proceso de tratamiento del aire que controla simultáneamente su
temperatura, humedad, limpieza y distribución para responder a las exigencias del espacio
climatizado.
El calor es una forma de energía relacionada directamente con la vibración molecular. Cuando
calentamos una sustancia, sus moléculas se mueven rápidamente, generando así una energía, el
calor. Si la enfriamos, el movimiento molecular se detiene, bajando la temperatura.
La humedad se refiere a la cantidad de agua contenida en el aire y está directamente relacionada
con la sensación de bienestar. El aire ambiente se controla para mantener la humedad relativa
preestablecida mediante la humidificación o deshumidificación del aire ambiente.
Para obtener el confort deseado, es necesario que el aire sea distribuido y circule uniformemente
por todo el recinto, sin producir corrientes desagradables.
Por último, la eliminación de las partículas de polvo es fundamental para la salud. Conseguir un
adecuado filtrado de aire es una labor básica de un equipo de aire acondicionado.
11
CAPÍTULO I: ESTADO DEL ARTE
Además de la comodidad que disfrutamos con el aire acondicionado en un día cálido y húmedo de
verano, actualmente muchos productos y servicios vitales en nuestra sociedad dependen del
control del clima interno, como los alimentos, la ropa y la biotecnología para obtener químicos,
plásticos y fertilizantes.
El aire acondicionado juega un rol importante en la medicina moderna, desde sus aplicaciones en
el cuidado de bebés y las salas de cirugía hasta sus usos en los laboratorios de investigación.
Sin el control exacto de temperatura y humedad, los microprocesadores, circuitos integrados y la
electrónica de alta tecnología no podrían ser producidos. Los centros computacionales dejarían de
funcionar.
I.5.3 COMO FUNCIONA UN SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO
El acondicionador de aire o clima toma aire del interior de una recamara pasando por tubos que
están a baja temperatura estos están enfriados por medio de un liquido que a su vez se enfría por
medio del condensador, parte del aire se devuelve a una temperatura menor y parte sale
expulsada por el panel trasero del aparato, el termómetro esta en el panel frontal para que cuando
pase el aire calcule la temperatura a la que esta el ambiente dentro de la recamara, y así
regulando que tan frío y que tanto debe trabajar el compresor y el condensador.
I.5.4 COM PONENTES ESENCI ALES DE UN SISTEMA DE AIRE
ACONDICIONADO
Los sistemas de aire acondicionado contienen básicamente los siguientes equipos:
Compresor
Evaporador
Condensador
Dispositivo de expansión
Todos estos componentes interconectados por medio de una tubería llevan en su interior un líquido
refrigerante, además incluyen un sistema de movimiento de aire, compuesto comúnmente de un
motor, abanico o turbina.
12
CAPÍTULO I: ESTADO DEL ARTE
A continuación mencionaremos brevemente las características de los equipos básicos de los
sistemas de aire acondicionado.
Compresor
Los compresores de vapor usados en la refrigeración industrial o acondicionamiento de aire son de
tres tipos principales: recíprocos, rotatorios y centrífugos. La función del compresor es comprimir el
refrigerante elevando su presión, temperatura y entalpía.
Otra función es crear y mantener la baja presión del evaporador que permite que la evaporación
del refrigerante sea a baja temperatura. Por otra parte crea y mantiene la alta presión en el
condensador que permite la nueva utilización del refrigerante en estado líquido. El refrigerante en
el compresor, se encuentra a baja presión y temperatura durante la succión y a alta presión y
temperatura en la descarga.
Evaporador
El evaporador es cualquier superficie de transferencia de calor en el cual se vaporiza un líquido
volátil para eliminar calor de un espacio o producto refrigerado. Debido a las diversas aplicaciones
los evaporadores se fabrican en una gran variedad de tipos, formas, tamaños y diseños.
Los evaporadores se construyen por lo general de tubo de acero o tubo de cobre. El tubo de acero
se usa en evaporadores grandes y en evaporadores que usan amoníaco, mientras que los de tubo
de cobre se utilizan en la fabricación de evaporadores pequeños y se les usa refrigerante que no
sea amoníaco.
Condensador
Es una superficie de transferencia de calor. El calor del vapor refrigerante caliente pasa a través de
las paredes del condensador para su condensación. Como resultado de su pérdida de calor hacia
el medio condensante, el vapor refrigerante es primero enfriado hasta saturación y después
condensado hasta su fase de estado liquido.
Los condensadores son de tres tipos generalmente: enfriados con aire, enfriados con agua y
evaporadores que emplean tanto aire como agua.
Dispositivo de Expansión (Válvula)
Este dispositivo se encarga de pulverizar o expandir el refrigerante. Su función es doble, por una
parte regula la cantidad de líquido que entra en el evaporador para que, según la cantidad de
vapores aspirados por el compresor, pueda mantenerse constante la presión del evaporador.
13
CAPÍTULO I: ESTADO DEL ARTE
I.6 CONDICIONES DE DISEÑO
Condiciones climatológicas en verano (Junio 22- Septiembre 21)
I.6.1 CONDICIONES EXTERIORES DEL LOCAL
Puerto Vallarta, México
Latitud: 20.37,
Longitud: 105.15
Altura: 2 m.s.n.m
Humedad relativa: c (34 %)
Temperatura bulbo seco: c (40°C)
Temperatura bulbo húmedo: c (26°C)
Velocidad máxima exterior del aire: 30 km/hr
Presión barométrica: c (760 mmHg)
I.6.2 CONDICIONES INTERIORES DEL LOCAL
Velocidad del aire: 0 Km/hr
Temperatura de bulbo seco: d (24°C)
Humedad relativa: d (55%)
I.6.3 CANTIDAD DE OCUPANTES
467 Personas
I.6.4 TIPO DE ALUMBRADO
Lámparas fluorescentes e incandescentes
I.6.5 APLICACIÓN Y USO DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO
La aplicación del sistema de aire acondicionado es para confort y uso es únicamente para verano.
c
d
Valores tomados de Tabla 1. Condiciones atmosféricas de Diseño (AMICA). Ver anexo
Valores tomados de Tabla 2. Condiciones de proyecto recomendadas para ambiente interior invierno – verano. Ver anexo
14
CAPÍTULO I: ESTADO DEL ARTE
I.6.6 UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEL LOCAL
El municipio de Puerto Vallarta está situado al poniente del estado de Jalisco. Limita al norte con el
estado de Nayarit, al sur con el municipio de Cabo Corriente y Talpa de Allende; al oriente con San
Sebastián y Mascota y al poniente con el Océano Pacífico. Su extensión territorial es de 1,300.67
kilómetros cuadrados.
TEATRO
I.6.7 ORIENTACION DEL LOCAL
Entrada principal del local al Norte
15
16
CAPÍTULO II: BALANCE DE CARGA TÉRMICA
II. CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA
II.1 DEFINICIÓN DE CARGA TÉRMICA
También nombrada como carga de enfriamiento, es la cantidad de energía que se requiere vencer
en un área para mantener determinadas condiciones de temperatura y humedad para una
aplicación específica (ej. Confort humano). Es la cantidad de calor que se retira de un espacio
definido, se expresa en BTU, la unidad utilizada comercialmente en relación a la unidad de
tiempo, Btuh, [Watts].
1.
2.
3.
4.
CONCEPTO
Transmisión muros, piso y techo
Ocupantes
Iluminación
Aparatos eléctricos
+
+
+
+
+
+
II.2 GANANCIA DE CALOR POR TRANSMISIÓN (TECHO, PISO Y MUROS)
II.2.1 DIFERENCIA DE TEMPERATURA:
Condiciones de diseño para verano
TBSint = 24 °C
TBSext = 40 °C
TBStierra = 23 °C
Tabla 1. Cálculo de la diferencia de temperaturas
Ubicación
Muro norte
Ventana norte
Muro sur
Muro este
Ventana este
Muro oeste
Ventana oeste
Techo
Piso
Cálculo
(40-24)
(40-24)
(40-24) + 2.22*
(40-24) + 3.33*
(40-24) + 6.66*
(40-24) + 3.33*
(40-24) + 6.66*
(40-24) + 8.33*
(25-24)
∆T (°C)
16
16
18.22
19.333
22.66
19.33
22.66
24.33
1
* Valores de factores para corrección de temperatura por el efecto solar (tomado de Tabla 3 del Manual de Fundamentos ASHRAE, 1967, y copiado con
autorización) (Ver anexos)
17
CAPÍTULO II: BALANCE DE CARGA TÉRMICA
II.2.2 CÁLCULO DE ÁREAS DEL LOCAL:
Todas y cada una de las áreas mostradas en la Tabla 2 son extraídas del plano arquitectónico del
local.
