459_proyecto de un sistema de acondicionamiento de aire para una sucursal bancaria en la ciudad de...

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD AZCAPOTZALCO

“PROYECTO DE UN SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE PARA UNA SUCURSAL BANCARIA EN LA CIUDAD

DE VERACRUZ, VER.”

T E S I S

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:

I N G E N I E R O M E C A N I C O

PRESENTA:

ARMANDO LÓPEZ LÓPEZ

MÉXICO, DF. 2005

D E D I C A T O R I A

A ti PAPA, que estas siempre ahí, a nuestro lado en lo bueno y lo malo. Que nos demuestras cada día que para triunfar en la vida, siempre hay que luchar por lo que quieras, a base de estudio, dedicación y amor. GRACIAS por ser como eres.

A la mujer que me ha dado la vida y me ha dado todo su amor, que con su cariño, ternura me acompaña día a día y me ha enseñado a caminar por la vida, a ti MAMA, GRACIAS por tu amor y comprensión.

Con todo cariño a mi HERMANO que demuestra que no hay quedarse por vencido y seguir adelante, cuando en el camino se encuentran barreras que impiden seguir avanzando, GRACIAS por todo.

A mi familia que me ha apoyado incondicionalmente y ayudado ha realizar uno de parte mis sueños, GRACIAS a toda la FAMILIA LÓPEZ.

A ese hombre que nos ha dado mucho, sin nada a cambió, con todo su amor y dedicación. GRACIAS, ABUELITO por todas tus enseñanzas.

A mis ABUELITOS que no están presentes pero si están en mi corazón, y me acompañan en todo momento, con todo mi amor y respeto.

A cada uno de los MAESTROS, ASESORES, AMIGOS y todas las personas que me ayudaron a mi formación y despertar en mi, el espíritu de superación

A la escuela que me ayudo a crecer como persona, al INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL. GRACIAS, por ser parte de ti.

Mi agradecimiento a cada uno de mis MAESTROS, por su paciencia y dedicación así mí, así como a mis PADRES.

I N D I C E

PAGINA

INTRODUCCIÓN 3

CAPITULO 1 C O N C E P T O S B Á S I C O S

1.1 HISTORIA 1.2 REFRIGERACIÓN 1.3 ESTADOS DE LA MATERIA 1.4 TEMPERATURA 1.5 PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA 1.6 SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA 1.7 MOVIMIENTO DEL SOL 1.8 PROPIEDADES DEL AIRE 1.9 AISLAMIENTO

6 7 912 14 16 19 21 26

CAPITULO 2 B A L A N C E T É R M I C O

2.1 ANÁLISIS DEL LOCAL 2.2 ORIENTACIÓN 2.3 TIPOS DE GANANCIA DE CALOR 2.4 CICLO DEL REFRIGERANTE 2.5 CONDICIONES BÁSICAS PARA EL DISEÑO 2.6 MES MAS CALUROSO 2.7 COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN (U) 2.8 GANANCIA DE CALOR A TRAVÉS DE SUPERFICIES 2.9 GANANCIA DE CALOR POR RADIACIÓN SOLAR EN VIDRIO 2.10 GANANCIA DE CALOR GENERADO DENTRO DEL LOCAL 2.11 (E20) FORMATO

29 31 32 40 44 46 48 52 58 63 68

CAPITULO 3 D E S C R I P C I Ó N D E L O S E Q U I P O S Q U E I N T E G R A N U N S I S T E M A D E R E F R I G E R A C I Ó N

3.1 ELEMENTOS BÁSICOS 3.2 COMPRESOR 3.3 TIPO DE COMPRESORES 3.4 EVAPORADOR 3.5 TIPO DE EVAPORADORES

71 72 72 74 74

3.6 CONDENSADOR 3.7 TIPOS DE CONDENSADORES 3.8 DISPOSITIVOS DE CONTROL ( VÁLVULA DE EXPANSIÓN ) 3.9 TIPOS DE VÁLVULAS DE EXPANSIÓN

75 76 77 77

CAPITULO 4 C Á L C U L O Y S E L E C C I Ó N D E L O S E Q U I P O S

4.1 TEMPERATURA DEL APARATO (ADP) 4.2 VOLUMEN DE AIRE REQUERIDO 4.3 PRESELECCIÓN DEL EQUIPO 4.4 TEMPERATURA DE INYECCIÓN 4.5 TEMPERATURA DE SUMINISTRO DE AIRE AL CUARTO 4.6 TEMPERATURA DE LA MEZCLA 4.7 CONDICIONES DE ENTRADA DEL SERPENTÍN

81 81 82 82 82 83 83

CAPITULO 5 D I S T R I B U C I Ó N D E A I R E

5.1 DISTRIBUCIÓN 5.2 CLASIFICACIÓN 5.3 PROCEDIMIENTO PARA DISEÑO DE DUCTOS 5.4 MÉTODO DE CALCULÓ DE DUCTOS 5.5 MÉTODO DE IGUAL FRICCIÓN 5.6 LISTA DE MATERIALES

85 85 87 87 89 93

CONCLUSIÓN 99

BIBLIOGRAFÍA 101

ANEXO

CARTA PSICROMETRICA PLANOS ARQUITECTÓNICOS PLANOS DISTRIBUCIÓN DE AIRE CATALOGO TRANE TABLAS Y GRAFICAS CARRIER

ARQUITECTÓNICOS

IPNESIME

PLANOS ARQUITECTONICOS

ARQUITECTÓNICOS

IPNESIME

BANCO DEL BAJÍO CUADRO DE DATOS

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA

UBICACION:

APROBO

PROPIETARIO

DISTRIBUCION DE AIRE Y UBICACION DE EQUIPO

SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

ORIENTACION

ACOTACIONES:

PLANO:

m

1: 50

OCTUBRE 2005

ESCALA:

FECHA: PROYECTO:

ESTACIONAMIENTO

AVENIDA HIDALDO

CALL

E MEX

ICO colindancia

BANCO

LOPEZ LOPEZ ARMANDO ADYCSA

LOCALIZACION

BANCO DEL BAJIO

DIBUJO

colindancia

AA1

NO. PLANO:

AVENIDA HIDALGO NO. 11154 ESQ. AVENIDA HIDALGO Y CALLE MEXICO

VERACRUZ, VER.