Tabla 2. Cálculo de áreas
Superficies de transferencia de calor
Muro norte
26.30 m2
Ventana norte
88.16 m2
Techo
590.788 m2
Muro este
177.71 m2
Ventana este
23.44 m2
Piso
449.13 m2
Muro sur
55.93 m2
Muro oeste
167.99 m2
Ventana oeste
33.88 m2
II.2.3 COEFICIENTES DE PELÍCULA:
Ecuaciones para el cálculo de coeficiente de película (e)
Muy lisa
Lisa
Moderadamente áspera
Donde V= velocidad del aíre
h= 6.8 + 0.85 V
h= 7.8 + 0.90 V
h= 9.8 + 1.20 V
Tabla 3. Cálculo de los coeficientes de película “h”
Muros
Techo
Piso
Vidrio
he=9.8 + 1.20(30) =
hi=10.3+ 1.5(0) =
he=7.8 + 0.90(30) =
hi=9.8 + 1.20(0) =
he= 0 no existe
hi=10.3+ 1.5(0) =
he=6.8 + 0.85(30) =
hi=6.8 + 0.85(0) =
45.8 kcal/hm2°C
10.3 kcal/hm2°C
34.8 kcal/hm2°C
9.8 kcal/hm2°C
53.265 W/m2°C
11.978 W/m2°C
40.472 W/m2°C
11.397 W/m2°C
10.3 kcal/hm2°C
32.3 kcal/hm2°C
6.8 kcal/hm2°C
11.978 W/m2°C
37.565 W/m2°C
7.9084 W/m2°C
Tabla 4. Factor de conversión
W/m2 - °C
1
1.163
5.678
(e)
Kcal/m2 - h - °C
0.860
1
4.882
Btu/pie2 - h - °F
0.1763
0.205
1
Tomado de la Tabla 4. Ecuaciones para determinar el coeficiente de película “h” (ver anexos)
18
CAPÍTULO II: BALANCE DE CARGA TÉRMICA
II.2.4 CÁLCULO DE COEFICIENTES GLOBALES DE TRANSFERENCIA DE CALOR “U”
TECHO
U=
Fórmula:
1
1 x1 x2 x3 x4 x5 x6 1
+ + + + + + +
he k1 k 2 k 3 k 4 k 5 k 6 hi
(K)**
W/m°C
1.- Impermeabilizante
0.697
2.- Entortado cemento-arena 1.395
3.- Concreto loza
0.29
4.- Corcho
0.04
5.- Aire
0.02
6.- Acustome
0.314
Material de techo
U=
X(m)
0.003
0.030
0.100
0.064
1.000
0.030
1
0.003m
0.03m
0.1m
0.064m
1m
0.030m
1
+
+
+
+
+
+
+
W
W
W
W
W
W
W
W
40.472 2
0.697
1.395
0.29
0.04
0.02
0.314
11.397 2
m °C
m°C
m°C
m°C
m°C
m°C
m°C
m °C
1
U= 0.019 W/m2°C
MUROS
Fórmula:
U=
1
1 x1 x 2 x3 x4 x5 1
+ +
+ +
+ +
he k1 k 2 k 3 k 4 k 5 hi
Material de muros
1.- Mortero de cemento
2.- Hilada de block
3.- Mortero de cemento
4.- Corcho
5.- Moqueta
U=
(K)**
W/m°C
1.16
1.00
1.16
0.04
0.046
X(m)
0.015
0.200
0.015
0.064
0.020
1
0.015m
0.2m
0.015m
0.064m
0.02m
1
+
+
+
+
+
+
W
W
W
W
W
W
W
53.265 2
1.16
1
1.16
0.04
0.046
11.397 2
m°C
m°C
m°C
m°C
m°C
m °C
m °C
1
U= 0.423 W/m2°C
(
**) Valores tomados de Tabla 5. Coeficientes de Conductividad Térmica (k) de Materiales de Construcción a 20 °C (ver anexos)
19
CAPÍTULO II: BALANCE DE CARGA TÉRMICA
PISO
Fórmula:
1
U =
x
x
1
1
+ 1 + 2 +
he k 1 k 2 hi
Material de piso
1.- Firme de concreto
2.- Alfombra
U=
(K)**
W/m°C
0.29
0.027
X(m)
0.100
0.015
1
0.1m
0.015m
1
0+
+
+
W
W
W
0.29
0.027
11.978 2
m°C
m°C
m °C
U= 1.016 W/m2°C
VENTANAS
Fórmula:
U =
1
x
1
1
+ 1 +
he k 1 hi
Material de ventana
1.- Vidrio
U=
(K)**
W/m°C
1.05
X(m)
0.01
1
0.01m
1
+
+
W
W
W
37.565 2
1.05
7.908 2
m°C
m °C
m °C
1
U= 6.15 W/m2°C
(
**) Valores tomados de Tabla 5. Coeficientes de Conductividad Térmica (k) de Materiales de Construcción a 20 °C (ver anexos)
20
CAPÍTULO II: BALANCE DE CARGA TÉRMICA
II.2.5 CALOR POR TRANSMISIÓN
Q=A
U
∆T
[WATTS]
Tabla 5. Cálculo de ganancias por transmisión
UBICACIÓN
Muro norte
Ventana norte
Muro sur
Muro este
Ventana este
Muro oeste
Ventana oeste
Techo
Piso
A (m2)
26.30
88.16
55.93
177.71
23.44
167.99
33.88
590.78
449.13
U (W/m2°C)
0.423
6.15
0.423
0.423
6.15
0.423
6.15
0.019
1.016
∆T (°C)
16
16
18.22
19.333
22.66
19.33
22.66
24.33
1
TOTAL
Q (W)
177.99
8674.94
431.05
1453.06
3266.57
1373.58
4721.48
273.09
456.31
20828.07
Q TRANSMISIÓN = 20828.07 W
II.3 GANANCIA DE CALOR POR OCUPANTES
•
25 Actores (Baile moderado)
QS (W) = 25 * 270(f) = 6750 btuh = 1976.47 W
QL (W) = 25 * 580(f) = 14500 btuh = 4245.75 W
•
407 personas de público (Sentadas en reposo)
QS (W) = 407 * 200(f) = 81400 btuh = 23834.77 W
QL (W) = 407 * 130(f) = 52910 btuh = 15492.6 W
•
30 personas en vestíbulo (Caminando lento)
QS (W) = 30 * 220(f) = 6600 btuh = 1932.55 W
QL (W) = 30 * 230(f) = 6900 btuh = 2020.39 W
•
5 personas de limpieza (Trabajo moderado)
QS (W) = 5 * 330(f) = 1650 btuh = 438.14 W
QL (W) = 5 * 670(f) = 3350 btuh = 980.91 W
Q OCUPANTES = 50921.58 W
(f)
Valores tomados de Tabla 6. Ganancia de calor por ocupantes en espacios acondicionados. (Ver anexos)
21
CAPÍTULO II: BALANCE DE CARGA TÉRMICA
II.4 GANANCIA DE CALOR POR ILUMINACIÓN
Q = (ÁREA)
•
CAMERINOS: (Tareas con requerimientos visuales elevados)..……………...(g) (8.098 W/m2)
Q = 8.26 m2
•
(CALOR CALCULADO)
2
ESCENARIO: (Tareas con requerimientos visuales muy exigentes o de alta precisión)…….