ARQUITECTÓNICOS

IPNESIME

BANCO DEL BAJÍO SIN ESCALA

ARQUITECTÓNICOS

IPNESIME

BANCO DEL BAJÍO SIN ESCALA

CORTE 1 1 '

N.P.T. 0 .03

V V

AIRE ACONDICIONADO

IPNESIME

PLANOS DISTRIBUCIÓN DE AIRE

AIRE ACONDICIONADO

IPNESIME

SIMBOLOGIA DE PLANO BANCO DEL BAJIO

AIRE ACONDICIONADO

IPNESIME

DISTRIBUCIÓN DE AIRE BANCO DEL BAJÍO SIN ESCALA

AIRE ACONDICIONADO

IPNESIME

LOCALIZACIÓN DE EQUIPO BANCO DEL BAJÍO SIN ESCALA

AIRE ACONDICIONADO

IPNESIME

DISTRIBUCIÓN DE AIRE BANCO DEL BAJÍO SIN ESCALA

AIRE ACONDICIONADO

IPNESIME

DISTRIBUCIÓN DE AIRE Y EQUIPO BANCO DEL BAJÍO SIN ESCALA

A N E X O

CARTA PSICROMETRICA

CATALOGO TRANE

TABLAS Y GRAFICAS

CARRIER

INTRODUCCIÓN

3

I N T R O D U C C I Ó N

En el planeta existen diversidad de lugares con diferentes características como son los bosques, desierto, así como las playas, etc donde existen diferentes condiciones, unos mas calurosos otros mas húmedos en su ambiente, todos los lugares con características diferentes en los cuales se puede pensar que no se podría vivir a gusto o conservar algún producto en alguno de estos lugares.

Desde épocas antiguas el hombre a experimentado diferentes acontecimientos que suceden en la naturaleza como la aparición del fuego el cual fue utilizado para cocer sus alimento o fue utilizado para estar cerca de el y no tener frió, así como también se dieron cuenta que el hielo podía conservar sus alimentos mayor tiempo sin echarse a perder.

Con el paso del tiempo el hombre fue evolucionando y lo que habían experimentado, ahora lo fueron estudiando y aplicándolo su conocimiento para llevarlo acabo, hasta tener en estos días tecnología cada vez mas avanzada.

Como fue pasando el tiempo, las necesidades fueron cambiando. Lo que antes era buscar un lugar para vivir con las mejores condiciones o donde se encontrara una fuente importante de comida, Ahora para mejorar su bienestar a condiciones requeridas ya sea en su casa, la oficina, el teatro o todo lugar donde quiera estar.

Ahora es muy común encontrar equipos de aire que mantengan dichos lugar en condiciones requeridas de confort. Estos equipos de aire casi son indispensables en lugares como la ciudad de Veracruz donde existen altas temperaturas y no se podrirá estar en un lugar en especial como el súper mercado, banco, cine, etc si no hasta que la temperatura descendiera por lo que en este caso se acondicionara un banco que existirá en la CD. De Veracruz el cual tendrá un horario de oficina y por lo tanto si no cuenta con un sistema de acondicionamiento de aire no podrían laborar a gusto.

INTRODUCCIÓN

4

La ciudad de Veracruz, se localiza sobre el del golfo de México. Hoy, Veracruz se distingue por ser un centro regional, de trascendencia, comercial y de servicio, que muestra una extensa y variada región de gran importancia económica y constituye el paso obligado hacia el sureste del país.

En donde esta ciudad es de gran importancia en su economía, para el comercio y donde hay un constante manejo de dinero y por lo tanto es muy importante tener un banco con condiciones agradables y que hagan sentir al cliente una agradable estancia.

Por lo que se realizara un estudio con respecto al lugar, y todo lo que este relacionado con el edificio para así poder tener todos esos factores que se involucran, y afectan al incremento de la temperatura dentro del lugar.

Se analizara y determinara que meses es el que tiene mayores temperaturas para después determinar a que hora sucede este incremento dentro de este mes, para tener una aproximación mas real que afecta a este edificio.

Y para esto debemos utilizar todo los conceptos básicos de la termodinámica que nos ayudaran a determinar con mayor sencillez nuestro calculo para después proponer un equipo de aire acondicionado adecuado y no proponer uno sin bases o aleatoriamente.

CAPITULO 1 C O N C E P T O S B Á S I C O S

CAPITULO 1

6

CAPITULO 1

C O N C E P T O S B A S I C O S

1.1 HISTORIA

Recientes se ha producido y utilizado en masa el equipo para refrigeración, sus beneficios ya habían sido observados en la antigüedad. Las tribus que vivían en regiones de caza cercana a las zonas polares habían observado que la carne de los animales, o de los peces atrapados durante el invierno, se conserva en buen estado. Pero a medida que la nieve se fundía y llegaba el verano, la carne se descomponía más rápidamente. Más cerca del ecuador, las altas temperaturas y la humedad ocasionaba una descomposición rápida, de manera que llegaron a convertirse en dieta normal del hombre unas delgadas tiras de carne secada al sol.

El valor del hielo como conservador es conocido y utilizado desde hace miles de años. En los tiempos bíblicos, los griegos y los romanos obtenían hielo de los Alpes para utilizarlos de neveras. Los indus realizaron también los primeros intentos para desarrollar el acondicionamiento del aire; se colgaban esferas empapadas en agua en las ventanas y en las puertas para conseguir un enfriamiento por evaporación durante los tiempos cálidos y secos. A los romanos, por su parte, les preocupaban más los vientos fríos y así, desarrollaron sus propios sistemas de calefacción central por debajo de los pisos.

Durante casi 1500 años fue poco el proceso y solo hasta 1748 se llevo acabo el primer intento para emplearse sistemas modernos, ya en dicho año William Cullen investigo los efectos de evaporación del éter etílico en un vació parcial. Y hubo que esperar hasta el año de 1834 cuando Jacob Perkinns patento un sistema de refrigeración por ciclo cerrado utilizando un compresor. En este año se patento un circuito de calefacción a alta presión y agua caliente. Diez años más tarde John Gorrie creo una planta por ciclo de aire para hacer hielo y enfriar el aire.

El hombre emigraba a ciudades en rápido crecimiento y tanto en América como en Australia, aparecían enormes ranchos ganaderos; una refrigeración confiable y eficaz resultaba esencial para poder transportar carne fresca a las ciudades en cantidades suficientes. Los años 1850 representaron un gran adelanto para los sistemas de compresores de vapor. En los Estados Unidos, el equipo para la producción de hielo Twinning obtuvo renombre, mientras que James Harrison construía unidades para congelar las carnes y para aplicaciones de cervecería en Australia, algunos años mas tarde la introducción del amoniaco como

CAPITULO 1

7

refrigerante permitió que tanto la eficiencia como la confiabilidad mejoraran considerablemente. El amoniaco inspiro una nueva generación de compresores del sistema reciprocante y fue utilizada por Ferdinand Carre en el primer sistema de refrigeración por absorción práctico, presentado en 1859 y que utilizaba amoniaco – agua que en la actualidad se utilizan en los refrigeradores.

El que la refrigeración lograse tales adelantos en el siglo XIX se debió, en gran parte, al trabajo de William Thompson, mas tardé conocido como Lord Kelvin. Pocos años después de kelvin, Willis Carrier llego acabo una investigación sobre la cual se basa hasta ahora el acondicionamiento del aire acondicionado.

En una visión retrospectiva puede afirmarse que los propios refrigerantes son los que mas participaron en el desarrollo de la refrigeración. De los que había disponibles muchos eran venenosos o explosivos, o ambas cosas y otras solo funcionaban a presiones altas que requieren compresores.