(16.14 W/m2)
(g)
Q = 32.798 m2
•
16.14 W/m2 = 529.36 W
ÁREA DE BUTACAS: (Tareas con requerimientos visuales sencillos)..……. (g) (2.732 W/m2)
Q = 280.98 m2
•
8.098 W/m2 = 133.77 W
2.732 W/m2 = 767.64 W
VESTÍBULO: (Tareas con requerimientos visuales elevados)…………….…. (g) (8.098 W/m2)
Q = 114.562 m2
8.098 W/m2 = 927.72 W
Q ILUMINACIÓN = 2358.49 W
II.5 GANANCIA DE CALOR POR APARATOS ELÉCTRICOS
Tabla 6. Cálculo de ganancias por aparatos eléctricos
EQUIPO
QS (w)(***) QL (w)(***) CANTIDAD QR (w)
EQUIPO DE SONIDO
6800
----1
6800
COMPUTADORA
325
----5
1625
MAQUINA PARA CAFÉ
1800
----1
1800
MAQUINA DE REFRESCOS
997
----1
997
MAQUINA DE SNACKS
138
----1
138
PLANCHAS PARA CABELLO
65
----3
195
PLANCHAS PARA ROPA
1200
750
2
3900
PLANCHAS DE VAPOR
1500
675
2
4350
SECADORAS PARA CABELLO
1400
----4
5600
TENACILLAS PARA RIZAR
30
----4
1200
CAFETERAS ½ GALÓN
1075
850
2
3850
ASPIRADORA
432
----2
864
TELEVISOR
185
----2
370
TOTAL
31689
Q APARATOS = 31689 W
(g)
Valores tomados de Tabla 7. Rangos más comunes de niveles de iluminación para diferentes áreas, tareas y actividades (ISO.8995) (ver anexo)
(***)
Tomados de Tabla 3-17 de Manual TRANE de Aire Acondicionado.
22
CAPÍTULO II: BALANCE DE CARGA TÉRMICA
II.6 RESUMEN DE BALANCE TÉRMICO PARA VERANO
Tabla 7. Balance térmico total para verano
CONCEPTO
QS (w)
QL (w)
TRANSMISIÓN PISO , MUROS Y TECHO 20828.07
OCUPANTES
28181.93 22739.65
ILUMINACIÓN
2358.49
APARATOS
27139
4550
TOTAL
78507.49 27289.65
QTOTAL= 105797.14 W
Fs. (10%) QTOTAL= 116 376.854 W
Si
1 TR= 3516.853 W
∴
QTOTAL= 33.091 TR
23
24
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
III.1 UNIDADES DE PAQUETE ENFRIADAS POR AIRE TIPO TECHO (ROOFTOP)
La configuración usual es la de una caja rectangular con conexiones de suministro y retorno en el
frente y tomas para succión y descarga del aire de condensación en los laterales y en la parte de
atrás.
El arreglo interno es relativamente sencillo, el aire de retorno es succionado a través del
evaporador de tubos y aletas por un ventilador centrífugo que a su vez lo descarga como aire de
suministro por el frente, en los tamaños más pequeños el ventilador es del tipo de acople directo al
motor.
Las unidades grandes tienen trasmisiones con bandas y poleas variables. Una bandeja de
condensado debajo del evaporador recoge toda la humedad y está conectada a un drenaje
permanente; El compartimiento del evaporador está muy aislado para evitar pérdidas y
condensación en la lámina exterior, el filtro está generalmente localizado en el ducto de retorno.
Separando el compartimento del evaporador del de condensación tenemos una pared la cual
aparta los flujos de aire y sirve de aislamiento para mínima transmisión de calor y ruido al aire
acondicionado. El compresor y el serpentín de condensación forman el lado de alta del circuito
refrigerante.
El aire de condensación es tomado por los lados y descargado a través del serpentín de
condensación, esta disposición se denomina ventilador soplador.
Algunas unidades son de tipo de ventilador succionador y descargan por los lados.
El ventilador de condensación, es la mayoría de las veces del tipo axial. Puede mover grandes
volúmenes de aire en donde haya poca resistencia, los ventiladores axiales de aspas no son para
uso con ductos.
La caja de controles incluye los capacitores de los motores de los ventiladores y de los
compresores, relés de arranque y las terminales para la conexión remota del termóstato.
La capacidad de las unidades de paquete enfriadas por aire varía desde 1 1/2 toneladas hasta 7
1/2 toneladas para uso residencial y hasta más de 30 toneladas para uso comercial.
La mayoría de las unidades son evaluadas y certificadas de acuerdo con los estándares que
establece 26.6 ºC bulbo seco y 19.4 ºC bulbo húmedo como la temperatura de retorno del aire al
evaporador y 35 º C bulbo seco como la temperatura del aire exterior entrando al condensador
exterior.
Está también el requisito de que la unidad debe ser capaz de operar hasta una temperatura de 46
ºC para el ambiente exterior sin desconectarse por alta presión o sin que el compresor prenda y
pare por sobrecarga.
Esquemáticamente, un sistema operando en las condiciones normales tiene las características
mostradas en la Figura 1 el aire de retorno desde el espacio acondicionado a una temperatura de
80º F, bulbo seco y a un rango de 400 a 450 pies/min., por tonelada, pasa a través del filtro y luego
a través del evaporador donde es enfriado y deshumidificado.
El aire al salir del serpentín estará alrededor de los 14.4 ºC a 15.5 ºC B.S. Así, pues hay una
reducción en temperatura a través del serpentín de aproximadamente 6.6 °C a 5.5 °C B.S. La
proporción de enfriamiento sensible a enfriamiento total será de cerca de 0.75.
25
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
La presión de succión con R-22 a la salida del serpentín será de cerca de 73 a 76 lbs/pulg2. El aire
acondicionado sale a 60º y asumiendo que absorbe una pequeña cantidad de calor en su recorrido
por los ductos, llegará al espacio acondicionado a 62º ó 65º B.S. (15º A 18º de diferencia a
temperatura, D.T.), la cual es una diferencia aceptable.
En el lado de alta del refrigerante, el aire exterior para condensación será introducido a 35 °C al
serpentín, el flujo de aire sobre él será nominalmente de 800 pies/min. por tonelada. La presión de
descarga resultante en el compresor con R-22 estará en el rango de las 295 lbs/pulg
manométricas.
La temperatura promedio en el condensador será de 54.4 ºC con un subenfriamiento de 8.8 ºC
aproximadamente para el refrigerante, ya en el estado líquido, lo que da una temperatura de salida
de líquido de 45.5 °C de serpentín de condensación.
La clasificación de la unidad de enfriamiento “solamente” no es muy exacta ya que la mayoría de
los fabricantes dejan espacios internos disponibles para que haya la posibilidad de añadir
resistencias eléctricas para proveer calefacción durante el invierno. Estas resistencias trabajan de
un modo muy parecido al del equipo de calefacción eléctrico.
Son ensambladas y ensayadas en su totalidad en la fábrica y son relativamente fáciles de instalar
con un mínimo de trabajos eléctricos e hidráulicos. Necesitan ductos cortos o pueden prescindir
completamente de ellos permitiendo una simple distribución de ellos.
26
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
III.2 CARACTERÍSTICAS DE UNIDAD PAQUETE
Aplicaciones:
Refrigeración y calefacción
Clasificación:
Con condensador enfriado por aire.
Capacidades:
De 1 a 120 T.R.
Instalación:
Al exterior
Limitantes:
Instalación al exterior.
Drenaje de condensados canalizado.
Ambiente corrosivo.
Pequeñas caídas de presión.
Capacidad de disipación de calor sensible.
Capacidad de volumen de aire.
Selección:
Datos requeridos:
Condiciones del lugar, Altura sobre el nivel del mar.
Ganancias térmicas de calor sensible (TR), de calor latente (TR)
Perdidas térmicas.
Capacidad en btu/h (TR)
Datos eléctricos, tensión disponible (Bases de diseño).
Temperaturas: Temperatura exterior de diseño, bulbo seco, Tbs/Tbh entrada al serpentín,
Volumen del aire Pcm ( cfm) mas presión estática externa (ductos, rejillas etc).
III. 3 SELECCIÓN DE EQUIPO POR ANÁLISIS PSICROMÉTRICO
ANÁLISIS PSICROMÉTRICO
La psicrometría es una rama de la física, que estudia las propiedades termodinámicas del aire
húmedo, y el efecto de la humedad atmosférica sobre los materiales y sobre el confort humano.
En el acondicionamiento de aire, es el método que utilizaremos para analizar y determinar las
condiciones atmosféricas de humedad para el local que se va acondicionar.
Para el siguiente proyecto (teatro) debido a las condiciones y requerimientos del local, es posible
recircular el 80% del aire. En los manuales de ASHRAE hay recomendaciones para el porcentaje
de recirculación con respecto a las condiciones.
A continuación se presenta el análisis psicrométrico.
27
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
Condiciones interiores
TBS= 24°C
Ø= 55 % (HUMEDAD RELATIVA).
La ganancia de calor es:
QS= 78507.49 W
(h)
QL= 27289.75 W
(h)
Condiciones exteriores
TBS= 40°C
TBH= 26°C
Se calcula la temperatura de inyección por medio de la carta psicrométrica y el resultado es:
Temperatura de inyección = 13.3°C
Por lo tanto el incremento de temperatura entre el aire de inyección al local, y el local es:
∆T2-4= 10.7°C
Calor específico del aire a presión constante = 1.0 KJ/kg°C
III.4 DIAGRAMA DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO CON RETORNO
Donde;
1 – aire exterior de suministro MS
2 – condiciones del local
3 – condiciones de mezcla
4 – condiciones del aire a la salida del equipo
MP= aire perdido
80% de aire de recirculación
Condiciones del aire a la entrada del acondicionador (estado 3)
Esto se refiere a las condiciones de la caja de mezclas, antes de pasar al acondicionador (numero
3 del diagrama del sistema), a estas condiciones se les conoce como “condiciones de mezcla”.
Tm =temperatura de la mezcla.
Tm =
(h)
m2t 2 + m1t1 (0.8)( 24) + (0.2)( 40)
=
= 27.2°C
m2 + m1
0.8 + 0.2
Valores obtenidos en Capítulo II, Tabla 7. Balance Térmico total para verano
28
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
13.3 °C
24 °C
27.2 °C
40 °C
III.5 GRÁFICA PSICROMÉTRICA DEL SISTEMA
29
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
Con este valor de la temperatura de la mezcla de bulbo seco, se sigue la coordenada que marca
27.2°C de temperatura de bulbo seco, en dirección v ertical hasta que cruce con la línea que une al
estado 1 con el estado 2.
Esta intersección marca el estado 3, que serán las condiciones de la caja de la mezcla antes de
entrar al equipo a acondicionador.
Por lo tanto al tener el valor anterior ya se tienen tres estados. 1, 2 y 3.
Estado
1
2
3
TBS (°C)
40
24
27.2
T BH (°C)
26
18
19.7
Ø (%)
33
55
50
h (KJ/kg°C)
80
50
56
W(kgv/kgas)
0.0155
0.0102
0.0113
v(m3/kg)
0.908
0.8550
0.8652
Condiciones del aire a la salida del equipo (estado 4)
Temperatura del estado 4
∆T2-4= 24 - 10.7 = 13.3°C
Entalpia del aire en el estado 4 (h4) (salida del acondicionador)
Relación de calor sensible (RCS) = SHR
RCS =
QS
78507 .49W
=
= 0.74
QS + Q L
105797W
(1.0
(C )( ∆T4 − 2 )
(C )( ∆T4 − 2 )
] = [50 −
RCS = P
∴ h4 = [ h2 − P
h2 − h4
RCS
KJ
)(10.7°C )
Kg °C
] = 35.5 KJ
Kg °C
0.74
Por carta psicrométrica obtenemos el valor de la temperatura de bulbo húmedo:
TBH4=12.5
Tenemos así de la carta psicrométrica para le estado 4:
Estado TBS (°C)
4
13.3
TBH (°C)
12.5
Ø (%) h (KJ/kg°C)
90
35.5
Capacidad del ventilador
m2 =
W(kgv/kgas) v(m3/kg)
0.00851
0.822
V2
∴V2 = ( m2 )(v2 )
v2
Donde ࢜= 0.8550 m3/Kg
30
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
Capacidad del acondicionador en T.R.
III.6 SELECCIÓN DE EQUIPO
Con el cálculo anterior se selecciona la unidad paquete MARCA TRANE, MODELO TC-H-600-A-F0 -A-2-A-F-0-A-2-A-2-A-2-C-D-4-A cumpliendo con las necesidades y condiciones requeridas para
las exigencias del espacio climatizado.
31
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
III.6.1 DESCRIPCIÓN DEL MODELO
32
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
III.6.2 DATOS GENERALES DEL EQUIPO
33
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
III.6.3 DATOS DE OPERACIÓN
34
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
35
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
36
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
III.6.4 DATOS ELÉCTRICOS
37
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
III.6.5 DATOS DIMENSIONALES
38
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
III.6.6 PESO DE EQUIPO
39
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
III.7 DUCTOS
Para llevar el flujo de aire necesario a cada área a acondicionar se requiere hacer un sistema de
distribución de aire, esto se logra a través de ductería la cual puede ser de forma circular,
rectangular o triangular.
Diseñar un sistema de ductos implica considerar muchos factores en orden de importancia serían;
- Espacio disponible.
- Costo de instalación.
- Perdidas de aire por fricción.
- Nivel de ruido.
- Fugas en el ducto y transferencia de calor.
- Cumplimiento de códigos y estándares.
En la Tabla 8. de anexos vemos las velocidades recomendadas en el diseño de ductos expresadas
en pies cúbicos por minuto de acuerdo a la aplicación.
Los ductos son fabricados en lamina galvanizada, aunque los hay en fibra de vidrio y también de
lona, el proceso para diseñar una red de ductos implica determinar los CFM´s requeridos la
distancia a recorrer la forma en que se distribuirán en la zona, esto es en uno o varios difusores, y
sobre todo la trayectoria la cual puede tener partes curvas, codos, subidas, bajadas, reducciones,
transiciones y conversiones de ducto por ejemplo de circular a rectangular.
III.7.1 CÁLCULO DE DUCTERÍA PARA EL TEATRO
III.7.1.1 SISTEMA DE DUCTOS DE INYECCIÓN
Método de velocidades constantes
Datos:
QEquipo = 13,000 CFM
QInyección = 12,700 CFM
Velocidad en ductería = (I) 400 PPM en ductos principales
(I)
700 PPM en ductos ramales
Cálculo de difusores de inyección
N = QInyección / no. de difusores
N = 12,700 CFM / 36 difusores = 352 CFM/difusor
(I) Valores tomados de Tabla 8. Velocidades máximas recomendadas para sistemas de baja velocidad (Ver anexos)
40
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
SISTEMA DE DUCTOS DE INYECCIÓN
41
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
III.7.1.2 PÉRDIDAS TOTALES EN SISTEMA DE INYECCIÓN
TRAMO
DEL DUCTO
VOLUME
(CFM)
VELOCIDAD
(PPM)
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
12700
11990
11287
10583
9879
7767
4951
2839
1431
1400
1400
1400
1400
1400
1400
1400
1400
1400
TRAMO
T1-T2
T2-T3
T3-T4
T4-T5
T5-T6
T6-T7
T7-T8
T8-T9
T9
DIMESIOES
DE CODOS
(PULG)
1 X 36
1 X 34
1 X 32
1 X 30
4 X 28
7 X 22
8 X 14
10 X 9
20 X 5
DIMESIÓ
DUCTO
(PULG.)
40 X 35
40 X 34
40 X 32
40 X 30
40 X 28
40 X 22
40 X 14
40 X 9
40 X 5
CATIDAD
2
2
2
2
2
2
2
2
2
CODOS
LOG .EQ.
PIES
10
10
10
10
10
10
10
10
15
LOG. DUCTOS
METROS / PIES
1.14 / 3.74
2.15 / 7.05
1.46 / 4.79
1.49 / 4.89
2.38 / 7.8
2.64 / 8.66
3.66 / 12
3.35 / 10.99
1.61 / 5.28
LOG .EQ.
TOTAL
20
20
20
20
20
20
20
20
30
PÉRDIDAS POR
FRICCIÓ
(“C.A./100 PIES)
0.06
0.055
0.06
0.075
0.055
0.075
0.1
0.13
0.19
TOTAL
PÉRDIDAS
“C.A./100
PIES
0.099
0.11
0.14
0.15
0.45
0.28
0.26
0.2
0.22
TOTAL
PÉRDIDAS TOTALES DE FRICCIÓ E DUCTERIA “C.A.
PÉRDIDAS TOTALES DE FRICCIÓ E CODOS “C.A.
*PÉRDIDAS E VETILADOR “C.A. A UA VELOCIDAD DE 1400 CFM
PÉRDIDAS TOTALES DEL SISTEMA DE IYECCIÓ E “C.A.