En 1928 el vicepresidente de investigación de General Motors en los Estados Unidos llego a la conclusión de que se necesitaba un refrigerante y la empresa Du Pont patento un nuevo refrigerante llamado Freon 12 (R12) e idearon compresores y componentes de sistemas mas pequeños y ligeros con propiedades no toxicas y no explosivas. Y sus avances seguirán habiendo como en la bombas de calor y en sus aplicaciones con controles electrónicos y variadores de velocidad de los motores.

Actualmente en nuestras sociedades muchos productos y servicios vitales dependen del control del clima interno. La comida para nuestra mesa, la ropa que vestimos y la biotecnología de donde obtenemos químicos, plásticos y fertilizantes.

La refrigeración juega un rol importante en la medicina moderna, desde sus aplicaciones en el cuidado de los bebes y salas de cirugía y ha hecho posible el crecimiento y desarrollo de las áreas tropicales, proporcionando los medios para mas y mejores vidas productivas.

1.2 REFRIGERACIÓN

La refrigeración es un proceso de transferir o remover calor. Los principios básicos de la refrigeración tiene como fundamento dos leyes termodinámicas estudia las relaciones entre el calor y las otras formas de energía. Además, mientras más grande es la diferencia de temperatura, mas rápidamente se transmite el calor. El frió no puede ser fabricado si no es el resultado de remover el calor.

CAPITULO 1

8

TIPOS DE REFRIGERACIÓN

Existen cinco tipos de refrigeración a saber:

1. Domestica 2. Comercial 3. Aire acondicionado 4. Marina 5. Industrial

DOMESTICA La refrigeración domestica o casera se usa primordialmente para conservar alimentos. Las temperaturas bajas controlan el crecimiento de bacterias en alimentos cuando se reduce dicho crecimiento se evita que la comida se descomponga.

COMERCIALES La refrigeración comercial abarca: equipos para supermercados, refrigeración para restaurantes y diversos tipos de refrigeradores comerciales que se encuentran en hospitales, florerías, etc.

La refrigeración comercial utiliza dos escalas de temperatura ligeramente arriba del punto de congelación 32º F se utiliza para el almacenamiento. Y la segunda temperatura inferior a 32º F los congelara porque contienen agua. Así también se puede aplicar para una pista de patinaje que se deberá mantener de 0 y –15º F.

ACONDICIONAMIENTO DE AIRE El aire acondicionado es una aplicación de refrigeración a temperatura de alta. Es el proceso de tratar el aire, de tal manera, que se controle simultáneamente su temperatura, humedad, limpieza y distribución, para que cumpla ciertos requisitos del espacio acondicionado.

Las acciones importantes involucradas en la operación del sistema de aire acondicionado:

1. Control de temperatura. 2. Control de humedad. 3. Filtración, limpieza y purificación del aire. 4. Circulación y movimiento del aire.

En el aire acondicionado, mientras mas grande es el equipo, mas complicado es el sistema de control. En refrigeración, mientras más baja sea la temperatura, es más complejo el sistema de control.

MARINA La refrigeración marina se usa en la industria de la pesca. En un barco requiere una instalación especial para superar los problemas de corrosión causados por el aire.

CAPITULO 1

9

INDUSTRIAL La refrigeración industrial tiene muchas aplicaciones como cuando se fabrica loseta para piso se hace circular agua helada que trabaja a temperaturas ultra bajas.

En nuestro caso utilizaremos aire acondicionado que es una rama de la refrigeración. Para acondicionar aire en un espacio, se requiere tener algunas definiciones básicas y proseguir con su cálculo y selección de algún equipo.

1.3 ESTADOS DE LA MATERIA

Toda materia conocida, existe en una forma de las tres formas físicas o estados: sólidos, liquidas o gaseosas. Hay marcada diferencias entre estos estados físicos son:

1. La materia en estado SÓLIDO mantiene su cantidad, forma y dimensiones físicas aun si se mueve de un lugar a otro.

2. La materia en estado LIQUIDO, mantiene su cantidad y tamaño pero no su forma. El liquido siempre toma la forma del recipiente que lo contiene.

3. La materia en estado GASEOSO, no tiene una tendencia a retener ni el tamaño ni la forma.

Aunque las diferencias específicas existen en los tres estados de la materia, con bastante frecuencia, bajo condiciones cambiantes de presión y temperatura, la misma sustancia puede existir en cualquiera de los tres estados, como sólido, líquido o vapor, por ejemplo: hielo, agua, vapor de agua.

Los sólidos siempre tienen formas definidas mientras que los líquidos y gases no tiene forma definida en si misma y toman la forma de su recipiente.

MOVIMIENTO MOLECULAR

Toda la materia se compone de pequeñas particulares llamadas moléculas y la estructura molecular de la materia puede posteriormente, romperse en átomos.

CAPITULO 1

10

Tratando únicamente con las moléculas, la partícula más pequeña en la cual puede descomponerse cualquier materia o sustancia y aun mantener su unidad. Por ejemplo una molécula de agua O H 2 esta compuesta de

dos átomos de hidrógeno y uno de oxigeno. Si esta molécula de agua se rompe y se subdivide posteriormente en partículas subatómicas dejara de ser agua.

Las moléculas varían en forma, tamaño y peso, y estas tienen tendencia a mantenerse juntas. El carácter de la materia en si misma: depende de la forma, tamaño y peso de las moléculas individuales que la constituyen y también del espacio o la distancia entre ellas, porque son en un grado extenso, capaces de moverse.

Cuando se les aplica energía calorífica a una sustancia, se incrementa la energía interna de las moléculas, lo cual aumenta su desplazamiento o velocidad de movimiento, hay también un incremento en la temperatura de la sustancia.

Cuando se retira el calor de una sustancia se presenta una disminución en la velocidad del movimiento molecular y también un descenso de la temperatura interna de la sustancia.

CAMBIO DE ESTADO

Cuando una sustancia sólida se calienta, el movimiento molecular es principalmente la forma de rápido movimiento vibratorio, no desplazándose nunca las moléculas de su posición normal u original. Pero en algunas temperaturas dada, para una sustancia en particular, la adición posterior de calor, no necesariamente incrementara el movimiento molecular dentro de la sustancia; en su lugar, el calor adicional causara que algún sólido se licue ( cambia a liquido ) así el calor adicional causa un cambio de estado en la materia.

La temperatura a la cual tiene lugar en una sustancia este cambio de estado, se llama punto de fusión. Por ejemplo si en un recipiente de agua a 70°F, en el cual se le ha colocado un termómetro se deja en el congelador durante horas. Cuando se extraiga del congelar se ha convertido en un bloque de hielo, ha tenido lugar la solidificación.

Y si suponemos, que el termómetro indica una temperatura de 20°F, si se le permite estar a temperatura ambiente, se transferirá calor del aire, del cuarto al hielo, hasta que el mismo indique 32°F, entonces parte del hielo empieza a volverse agua.