PÉRDIDAS
“C.A.
0.0022
0.0038
0.0029
0.0037
0.0043
0.0065
0.012
0.014
0.01
0.06
PÉRDIDAS
“C.A.
0.0198
0.022
0.028
0.03
0.09
0.056
0.052
0.04
0.066
0.4
0.06
0.4
0.12
0.58
*Valor obtenido del manual CARRIER, TABLA 8, CAP. 2
42
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
III.7.1.3 SISTEMA DE DUCTOS DE RETORNO
Método de velocidades constantes
Datos:
QInyección = 12,700 CFM
QRetorno = 10,080 CFM
Velocidad en ductería = (J) 1100 PPM en ductos principales
(J)
600 PPM en ductos ramales
Cálculo de difusores de inyección
N = QRetorno / no. de difusores
N = 10,080 CFM / 18 difusores = 560 CFM/difusor
III.7.1.4 PÉRDIDAS TOTALES EN SISTEMA DE RETORNO
SISTEMA DE DUCTOS DE RETORNO
TRAMO
DEL DUCTO
VOLUME
(CFM)
VELOCIDAD
(PPM)
TX
TW
TV
TU
TT
TS
TR
TP
TQ
TO
TN
TM
TK
TL
TJ
TI
TH
TG
TF
TE
TD
TC
TB
TA
560
1200
560
1200
2240
560
1120
1120
560
4480
560
1120
1120
560
6720
560
560
7840
560
560
8960
560
560
10080
600
600
600
600
1100
600
600
600
600
1100
600
600
600
600
1100
600
600
1100
600
600
1100
600
600
1100
DIMESIÓ
DUCTO
(PULG.)
18 X 8
18 X 16
18 X 8
18 X 16
40 X 9
18 X 8
18 X 16
18 X 16
18 X 8
40 X 16
18 X 8
18 X 16
18 X 16
18 X 8
40 X 24
18 X 8
18 X 8
40 X 28
18 X 8
18 X 8
40 X 32
18 X 8
18 X 8
40 X 36
LOG. DUCTOS
METROS / PIES
3.74 / 12.27
5.27 / 17.3
3.73 / 12.24
2.93 / 9.61
3.35 / 10.99
4.51 / 14.8
3.85 / 12.63
1.69 / 5.54
4.66 / 15.29
3.61 / 11.84
5.34 / 17.52
3.78 / 12.40
1.64 / 5.38
5.53 / 18.14
3.27 / 10.73
3.90 / 12.79
2.88 / 9.45
3.39 / 11.12
2.96 / 9.71
1.29 / 4.23
2.24 / 7.35
2.10 / 6.89
1.09 / 3.58
2.29 / 7.51
PÉRDIDAS POR
FRICCIÓ
(“C.A./100 PIES)
0.045
0.03
0.045
0.03
0.055
0.045
0.03
0.03
0.045
0.056
0.045
0.03
0.03
0.045
0.045
0.045
0.045
0.038
0.045
0.045
0.04
0.045
0.045
0.036
TOTAL
PÉRDIDAS
“C.A.
0.0055
0.0052
0.0055
0.0028
0.0061
0.0066
0.0038
0.0016
0.0068
0.0066
0.0079
0.0037
0.0016
0.0082
0.0048
0.0057
0.0042
0.0042
0.0044
0.0019
0.0029
0.0031
0.0016
0.0027
0.157
(J) Valores tomados de Tabla 8. Velocidades máximas recomendadas para sistemas de baja velocidad (Ver anexos)
43
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
TRAMO
TW - TT
TU - TT
TR - TO
TP - TO
TM - TJ
TK - TJ
TI - TG
TH - TG
TF - TD
TF - TD
TC - TA
TB - TA
DIMESIOES
DE CODOS
(PULG)
18 X 9
18 X 9
18 X 16
18 X 16
18 X 24
18 X 24
18 X 28
18 X 28
18 X 32
18 X 32
18 X 36
18 X 36
CATIDAD
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
CODOS
LOG .EQ.
PIES
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
LOG .EQ.
TOTAL
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
PÉRDIDAS
“C.A./100
PIES
0.11
0.11
0.023
0.023
0.01
0.01
0.112
0.112
0.128
0.128
0.144
0.144
TOTAL
PÉRDIDAS TOTALES DE FRICCIÓ E DUCTERIA “C.A.
PÉRDIDAS TOTALES DE FRICCIÓ E CODOS “C.A.
*PÉRDIDAS E VETILADOR “C.A. A UA VELOCIDAD DE 1100 CFM
PÉRDIDAS TOTALES DEL SISTEMA DE IYECCIÓ E “C.A.
PÉRDIDAS
“C.A.
0.0165
0.0165
0.0034
0.0034
0.0015
0.0015
0.0017
0.0017
0.0019
0.0019
0.0022
0.0022
0.0544
0.157
0.0544
0.07
0.28
*Valor obtenido del manual CARRIER, TABLA 8, CAP. 2
44
CAPÍTULO III: SELECCIÓN DE EQUIPO
SISTEMA DE DUCTOS DE RETORNO
45
46
CAPÍTULO IV: INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPO
IV. 1 INSTALACIÓN DE EQUIPO
INSPECCIÓN DE LA UNIDAD
Inmediatamente después de recibir la unidad, deberá ser inspeccionada por posibles daños que
puedan haberse ocasionado durante el traslado. Si algún daño es evidente, deberá de ser
notificado y registrado con el transportista. Una reclamación por escrito del agente transportista
deberá de ser realizada en ese mismo momento.
UBICACIONES Y TOLERANCIAS
Las siguientes guías deberán ser usadas para seleccionar una ubicación apropiada para la
instalación de la unidad.
La unidad esta diseñada solo para instalación en exterior.
Los serpentines del condensador deberán de tener un suministro ilimitado de aire.
Coloque la unidad de tal manera que el aire pueda circular libremente y no sea recirculado.
Apropiado para la instalación en techo, tejados.
Las estructuras de ubicación deberán ser capaces de soportar el peso de la unidad así como
de sus accesorios.
Mantenga la tolerancia del nivel a 1/2 pulgada a lo ancho y 2 pulgadas a lo largo.
Para un adecuado acceso y flujo de aire, todos los lados de la unidad deben de estar a una
distancia mínima igual al ancho de la unidad desde cualquier pared u obstrucción. Es preferible
que esta distancia se incremente tanto como sea posible.
También asegurarse de dejar suficiente espacio para los servicios de mantenimiento de la
unidad. Asegurarse de que todos los paneles puedan abrir libremente y que se cuente con el
espacio suficiente para mover los equipos y herramientas de trabajo.
IZAMIENTO Y MANEJO
El izamiento y manejo apropiado del equipo es mandatario durante la descarga y colocación de la
unidad a su ubicación para mantener las condiciones de la garantía.
Todos los herrajes de levantamiento deberán ser usados para evitar el torcimiento y /o daños a
la unidad.
Deberá de tenerse cuidado para mantener a la unidad en posición vertical hacia arriba durante
el izamiento para evitar daños soldaduras a prueba de agua del gabinete de la unidad.
Evite los manejos rudos o innecesarios.
Barras de izamiento y cables apropiados deberán de ser usados cuando se efectué el
izamiento. También es mandatario que una persona con experiencia y confiable sea seleccionado
para efectuar las maniobras de descarga y colocación final del equipo.
La persona que efectué la maniobra deberá ser prevenido de que la unidad contiene
componentes internos y que debe ser manejada de manera vertical. Deberá tenerse cuidado para
evitar torcimientos de la estructura del equipo.
47
CAPÍTULO IV: INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPO
48
CAPÍTULO IV: INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPO
IV.2 OPERACIÓN DE EQUIPO
VERIFICACIÓN DEL SISTEMA ANTES DEL ARRANQUE INICIAL
(SIN ENERGÍA)
Inspeccione la unidad por daños en el embarque y durante la instalación.
Visualmente verifique por fugas de la tubería de refrigerante.
El nivel de aceite del compresor deberá ser mantenido para que el nivel de aceite este visible
en la mirilla. En este caso, el aceite deberá estar entre la ½ y ¾ de la mirilla.
Verifique el tablero de control para asegurar que este libre de material extraño (alambres,
rebabas metálicas, etc.)