CAPITULO 1

11

Con la continuación de la transferencia de calor del aire del cuarto al hielo, mas hielo se volverá agua; pero el termómetro indicara una temperatura de 32°F hasta que todo el hielo se funda. La licuefacción se ha producido.

Como se menciono cuando todo el hielo se funde el termómetro indicara una temperatura de 32°F, pero la temperatura del agua continuara subiendo hasta alcanzar la temperatura del cuarto.

Si se adiciona suficiente calor al recipiente del agua utilizando medios externos como mecheros o un soplete, la temperatura del agua se incrementara, hasta alcanzar 212°F, a esta temperatura y bajo presión atmosférica normal, otro cambio de estado se llevara a cabo vaporización. Parte del agua pasara a vapor y con la adicción de más calor, toda el agua se vaporizara; aun cuando la temperatura del agua no se incrementa de 212°F.

Si el vapor de agua puede ser contenido dentro de un recipiente cerrado y si se retira la fuente de calor, el vapor de agua cederá calor a los alrededores y retornara nuevamente a la forma liquida – agua. Lo que ha sucedido ahora se llama condensación el proceso reversible de la vaporización.

Cambios de estados:

SOLIDIFICACION (cambio de líquido a sólido ) LICUEFACCIÓN (cambio de sólido a líquido ) VAPORIZACIÓN ( cambio de líquido a vapor ) CONDENSACIÓN (cambio de vapor a líquido ) SUBLIMACIÓN ( cambio de sólido a vapor sin pasar por el estado líquido )

Existen diversos tipos de medidas como longitudes, peso etc. pero existen otro tipo de medidas de la materia como intensidad de calor y conversión de la materia.

INTENSIDAD DE CALOR

El calor es una forma de energía que no es medible entre si misma, pero la intensidad de calor y la temperatura de una sustancia, puede medirse. La unidad de la intensidad de calor se llama el grado, medida sobre una escala de temperatura.

El termómetro o escala Fahrenheit, se basa en las posiciones relativas del mercurio cuando el agua esta en punto de congelación y cuando el agua esta hirviendo. La distancia entre estos puntos fueron divididos en 180 porciones llamados grados. El punto donde el agua se congela o el hielo se

CAPITULO 1

12

funde bajo condiciones de presión atmosférica normal. El termómetro Fahrenheit ha sido uno de las más comunes escalas de trabajo para la ingeniería.

Un termómetro Celsius, inicialmente llamado termómetro centígrado utilizado la escala para el sistema métrico. Fue basado en la decisión de dividir la distancia entre los puntos de congelación y de ebullición en 100 porciones o partes iguales, con el punto de congelación a 0°C y el punto de ebullición 100°C. Estos puntos o temperaturas escogidos a causa de que el agua tiene temperatura tiene temperaturas de ebullición y congelación muy constantes y ser el agua una sustancia común.

La medida de la intensidad del calor tenemos localizado dos puntos de referencia el punto de congelación y el punto de ebullición del agua en ambas escalas ahora mencionáremos un tercer punto de referencia el cero absoluto, este es el punto donde se cree, todo el movimiento molecular cesa y esta alrededor de 460°F .

1.4 TEMPERATURA

La temperatura de una sustancia determina su posición en una escala de actividad térmica.

La escala utilizada para medir la temperatura se determina por su comodidad para llevar a cabo los cálculos y en diferentes ocasiones, se han elegido escalas distintas. En todas ellas se determina unos puntos fijos y las posiciones de los demás puntos giran en torno a ellos.

CELSIUS En esta escala hay dos puntos fijos, el punto de ebullición y el punto de congelación reciben el valor de 0°C y el punto de ebullición recibe el máximo de 100°C. Entre los puntos de congelación y de ebullición se divide la escala en 100 divisiones iguales, cada una de ellas a 1°C

FAHRENHEIT Esta escala tiene valores diferentes a los puntos fijos de la escala Celsius. El punto de congelación del agua es de 32°F y el punto de ebullición es de 212°F. La escala entre estos dos puntos se divide en 180 partes iguales.

CONVERCIONES DE TEMPERATURA

La conversión de una escala de temperatura a otra se hace por el uso de tablas de conversión, pero se pueden obtener por medio de ecuaciones:

CAPITULO 1

13

( ) 32 9 5

32 8 . 1

− ° = °

+ ° = °

F C

C F

TERMÓMETROS CON ESCALA FAHRENHEIT Y CELSIUS

CANTIDAD DE CALOR

La cantidad de calor es diferente a la intensidad de calor a causa de que tiene consideración no solamente la temperatura del fluido o sustancia a ser medido sino también su peso. La unidad de cantidad es la British Termal Unit (BTU). El agua se usa como un patrón para la unidad de cantidad de calor: un BTU es la cantidad de calor requerida para incrementar la temperatura de una libra de agua un grado Fahrenheit a nivel de mar.

DEL AGUA PUNTO DE CONGELACION

10°

0°

50°

40°

32°

20°

10°

0 °

1 00°

100 DIVISIONES

90°

80°

70°

60°

180 DIVISIONES

130°

120°

110°

100°

30 °

20°

50°

40°

170°

160°

150°

140°

212 °

190°

200 °

180°

190°

80°

70°

60°

90°

PUNTO DE EBULLICION DEL AGUA

°F °C

CAPITULO 1

14

1.5 PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

La primera ley de la termodinámica ( la rama de la ciencia que trata con la acción mecánica del calor) establece que la energía no puede ser creada ni destruida. Solamente puede convertirse de una forma a otra. La energía en si misma se define como la habilidad de hacer trabajo, y el calor es una forma de energía.

Hay otras formas de energía: mecánica eléctrica y química las cuales pueden convertirse fácilmente de una a otra. El generador con turbina accionada por vapor de agua, de una planta térmica es un equipo que convierte energía calorífica en energía eléctrica. La energía química puede convertirse en energía mecánica a través de la aplicación de un motor eléctrico para conducir u operar equipos controlados. La energía eléctrica puede usarse o convertirse en energía calorífica por medio de arreglos de bobinas eléctricas de alambre, como en el caso de un horno eléctrico tostador, calentador o similares.

El calor viaja de la sustancia más caliente a la más fría. En resumen el calor es una forma de energía; el calor puede ser transferido; la intensidad de calor puede ser medida.

CALOR ESPECÍFICO

El calor específico de una sustancia es la cantidad de calor en BTU requerida para cambiar la temperatura de una libra de la sustancia en un grado Fahrenheit

El calor específico de una sustancia también cambiara, con un cambio en el estado de esta. El agua es un ejemplo muy preciso de esta variación en el calor específico y sabiendo que en líquido es 1.0 pero cuando es un sólido se aproxima a 0.5 y este mismo valor se aplica al vapor de agua (el estado gaseoso).

En el circuito de refrigeración es interesante usar principalmente con sustancias en forma liquida o gaseosas y la habilidad de absorber o dar calor, también en la distribución con el propósito de enfriar o calentar una área dada.

CALOR SENSIBLE

Es el calor que se puede sentir o medirse se llama calor sensible. Este es el calor que causa un cambio de temperatura de una sustancia, pero no un cambio de estado. La sustancia bien sea en estado sólido, liquido o

CAPITULO 1

15

gaseoso, contiene calor sensible, en alguno grado, siempre que su temperatura este por encima del cero absoluto.

Como se menciono antes, una sustancia puede existir como un estado sólido, líquido, gaseoso o vapor. La sustancia como un sólido contiene algún calor sensible y también cuando esta en otros estados de la materia. La cantidad total de calor necesitada para traerlo de un estado sólido a un estado de vapor depende:

1. su temperatura inicial como sólido 2. la temperatura en la cual el cambio de un sólido a liquido 3. la temperatura a la cual cambia de liquido a un vapor 4. su temperatura final como vapor.

También incluye el calor que se requiere para efectuar estos dos cambios de estado.

CALOR LATENTE

Bajo un cambio de estado, la mayoría de las sustancias tendrán un punto de fusión en el cual ellas cambiaran de un sólido a un liquido sin ningún incrementó en temperatura. En este punto, si la sustancia esta en un estado liquido y el calor se retira de ella la sustancia se solidificara sin ningún cambio de temperatura. El calor envuelto en uno u otro de estos procesos ( cambio de un sólido a un líquido o de un líquido a un sólido ), sin un cambio en temperatura se conoce como el calor latente de fusión.

La palabra latente deriva del latín oculto. Este es un calor oculto que no se registra sobre un termómetro ni puede sentirse. Es innecesario decir que no hay incremento o decrecimiento del movimiento molecular dentro de la sustancia por que esto se manifestaría en un cambio en la temperatura en el termómetro.

Otro tipo de calor latente que debe ser considerado cuando se habla de calor se llama calor latente de vaporización. Este es el calor que una libra de líquido absorbe mientras cambia a su estado de vapor. O puede clasificarse como calor latente de condensación, cuando el calor sensible se remueva del vapor hasta que alcance el punto de condensación y luego se condense en forma liquida.

La absorción de la cantidad de calor necesaria para el cambio de estado de un liquido a vapor por vaporación y la liberación de esa cantidad de calor necesaria para el cambio de estado de un vapor a liquido por condensación son los principales fundamentos del proceso de refrigeración o ciclo. La

CAPITULO 1

16

refrigeración es la transferencia de calor por el cambio en el estado del refrigerante.

1.6 SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA

La segunda ley de la termodinámica, como se establece que la transferencia de calor es en una sola dirección de mayor a menor temperatura; y eso tiene lugar a través de tres modos básicos de trasferencia de calor.

CONDUCCIÓN

La conducción se describe como la trasferencia de calor entre las moléculas cercanas de una sustancia, o entre sustancias que están tocándose o en un buen contacto una de la otra. Cuando la transferencia de calor ocurre en una sola sustancia, tal como una varilla de metal con un extremo en una barrial de fuego , el movimiento de calor va hasta que hay un balance de temperatura a todo lo largo de la longitud de la varilla.

Si la varilla se sumerge en agua, las moléculas que se mueven rápidamente sobre la superficie de la varilla transmitirán algún calor a las moléculas del agua y otras de transferencias de calor por conducción tendrán lugar. Cuando la temperatura exterior se enfría, hay aun algún calor dentro de la varilla y esta continuara transfiriéndola a la superficie de la varilla y luego al agua hasta alcanzar el balance de temperaturas.

La velocidad con la cual el calor se transfiere por medio de la conducción varia con las diferentes sustancias o materiales si las sustancias o materiales son de la misma dimensión. El valor de transferencia de calor varía de acuerdo a la habilidad de los materiales o sustancias para conducir calor. Los sólidos, en general son muchos mejor conductores que los líquidos; y a su vez los líquidos conducen mejor el calor que los gases o vapores.

La mayoría de los metales tales como la plata, cobre, acero y el hierro, conducen el calor mucho más rápido. Mientras que otros materiales tales como el vidrio, la madera y otros materiales de Construcción transfieren el calor en una conducción más lenta y por lo consiguiente es usado como AISLANTE.

El cobre es un excelente conductor de calor como lo es el aluminio. Estas sustancias son ordinariamente usadas en los evaporadores, condensadores y tuberías de refrigeración que conecta a varios

CAPITULO 1

17

componentes de un sistema de refrigeración, aunque el hierro es ocasionalmente usado con algunos refrigerantes.

El valor del cual el calor puede conducirse a través de varios materiales depende de factores tales como:

1. el espesor del material 2. su área seccional 3. la diferencia de temperatura entre los lados del material 4. la conductividad térmica (k) de un material 5. el tiempo de duración del flujo de calor.

Los materiales con alta conductividad se usan dentro del sistema de refrigeración en si mismo a causa de que es deseable que una trasferencia de calor rápida ocurra tanto en el evaporador como en el condensador. El evaporador es donde es calor se remueve del espacio acondicionado o la sustancia o del aire que ha estado en contacto directo con la sustancia. El condensador disipa este calor a otro medio o espacio.

CONVECCION

Otro medio de transferencias de calor es por el movimiento del material calentado en si mismo cuando se trata de un liquido o gas. Cuando el material se calienta, las corrientes de conveccion son producidas dentro del mismo y las porciones mas calientes de el suben, ya que el calor trae consigo el decrecimiento de la densidad de flujo y un incrementó en el volumen especifico.

El aire dentro de un refrigerador y el agua que se calienta en una vasija son ejemplos de los resultados de la conveccion, el aire en contacto con el serpentín de enfriamiento donde el calor se remueve de el. El ciclo de conveccion se repite siempre que haya una diferencia de temperatura entre el aire y el evaporador.

El agua que se calienta en una vasija será afectada por las corrientes de convección que produce dentro de ellas mediante la aplicación de calor. El agua mas cerca de la fuente de calor al absorber este, viene a ser mas tibia y se expande. Con lo cual se vuelve más liviana sube y se reemplaza con el agua más fría que esta encima de ella y por lo tanto más densa. Este proceso continuara hasta que toda el agua se encuentre a la misma temperatura.

CAPITULO 1

18

RADIACIÓN

Un tercer medio de trasferencia de calor es la radiación por medio de ondas similares a la de la luz o a las ondas de sonido. Los rayos del sol calientan por medio de ondas de calor radiante el cual viaja en caminos rectos sin calentar la materia que proviene en su corrido o el aire. El calor de un bulbo de luz o de una estufa calienta es radiante en naturaleza y se siente cuando se esta cerca de ella, aunque el aire entre la fuente y el objeto cuando los rayos pasan a través de el no se calienta.

A baja temperatura hay solamente una pequeña cantidad de radiación, y solamente se notan diferencias menores de temperatura, por consiguiente la radiación tiene pequeño efecto en el proceso real de refrigeración, pero los resultados de la radiación de los rayos solares directos pueden causar un incremento en la carga de refrigeración en un edificio expuesto a estos rayos.