Visualmente inspecciones el alambrado de campo (energía y control).
Verifique que las terminales estén apretadas en el interior del tablero de energía en ambos
lados de los contactores, sobrecargas, fusibles y conexiones de energía.
Verifique el tamaño del fusible en los circuitos principales.
Verifique el alambrado de campo para el termostato.
Los tornillos de resorte del aislador del abanico de abastecimiento, removidos.
Verifique los valores de apriete del collarín de seguro y el balero en los abanicos de liberación
y suministro
Verifique el alineamiento del eje apropiado de los abanicos de liberación y suministro.
Verifique la tensión apropiada de la banda del abanico de liberación y suministro.
Las bandas deberán de ser verificadas después de 24 horas de la operación inicial.
Gire manualmente las ruedas de abanico y del ventilador así como de los motores para
asegurar la libertad de movimiento.
Verifique la instalación de la trampa de desagüe de condensación apropiada. Llene las
trampas con agua antes del arranque de la unidad
Si es aplicable, verifique la instalación de los filtros de aire(refiérase a la sección de
Instalación por tamaño y cantidad)
Verifique los puntos de Ajuste del Eje de Frecuencia Variable para las unidades VAV y los
abanicos de liberación de mando variable opcional.
Verifique si esta equipado con la válvula en la línea de succión, válvula en la línea de
descarga, y válvula en la línea de liquido para cada sistema refrigerante.
VERIFICACIONES DE LA UNIDAD
(ENERGÍA APLICADA)
1. Aplique la energía trifásica y verifique su valor. El voltaje de desbalance no deberá de ser de
más del 2 % del voltaje promedio.
2. Verifique los puntos de ajuste programados de las unidades.
3. Verifique la rotación apropiada del abanico, deberá de girar en dirección de la flecha del
alojamiento del abanico.
4. Asegurase de la rotación apropiada del compresor. (Monitoree las presiones de succión y
descarga del circuito de refrigerante respectivo mientras que el compresor se encuentre
PRENDIDO.
5. Verifique nivel de aceite de compresor; (El nivel de aceite puede solo ser probado cuando el
compresor este operando en condiciones estabilizadas).
49
CAPÍTULO IV: INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPO
ARRANQUE INICIAL
Después que todas las verificaciones precedentes hallan sido completadas, la unidad puede ser
puesta en operación.
1. Coloque el interruptor de la unidad en el tablero de control a la posición de operar (RUN).
2. Con una demanda, el abanico de suministro ciclara a PRENDIDO, y permitirá la operación del
compresor si el interruptor de presión que promociona el aire para el abanico de suministro ha
cerrado.
3. El primer compresor arrancara. Después de varios minutos de operación, un flujo de refrigerante
será observado en la mirilla, el vapor en la mirilla se eliminara.
4. Permita que el compresor opere durante un breve periodo estando listo para detenerlo de
manera inmediata si cualquier ruido inusual o condición adversa se desarrolla.
5. Verifique los parámetros de operación del sistema. Haga esto al seleccionar las varias pantallas
como presiones y temperaturas y comparando estas lecturas con las presiones y temperaturas
tomadas con los indicadores de la unidad.
6. Con un amperímetro, verifique que cada fase de los abanicos del condensador, compresores,
abanico de suministro, y abanico de liberación este dentro del rango enlistado en la placa de datos
de la unidad.
7. Verificación de Sobrecalentamiento y Subenfriamiento
8. Verifique por fugas los compresores, conexiones y tubería para asegurar que no halla fugas.
50
CAPÍTULO IV: INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPO
51
CAPÍTULO IV: INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPO
52
CAPÍTULO IV: INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPO
53
CAPÍTULO IV: INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPO
54
CAPÍTULO IV: INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPO
IV.3 FUNCIONAMIENTO, LIMPIEZA Y MANTENIMIENTO
55
CAPÍTULO IV: INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPO
IV.4 MANTENIMIENTO Y SERVICIO
MANTENIMIENTO REGULAR
Además de la rutina de mantenimiento que usted realice, su sistema Registre el modelo, producto
y número de serie de su nuevo equipo de confort deberá ser revisado con regularidad por un
técnico de en los espacios proporcionados abajo. Esta información, junto con servicio
especializado. La inspección (preferentemente una vez al otra de primera referencia requerida
abajo, será necesaria en el año, pero cuando menos cada dos años) deberá incluir lo siguiente:
caso de que requiera información o servicio.
Inspección de rutina para saber si el filtro (s) necesita ser limpiado o reemplazado.
Inspección y limpieza de la rueda del soplador, caja y motor. El servicio deberá incluir una
lubricación apropiada de estos componentes.
Inspección, y si se requiere, limpieza del serpentín interior y serpentín exterior.
Inspección de la charola de desagüe del serpentín interior, además de la línea de desagüe.
El servicio deberá incluir limpieza si es necesaria.
Una revisión de todas las conexiones y alambrado eléctrico.
Una revisión de conexiones físicas seguras de los componentes individuales dentro de las
unidades.
Revisión operacional del sistema para determinar su condición de rendimiento actual. Si es
necesario hacer reparaciones o dar mantenimiento, este es el momento de hacerlo.
MANTENIMIENTO PERIÓDICO – MENSUAL
Filtros
Verifique la limpieza de los filtros y cambie o limpie como se requiera.
Varillajes
Examine el varillaje del operador y la compuerta para asegurar que cada uno este libre y operando
de una manera suave.
Compresores
Examine el nivel de aceite; puede ser solo probado cuando el compresor este operando en
condiciones estabilizadas. Además de revisar el nivel de contaminación en aceite mediante un
análisis del mismo.
Lubricación del Balero del Abanico
Agregue grasa lentamente con la flecha girando hasta que una capa ligera se forme en los sellos.
Serpentines del Condensador
La suciedad no deberá ser permitida que se acumule en las superficies del serpentín del
condensador. La limpieza deberá ser tan a menudo como sea necesario para mantener limpio al
serpentín.
MANTENIMIENTO PERIÓDICO – TRES A SEIS MESES
Lubricación del Balero del Motor
Los baleros deberán de ser prelubricados periódicamente para asegurar una gran duración. El
balero del motor deberá ser lubricado anualmente, pero puede necesitar lubricación mas a
menudo, dependiendo de las condiciones severas de operación.
56
CAPÍTULO IV: INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPO
Tensión de la Banda
Ajuste la tensión d la banda si es necesario si es necesario. Los datos de la tensión requerida de la
banda son proporcionados en la placa de datos del patín, anexo al alojamiento del abanico. Nunca
use compuestos en las bandas. Si las bandas patinan con la tensión apropiada, use un buen
limpiador de bandas.
MANTENIMIENTO PERIÓDICO – ANUAL
Verifique que las ruedas de abanico e inspeccione la charola de desagüe por sedimentos, y
materiales extraños. Limpie si es necesario.
Observe la operación de todas las compuertas y efectué cualquier ajuste que sea necesario en el
varillaje, y la orientación del aspa para una operación apropiada.
Inspección Completa de la Unidad
Además de las verificaciones en listadas en esta sección, inspecciones periódicas en general de la
unidad deberán de ser completadas para asegurar la operación apropiada del equipo.
Los artículos como material suelto, operación del componente, fugas de refrigerante, ruidos
inusuales, etc. deberán de ser investigadas y corregidas de manera inmediata.
Alineamiento de la Polea:
Para verificar el alineamiento de la polea, use una regla recta o una pieza de cuerda puede ser
usada. Si las poleas son alineadas de una manera apropiada, la cuerda u regla recta tocaran todos
los puntos. Girando las poleas se determinara si esta oscilando o la flecha de mando esta doblada.
El error en la alineación deberá de ser corregido para evitar la falla del balero y de la banda.
Bandas
Cuando las bandas sean nuevas, deberán de ser verificadas después de 24 horas de operación.
En poleas ajustables múltiples, la profundidad del paso deberá de ser verificada para asegurar una
carrera de la banda igual, la transferencia de energía y desgaste. Una banda tensionada y alineada
inapropiadamente puede acortar substancialmente la vida de la banda o sobrecargar al abanico y
los baleros del motor, acortando su esperanza de vida. Una banda tensionada demasiado apretada
puede sobrecargar la corriente del motor, ocasionando cortes molestos por las sobrecargas del
motor /o falla de la flecha.