El calor radiante es rápidamente absorbido por materiales o sustancias oscuras o mates, mientras que en las superficies o materiales claros, reflejaran las ondas de calor radiante, como lo hacen con los rayos de luz. Los diseñadores de ropa y los fabricantes de las mismas, hacen uso de este hecho probado, suministrados materiales claros para los trajes de verano.

Este principio se utiliza en el campo de aire acondicionado, donde, con techos y paredes claras, penetrara menos calor radiante en el espacio acondicionado, reduciendo así el tamaño del equipo de enfriamiento requerido. El calor radiante también penetra fácilmente las ventanas o vidrios claros, pero es absorbido por vidrio opaco o traslucido.

Cuando el calor radiante o energía ( ya que todo el calor es energía ) es absorbido por materiales o sustancias, se convierte en calor sensible el cual puede sentirse o medirse. Todo cuerpo o sustancia absorbe energía radiante en alguna cantidad, dependiendo de la diferencia de temperatura entre el cuerpo específico o sustancia y otras sustancias. Toda sustancias radiara energía cuando su temperatura es mayor que el cero absoluto y otra sustancia próxima este a menor temperatura.

Si un automóvil se deja bajo el sol caliente, con las ventanas cerradas durante un periodo de tiempo largo la temperatura dentro del carro será mucho mayor que la del medio ambiente que lo rodea. Esto demuestra que la energía absorbida por los materiales de los cuales se contribuye el carro se convertirá a calor sensible, que puede medirse.

CAPITULO 1

19

1.7 MOVIMIENTO DEL SOL

Desde la antigüedad, el hombre se ha preocupado por comprender el movimiento del sol, porque no solo le sirve para mejorar las condiciones de vivienda, sino también para medir el tiempo y orientarse de sus viajes.

Al observar la salida y la puesta del sol en las diferentes épocas del año es posible darse cuenta que:

1. Solo el 21 de marzo y el 23 de septiembre el sol aparece y se oculta con exactitud por el este y el oeste, respectivamente.

2. En otras épocas del año, el sol aparece y se oculta un poco a la izquierda o a la derecha de estos puntos cardinales.

De la observación de la posición del sol a las 12 del día se define que:

1. Solamente dos días al año la luz del sol incide exactamente perpendicular a la tierra los demás días no.

2. El 21 de junio el sol tiene su máxima inclinación hacia el norte 3. El 22 de diciembre el sol tiene la máxima inclinación hacia el sur y

la mayor inclinación de todos los días del año. 4. El recorrido del sol en el día siempre es sobre un plano inclinado

imaginario.

Si se miden los ángulos de inclinación respecto a una línea vertical imaginaria del lugar se tiene que:

1. La máxima inclinación hacia el norte ( 21 de junio ) es de 4°3´ 2. La máxima inclinación hacia el sur ( 22 de diciembre ) es de 42°51´ 3. El punto medio de las inclinaciones ( 21 de marzo y 23 de

septiembre ) es de 19°24´

La posición del sol es 21 de marzo y el 23 de septiembre es paralela a la línea del ecuador, y ya que todos los rayos del sol son paralelos entre si, y se obtiene lo siguiente en estos puntos.

1. El ecuador se encuentra en el centro de las inclinaciones del sol. 2. Por encontrarse en ese punto, es la parte de la tierra que conserva

más calor durante todo el año, ya que las inclinaciones del sol son las mínimas. ( un rayo de sol que incide mas inclinado sobre una superficie produce menos calor ) .

3. Conforme uno se aleje del ecuador, los lugares son más fríos, pues las inclinaciones del sol son más pronunciadas.

CAPITULO 1

20

MOVIMIENTO REAL DE LA TIERRA

¿Cómo debe ser el movimiento de la tierra alrededor del sol, para que se den estas inclinaciones? Tomaremos el caso del ecuador para entender este movimiento, en el cual se tiene una inclinación máxima del sol el 21 junio.

POSICIÓN DEL LA TIERRA EN JUNIO

Como se sabe el sol permanece fijo respecto a la tierra y que el 22 de diciembre esta se encuentra en la posición contraria respecto a su orbita, se da lo siguiente:

POSICIÓN DEL LA TIERRA EN DICIEMBRE

Al juntar estas dos posiciones se define la trayectoria de la tierra alrededor del sol.

TRAYECTORIA DEL LA TIERRA 2D

CAPITULO 1

21

TRAYECTORIA DEL LA TIERRA 3D

Teniendo que:

1. Cuando en el hemisferio norte es verano ( 21 de junio ) por estar los rayos del sol mas cercanos a la vertical, en el hemisferio sur es invierno, es decir, cuando los rayos están inclinados.

2. Cuando en el hemisferio norte es invierno ( 22 de diciembre 9 pasa lo contrario que en el punto anterior.

3. Hay lugares, como el polo norte, donde en algunas del año no reciben los rayos del sol y en otras lo recibe continuamente ( sol de medianoche )

VARIACIÓN DEL DIA Y LA NOCHE A LO LARGO DEL AÑO

De acuerdo a la proyección de la ciudad de México se tiene:

1. Solo el 21 de marzo y el 23 de septiembre el sol sale exactamente a las seis de la mañana y se oculta a las seis de la tarde.

2. Debido a la inclinación de los recorridos del sol, el 21 de junio este aparece en el horizonte más temprano (cinco de la mañana) y se oculta mas tarde ( siete de la noche ).

El 22 de diciembre es el día mas corto de todo el año, ya que el sol sale a las siete de la mañana y se oculta a las cinco de la tarde.

1.8 PROPIEDADES DEL AIRE

El aire es una mezcla de gas incoloro e insabora que rodea toda la tierra. Este aire que envuelve toda la tierra se conoce como atmósfera. Se expande hasta una altura aproximadamente 645 Km. y se divide en diferentes capas. La capa mas cercana a la tierra se llama atmósfera, y desde el nivel del mar hasta 15 Km. La capa de 15 hasta 50 Km. se llama

CAPITULO 1

22

troposfera, la capa de 50 hasta 95 Km. se llama estratosfera, y de los 95 a los 400 Km. se llama ionosfera.

Puesto que nosotros podemos movernos libremente en el aire, podríamos decir que el aire no tiene peso, o por lo menos tiene poco peso, que es despreciable. El aire si tiene peso y sorprendentemente pesado. Su densidad varia, siendo mayor al nivel del mar que en la cima de la montaña.

El aire no es un vapor saturado que este cercano a temperaturas donde puede ser considerado. Es siempre un gas altamente sobrecalentado, o más precisamente, es una mezcla de gases altamente sobrecalentados.

Así que cuando calentamos o enfriamos aire seco, solamente estamos agregando o quitando calor sensible.

Podemos enfriar o calentar el aire, limpiarlo y moverlo, pero esto no cambia significativamente sus propiedades; ya que los relativos cambios de temperaturas que se le hagan, solo causan pequeños cambios de volumen y de la densidad.

Si el aire seco se calienta se expande; y su densidad disminuye, cuando la presión permanece constante. Inversamente, si se enfría el aire seco, aumenta su densidad. Aun mas, las temperaturas, densidades, volúmenes y presiones todas varían proporcionalmente.

El aire atmosférico es una mezcla de oxigeno, nitrógeno, bióxido de carbono, hidrógeno, vapor de agua, y un porcentaje de estos gases como el argon, neon, ozono, etc.

NOMBRE SÍMBOLO QUIMICO % EN PESO % EN VOLUMEN

NITRÓGENO N 2 75.47 78.03

OXIGENO O 2 23.19 20.99

BIÓXIDO DE CARBONO CO 2 0.04 0.03

HIDRÓGENO H 2 0.00 1.01

GASES RAROS 1.30 0.94

En áreas congestionadas o industriales, también puede haber gases conteniendo azufre, carbono, plomo y cientos ácidos.

Cada uno de estos gases que compone el aire, se comporta de acuerdo a la ley de Dalton. Brevemente, esta ley nos dice que “Una mezcla de dos o más

CAPITULO 1

23

gases, pueden ocupar el mismo espacio al mismo tiempo, y que cada uno actúa independientemente de los otros, como si los otros no estuvieran allí”, Esto es, si un cuarto esta completamente lleno de aire, también esta completamente lleno de oxigeno, de nitrógeno, vapor de agua, etc. cada uno independiente del otro.

Cada uno de ellos tiene su propia densidad, su propia presión, y cada uno responde a los cambios de volumen y temperatura a su propia manera. El aire tiene peso, densidad, temperatura, calor especificó y conductividad térmica, pero esta es muy pobre.

VAPOR DE AGUA ( HUMEDAD ) La humedad es un término utilizado para describir la presencia de vapor de agua en el aire, ya sea de intemperie, o dentro del espacio.

Las palabras “vapor” y “gas”, comúnmente la empleamos para referimos a lo mismo, pero en realidad, un gas es un vapor altamente sobrecalentado, muy lejos de su temperatura de saturación, como el aire. Un vapor esta en condiciones de saturación o no muy lejos de ellas, como el vapor de agua. Así pues, el vapor de agua o humedad en un espacio, puede estar en condición de saturación o ligeramente arriba de ella. Si lo enfriamos unos cuantos grados , hacemos que se condense, y si le aplicamos calor, lo sobrecalentamos.

Como lo sabemos dos terceras partes de la superficie de la tierra están cubiertas por agua: océanos, lagos y ríos, de las cuales se desprende el vapor de agua. Las nubes, también producto de esta evaporización, contribuyen a la humedad del ambiente al condensarse y precipitarse en forma de lluvias o nieve.

Todo lo anterior es lo que sucede a la intemperie. Dentro de cada, edificios o fabricas, el vapor de agua puede provenir de las cocinas, baños, maquinas, personas, etc. así pues la cantidad de humedad en el aire en un lugar y tiempo determinados, puede variar considerablemente.

AIRE SATURADO ( CON HUMEDAD ) Imaginemos que en el piso del cuarto hay una gran charola con agua y que al igual que el aire y el vapor, están todos a la misma temperatura de 15°C supongamos que aumentamos un calor suficiente a 21°C ocuparía todo el cuarto, mezclándose con el vapor ya existente. Todo el vapor se convertirá más denso y a más alta presión.

Por su parte, el aire por ser un gas altamente sobrecalentado, se expande al ser calentado. Y suponemos que el cuarto no esta completamente

CAPITULO 1

24

sellado y habrá fugas. Aun que con el vapor saturado; esto es reteniendo toda la humedad que puede a esa temperatura.

En algunas épocas del año, el aire atmosférico contiene mas humedad que otras. En realidad, la máxima variación en el contenido de humedad , nunca pasa de más de unos cuantos gramos por pie cúbico.

HUMEDAD RELATIVA Es un término utilizado para expresar la cantidad de humedad en una muestra de aire, en comparación con la cantidad de humedad que el aire tendría, estando totalmente saturado y a la misma temperatura de la muestra. La humedad relativa se expresa en porciento, tal como 50%, 75%, 30%, etc.

HUMEDAD ABSOLUTA Se refiere al peso del vapor de agua por unidad de volumen. Esta unidad de volumen, generalmente es un espacio de un metro cúbico o pie cúbico.

La habilidad para retener mas agua a más altas temperaturas, no depende del aire. Se conoce como el hecho de que la densidad y presión del vapor de agua saturado, son mayores a más altas temperaturas que a bajas temperaturas.

HUMEDAD ESPECÍFICA La humedad especifica, o también llamada contenido de humedad, es el peso de vapor de agua en gramos de kilogramos de libra.

La humedad especifica, se refiere a la cantidad de humedad en peso, que se requiere para saturar una libra de aire seco, a una temperatura de saturación ( punto de roció ) determinada.

PUNTO DE ROCIO El punto de roció se define como la temperatura debajo de la cual el vapor de agua en el aire, comienza a condensarse, también es el punto de 100% de humedad. La humedad relativa de una de una muestra de aire, puede determinar por su punto de roció. Existen varios métodos para determinar la temperatura del punto de roció.

Un método para determinar el punto de roció con bastante precisión, colocar un fluido volátil en un recipiente de metal brillante, después, se agita el fluido con un aspirador de aire. Un termómetro colocado por dentro del fluido indicara la temperatura. Mientras se esta agitando, debe observarse cuidadosamente la temperatura a la cual aparecerá una niebla por fuera del recipiente de metal. Esto indica la temperatura del punto de

CAPITULO 1

25

roció. La niebla por fuera del recipiente, no es otra cosa que la humedad en el aire, que empieza a condensarse sobre el mismo.

Otro método para determinar el punto de roció indirectamente, es el instrumento llamado psicrometrico

PSICROMETRIA Se define como la medición del contenido de humedad del aire. Es la ciencia que involucra las propiedades termodinámicas del aire húmedo, y el efecto de la humedad atmosférica sobre los materiales y el confort humano. Y el método de controlar las propiedades térmicas del aire húmedo. Esto se puede llevar a cabo a través de una carta PSICROMETRICA, donde se puede leer todas sus propiedades termodinámicas del aire húmedo a ciertas condiciones.

DIAGRAMA PSICROMETRICO

ENTALPIA La entalpía es el calor total contenido en una libra de una sustancia, medida a partir de un punto de referencia. Este punto de referencia es 0º F para el aire seco, 32º F para vapor de agua y –40º F para refrigerantes.

PRESION DEL VAPOR es la fuerza ejercida en cierta región por el vapor contenido en el aire, la cual se mide en pulgadas de mercurio.

AIRE SECO es el que no contiene vapor de agua. Es una mezcla de aproximadamente 80% de nitrógeno, 19% de oxigeno y 1% de otros gases tal es como argón, bióxido de carbono e hidrógeno.