Reemplazo del Filtro del Deshidratador
El filtro /deshidratador deberá ser reemplazado cada vez que se trabaja en el circuito refrigerante.
Baleros de la Flecha del Abanico
Cuando remueva y cambie los baleros, tenga cuidado de asegurarse que el área donde los baleros
ajusten en la flecha no se dañe o rayen. La flecha en esta área deberá de ser limpiada
completamente antes que el balero sea removido y de nuevo antes que el nuevo sea instalado.
57
CAPÍTULO IV: INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPO
58
CAPÍTULO IV: INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPO
59
CAPÍTULO IV: INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPO
IV.5 PRECAUCIONES DE SEGURIDAD
60
61
62
ANEXOS
Tabla 1. CONDICIONES ATMOSFÉRICAS DE DISEÑO (AMICA)
Tabla 2. CONDICIONES DE PROYECTO RECOMENDADAS PARA AMBIENTE
INTERIOR INVIERNO-VERANO
Tabla 4, Cap. 2 Manual Carrier
63
TABLA 3. CORRECCIÓN DE TEMPERATURA POR EL EFECTO SOLAR
(Grados Fahrenheit / Celsius que han de añadirse a la diferencia de temperatura normal en los cálculos de
transmisión de calor para compensar el efecto solar)
TIPO DE SUPERFICIE
Pared Este
Pared Sur
Pared Oeste
Techo Plano
Superficies de color oscuro tales como:
Techo de arcilla negra
Techo de chapopote
Pintura negra
8 °F / 4.44 °C
5 °F / 2.77 °C
8 °F / 4.44 °C
20 °F / 11.1 °C
Superficies de color medio tales como:
Madera sin pintar
Ladrillo
Losa roja
Cemento oscuro
Pintura roja , gris o verde
6 °F / 3.33 °C
4 °F / 2.22 °C
6 °F / 3.33 °C
15 °F / 8.3 °C
Superficies de color claro tales como:
Piedra blanca
Cemento de color claro
Pintura blanca
4 °F / 4.44 °C
2 °F / 4.44 °C
4 °F / 4.44 °C
9 °F / 5 °C
Tomado del Manual de Fundamentos ASHRAE, 1967; y copiado con autorización.
TABLA 4. ECUACIONES PARA DETERMINAR EL COEFICIENTE DE PELÍCULA “h”
TIPO DE SUPERFICIE
Muy lisa: vidrio, acrílico liso, lámina de aluminio, lámina de
latón, etc.
Lisa:
madera lisa, aplanado de yeso, etc.
Moderadamente áspera: concreto, tabique rojo comprimido,
aplanado de cemento, etc.
Muy áspera: concreto sin afinar, tabique áspero, stucco, etc.
COEFICIENTE DE PELICULA “F”
(SISTEMA MÉTRICO)
2
kcal/h·m ·ºC
h = 6.8 + 0.85 V
h = 7.8 + 0.90 V
h = 9.8 + 1.20 V
h = 10.3 + 1.50 V
V = Velocidad de aire en km/h
Muy lisa: vidrio, acrílico liso, lámina de aluminio, lámina de
latón, etc.
Lisa:
madera lisa, aplanado de yeso, etc.
Moderadamente áspera: concreto, tabique rojo comprimido,
aplanado de cemento, etc.
Muy áspera: concreto sin afinar, tabique áspero, stucco, etc.
(SISTEMA INGLÉS)
2
Btu/h·ft ·ºF
h = 1.4 + 0.28 V
h = 1.6 + 0.30 V
h = 2.0 + 0.40 V
h = 2.1 + 0.50 V
V = Velocidad de aire en millas/h
64
TABLA 5. COEFICIENTES DE CONDUCTIVIDAD TÉRMICA (K) DE MATERIALES DE
CONSTRUCCIÓN A 20°C
MATERIAL
Acabado texturizado
Acustome
Arena, por término medio
Arenisca Calcárea
Asfalto
Contrachapado de Madera
Concreto Armado
DENSIDAD
3
Kg/m
k
kcal/h ⋅ m ⋅ °C
k
W/m °C
0.20
800
1,500 – 1,800
1,600
2,100
600
1,600 – 1,800
0.26
0.23
0.314
0.93
0.814
0.69
0.14
0.29
Mortero de cemento
Cemento - arena
Granito
Grava para relleno
Impermeabilizante
2,600 – 2,900
1,500 – 1,800
0.80
0.70
0.60
0.12
0.25
0.99
1.20
2.50 – 3.50
0.80
0.60
0.86
Block común
1.16
1.395
2.9 – 4.0
0.93
0.697
1.0
Ladrillo
Linóleo
Mosaico y Azulejo
Madera, vertical a la fibra:
Ligera, de balsa
Abeto rojo, Pino
Haya, Roble
Mampostería de Ladrillo,
Ladrillo hueco
Mampostería de Ladrillo,
Ladrillo hueco
Mampostería de Ladrillo,
Macizo, interior
Mampostería de Ladrillo,
Macizo exterior
Mortero de Cemento
Pavimento de Cemento
Piedra Arenisca
Piedra Caliza
Poliestireno (Styropor)
Corcho
1,600 – 1,800
1,200
0.33 – 0.45
0.16
0.90
0.38 – 0.52
0.19
1.04
200 - 300
400 - 600
700 - 900
800
0.07 – 0.09
0.10 – 0.14
0.14 – 0.18
0.30 – 0.45
0.08 – 0.10
0.11 – 0.16
0.16 – 0.21
0.35 – 0.52
1,600
0.45 – 0.65
0.52 – 0.75
1,600 – 1,800
0.60
0.69
1,600 – 1,800
0.75
0.87
2,200
2,200 – 2,500
2,550
15 - 30
1.20
1.20
1.40 – 1.80
1.05
0.033
1.4
1.4
1.63 – 2.09
1.22
0.038
0.03
0.04
Recubrimiento (Plástico)
Revoque, Aplanado de
Cemento, Cal, Arena
Tableros rígidos de Fibra de
Madera
Terrazo (Mosaico Veneciano)
Terreno, seco
Moqueta
1,500
1,600 – 1,800
0.2
0.80 – 1.00
0.23
0.93 – 1.16
900
0.15
0.17
2,200
1,000 – 2,000
1.20
0.15 - 0.50
1.4
0.17 – 0.58
0.039
0.023
0.046
0.027
300
0.05
0.058
2,400 – 3,200
500
0.50 – 0.90
0.18
0.58 – 1.05
0.21
Alfombra
Viruta de caña de azúcar
(Celotex)
Vidrio de ventana
Yeso (Aplanado)
65
TABLA 6. GANANCIA DE CALOR POR OCUPANTES EN ESPACIOS
ACONDICIONADOS
GRADO DE ACTIVIDAD
APLICACIÓN TÍPICA
Caminando, sentado
Teatro función de tarde
Teatro función de noche
Oficina, hoteles,
apartamentos
Oficina, hoteles,
apartamentos
departamento de venta al
por menor
departamento de
almacén
Farmacia
De pie, caminando despacio
Trabajo sedentario
Trabajo de banco ligero
Banco
Restaurant
Fábrica
Sentado en posición
de reposo
Sentado,trabajo muy ligero
Trabajo de oficina
moderadamente activo
De pie, un trabajo ligero
Caminando despacio
Baile moderado
Salón de baile
Caminando,3 mph;
Trabajo moderadamente
Fábrica
pesado
Trabajo pesado
Fábrica
Tomado de 1965 ASHRAE GUIDE and Data Book.
CALOR
TOTAL
HOMBRE
ADULTO
(BTU/HR)
CALOR TOTAL
ADJUNTO
(BTU/HR)
CALOR
SENSIBLE
(BTU/HR)
CALOR
LATENTE
(BTU/HR)
390
390
330
350
200
215
130
135
450
400
215
185
475
450
220
230
550
450
220
230
550
450
220
230
550
550
490
800
900
500
500
550
750
850
220
220
240
240
270
280
280
310
510
580
1000
1000
330
670
1500
1450
510
940
TABLA 7. RANGOS MÁS COMUNES DE NIVELES DE ILUMINACIÓN PARA
DIFERENTES ÁREAS, TAREAS Y ACTIVIDADES (ISO.8995)
RANGO DE ILUMINANCIAS
(LUX)
20 – 30 – 50
50 – 100 – 150
100 – 150 – 200
200 – 300 – 500
300 – 500 – 750
500 – 750 – 1000
750 – 1000 – 1500
1000 – 1500 – 2000
Superiores a 2000
TIPO DE ÁREA, TAREA O
ACTIVIDAD
Áreas de trabajo y circulación exterior
Áreas de circulación, orientación
sencilla o corta iluminación
Locales de trabajo no empleados
continuamente
Tareas con requerimientos visuales
sencillos
Tareas con requerimientos visuales
medios
Tareas con requerimientos visuales
elevados
Tareas con requerimientos visuales
exigentes
Tareas con requerimientos visuales
especiales
Desempeño de tareas visuales muy
exigentes o de alta precisión
POTENCIA CALORÍFICA
APROXIMADA POR ÁREA
2
(W/m )
0.291
0.873
1.160
2.732
4.384
8.098
9.957
13.276
16.140
66
TABLA 8. VELOCIDADES MÁXIMAS RECOMENDADAS EN DUCTOS PARA
SISTEMAS DE BAJA VELOCIDAD (FPM)
VELOCIDADES MÁXIMAS RECOMENDADAS EN DUCTOS PARA SISTEMAS DE BAJA VELOCIDAD (FPM)
FACTORES PARA CONTROLAR
FACTORES DE CONTROL DE FRICCIÓN EN DUCTOS
APLICACIÓN
LA GENERACIÓN DE RUIDOS
DUCTOS PRINCIPALES
DUCTOS RAMALES
Ductos Principales
INYECCIÓN RETORNO INYECCIÓN
RETORNO
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Glosario
Calor: La cantidad de energía que un cuerpo transfiere a otro como consecuencia de una
diferencia de temperatura entre ambos.
Calor latente: Es el que se necesita para cambiar de fase una sustancia sin variar su temperatura.
Calor sensible: El calor que puede sentirse o medirse. Este causa un cambio en la temperatura de
una sustancia, pero no un cambio en el estado.
Temperatura: Magnitud física que expresa el grado o nivel de calor de los cuerpos o del ambiente.
Coeficiente de película: Factor que cuantifica la influencia de las propiedades del fluido, de la
superficie y del flujo cuando se produce transferencia de calor por convección.
Transferencia de calor: Proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre
distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura.
Conducción: El transporte de energía se realiza partícula a partícula; de esta forma se transmite
el calor en los sólidos.
Convección: Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, es casi
seguro que se producirá un movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte
del fluido a otra.
Radiación: La energía que pasa de un cuerpo a otro sin que haya contacto entre ellos.
Conductividad térmica: Propiedad de un material que indica su capacidad para transmitir el calor.
Balance térmico: Balance de las entradas y salidas de calor de un cerramiento o una edificación.
Coeficiente global de transferencia de calor: Son los coeficientes de transferencia de calor entre
el lado caliente y en el lado frío de la pared. Es importante ya que nos proporciona la cantidad total
de calor transferido cuando se multiplica este por área de la superficie del muro.
Psicrometría: Estudia las propiedades termodinámicas de la mezcla aire con agua.
Sistema frigorífico: El arreglo de dispositivos que trabajan realizando un ciclo térmico cerrado en
el curso del cual una carga de gas refrigerante retorna periódicamente a asumir el valor inicial.
El ciclo se compone de una fase de compresión, condensación y otra de expansión evaporación
las cuales al alternarse consiguen transferir calor del recinto al ambiente exterior.
Refrigerante: Son compuestos químicos que nos permiten remover calor.
Refrigeración. Es la técnica para la remoción de calor de un cuerpo o sustancia para llevarlo a
una temperatura menor generalmente debajo de la del medio ambiente.
Humidificar: Transmitir humedad al ambiente.
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Climatización: Proceso que permite otorgar una temperatura deseada, la cual garantice nuestra
comodidad, a un ambiente determinado.
Temperatura de bulbo húmedo: Es la temperatura que da un termómetro a la sombra, con el
bulbo envuelto en una mecha de algodón húmedo bajo una corriente de aire.
Temperatura de bulbo seco: Es la temperatura seca o simplemente la temperatura del aire. Es
medida con un termómetro de mercurio.
Humedad relativa: Es la humedad que contiene una masa de aire.
Cajas VAV: Compuertas de Volumen de Aire Variable que regulan el flujo de aire mediante un
dispositivo electrónico denominado actuador.
Elemento Sensor: Un dispositivo o componente que mide el valor de una variable.
Expansión Directa: Sistema de enfriamiento empleado por los equipos de aire acondicionado
basado en refrigerante.
Serpentín – Conjunto de tuberías en el cual se hace pasar por su interior un fluido el cual puede
ser agua o gas refrigerante a baja temperatura y por la parte exterior se hace pasar aire con el fin
de quitarle calor al mismo y lograr enfriarlo.
Tonelada de refrigeración. Término común que se usa para definir y medir la producción de frío.
Termostato: Aparato que sirve para mantener automáticamente una determinada temperatura.
Condensador: Es un intercambiador de calor, y su función es lograr el cambio de fase (gas a
líquido) de un fluido.
Evaporador: Es un intercambiador de calor, y su función es lograr el cambio de fase (líquido a
gas) de un fluido.
Compresor: Son máquinas que tienen por finalidad aportar una energía a los fluidos compresibles
(gases y vapores) sobre los que operan, para hacerlos fluir aumentando al mismo tiempo su
presión.
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CONCLUSIONES
Como sabemos el acondicionamiento de aire es la técnica que comprende el control simultáneo y
continúo de los factores (temperatura, humedad, movimiento, distribución, pureza y ruido) que
afectan las condiciones físicas y químicas de la atmósfera, dentro de cualquier local destinado a
ocuparse por personas para confort o con fines industriales. Con esto se hizo el cálculo preciso
para el diseño y selección adecuada del equipo.
El objeto de la presente tesis, fue concretar el procedimiento adecuado para el cálculo, selección,
instalación y mantenimiento de un sistema de aire acondicionado, aplicado específicamente a un
teatro.
Esta tesis es esencialmente una guía para el desarrollo de un proyecto de esta naturaleza. Aunque
algunos conceptos pueden variar, dependiendo de las necesidades que se tengan, el
procedimiento es básicamente el mismo. Por lo que podemos considerar al presente trabajo de
gran utilidad tanto en el aspecto teórico-académico como en el de aplicación.
Una selección adecuada del equipo nos va a beneficiar, ya que satisfacerá las condiciones
necesarias para el local y para su óptimo funcionamiento, además de reducir los costos de
instalación, operación, mantenimiento, y lo más importante el ahorro de energía eléctrica.
Concluyendo, el aire acondicionado es un tema bastante amplio y que esta en constante
desarrollo, cada año salen nuevos equipos, productos, software; por eso es de vital importancia
que el ingeniero mecánico se actualice continuamente para seguir siendo competitivo dentro del
ramo.
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BIBLIOGRAFÍA
Air Conditioning Manual TRANE
THE TRANE COMPANY
1965
Asociación Mexicana de Empresas del Ramo de Instalaciones para la Construcción, A. C.
(AMERIC)
Botero G. Camilo
Refrigeración y aire acondicionado
Prentice Hall International, 1981
Manual Carrier “Aire Acondicionado”
Capítulo 1 – Análisis del local y estimación de la carga.
Capítulo 2 – Condiciones del proyecto-Condiciones interiores del proyecto.
Ed. Marcombo 1999
J.P. Holman
Transferencia de calor; “Coeficiente de conductividad térmica”
E.d Continental; Tabla A-3 (Propiedades de no metales): p.p 592
Frank P. Incropera; David P. Dewitt
Fundamentos de transferencia de calor; “Coeficiente de conductividad térmica”
Prentice Hall; 4a edición; Tabla A.3 (Propiedades de materiales estructurales de construcción) : p.p
833
MANUAL ASHRAE
Coeficiente de conductividad térmica
Tabla 3.a (Coeficiente de conductividad térmica K de materiales de construcción) 20°C
1967
PAGINAS WEB
C.M.N (Centro Meteorológico Nacional) 2009
www.cmn.com.mx
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