CAPITULO 1

26

1.9 AISLAMIENTO

Cualquier material que deteriore o ayude ha evitar la trasferencia de calor por cualquier medio, se llama y puede usarse como aislamiento. Por supuesto ningún material parara completamente el flujo de calor. Si existirá tal sustancia, seria muy fácil enfriar cualquier espacio dado a una temperatura deseada y mantenerla allí.

Sustancias tales como el corcho, fibra de vidrio, lana mineral y espuma de poliuretano, son buenos ejemplos de materiales aislantes; pero otras numerosas sustancias se usan para aislar espacios refrigerados o edificios. Los materiales compresibles, tales como sustancias fibrosas, ofrecen mejor aislamiento si se instalan flojas o en forma de hojas, que si se comprimen o empacan fuertemente.

El aislamiento debe ser resistente al fuego, a la humedad y a prueba de insectos.

CONDUCTIVIDAD, CONDUCTANCIA Y RESISTENCIA TERMICA

CONDUCTIVIDAD “K” Se define como la intensidad de trasferencia de calor a través de un material por cada unidad de espesor en pulgadas.

Para reducir la trasferencia de calor a través de un material, el factor de conductividad térmica deberá ser tan pequeño como sea posible o tan grande como sea posible.

CONDUCTANCIA “C” Se define como la intensidad de transferencia de calor que tiene lugar a través de un material para un espesor dado.

CONDUCTANCIA DE LA CAPA SUPERFICIAL DEL AIRE

La transferencia de calor a través de cualquier material esta relacionada son la resistencia superficial del aire al flujo de calor, y esta determinada según el tipo de superficie, áspera o lisa; su posición, horizontal o vertical; sus propiedades reflectoras y la intensidad de flujo de aire sobre la superficie. La conductancia de la capa superficial de aire se designa normalmente con “Fi” para superficies interiores y “Fo” para superficies exteriores.

RESISTENCIA TERMICA “R” La resistencia térmica se define como la resistencia de un material al flujo de calor y es por definición, el reciproco del coeficiente de una trasmisión de calor R=1/C.

CAPITULO 1

27

COEFICIENTE TOTAL DE TRASFERENCIA DE CALOR “U”

El coeficiente total de trasferencia de calor “U” se define como la intensidad total de transferencia de calor a través de la superficie de un material.

El factor U es el coeficiente de transferencia de calor resultante después de tener encuentra la conductancia de la capa superficial del aire. Su forma de calcularse es:

R

F k x

k x

C F R

TOTAL

i O TOTAL

U 1

1 1 1

1 3

3

2

2

1

=

+ + + + =

= C1 Conductancia del material

= k k Y 3 2 Conductividades térmicas de los materiales

= x x Y 3 2 Espesor del material.

El coeficiente total de transferencia de calor de las paredes, pisos y techos varía según las características:

1. Tipo de Construcción 2. Áreas expuestas a diferentes temperaturas 3. Tipo y espesor de aislante 4. Diferencia de temperatura entre el espacio acondicionado y el no

acondicionado.

CAPITULO 2 B A L A N C E T É R M I C O

CAPITULO 2

29

CAPITULO 2

B A L A N C E T É R M I C O

2.1 ANÁLISIS DEL LOCAL

El acondicionamiento de aire es mantener, dentro de un espacio determinado, condiciones de comodidad, o bien las necesarias para la conservación de un producto o para un proceso de fabricación. Para conseguirlo debe instalarse un equipo acondicionador de capacidad adecuada y mantener su control durante todo el año. La capacidad del equipo se determinara de acuerdo con las exigencias instantáneas de la máxima carga real o efectiva. Es imposible medir las cargas reales máxima o parcial en un espacio dado, por lo que es preciso hacer un cálculo a la estimación de carga.

Antes de hacer una estimación de carga es necesario realizar un estudio completo que garantice la exactitud de evaluación de las componentes de la carga.

ESTUDIO DEL LOCAL

Para una estimación realista de las cargas es necesario los planos arquitectónicos para obtener orientación del edificio, destino del local como será utilizado, dimensiones del local, alturas, materiales y espesores de paredes y techos, dimensiones de ventanas, ocupantes del edificio, tipo de alumbrado, tipo de maquinaria o equipo a utilizar, etc.

APROXIMACIÓN DE CARGA TÉRMICA

Un buen ingeniero revisa meticulosamente los planos de Construcción y realiza una inspección de la construcción y realiza una inspección de la casa desde el fondo hasta el techo, la cual le dirá el estado de la casa. Se le da en particular atención a los tipos de muros, techo o plafón, techumbre y sus exposiciones y orientaciones. También deberá contemplarse áreas problemáticas que merecen un trato especial. La estimación de carga debe basarse en esta información.

Siempre es necesario hacer a un lado los métodos estimativos para el cálculo de cargas. Aquellos siempre producen equipos de tamaño o menor que el necesario, lo cual deja descontento al cliente. El equipo sobredimensionado no satisface las condiciones de diseño.

CAPITULO 2

30

CONDICIONES RECOMENDABLES PARA DISEÑAR EN VERANO

La temperatura afectivas durante el año, por lo general varían desde 68°F a 78°F, dependiendo de los factores así como las humedades relativas que van desde 40 a 60%, como máximo.

El acondicionamiento de aire en casas, edificios o en la industria se hace por dos razonamientos principales: proporcionar comodidad al humano, y para un control mas completo del proceso de manufactura; el control de la temperatura y la humedad, mejora la calidad del producto terminado.

Un ingeniero emplea una gran cantidad de tiempo en materia de cálculos de carga, por que el cliente espera una instalación económica y practica.

ALMACENAMIENTO DE CALOR

La ganancia total instantánea de calor en un caso general de acondicionamiento de aire a efectos de comodidad se compone de calor solar, iluminación, personas, transmisión a través de las paredes y vidrios, infiltración, aire de ventilación y, en algunos casos, maquinaria, utensilios, gran parte de esta ganancia instantánea de calor es calor radiante que no constituye una carga instantánea para el equipo, por que debe incidir sobre la superficie del sólido y ser absorbida por ella antes de ser carga para el equipo.

Cuando el calor radiante incide en cualquier superficie sólida (paredes, techos, suelo) es absorbido, elevando la temperatura del material interior y la del aire contiguo a dicha superficie, esta diferencia de temperatura de temperatura hace que el calor se trasmita al interior del material ( por conducción ) y desde la superficie al aire ( por conveccion ). El calor transmitido por conducción desde la superficie se almacena y el transmitido por conveccion desde la superficie se convierte en una carga instantánea. En la mayoría de los materiales de construcción la resistencia térmica del material es mucho menor que la resistencia térmica del aire; por eso la mayor parte del calor radiado se almacena. No obstante, a medida que continúa este proceso de absorción del calor radiante, el material se calienta progresivamente y pierde su capacidad de almacenar más calor.

El procedimiento de evaluar la ganancia instantánea de calor dentro del espacio acondicionado y suponer que el equipo de acondicionamiento eliminara el calor con la misma velocidad que lo produce. No obstante los equipos seleccionados a base de esto quedan sobredimensionados y por

CAPITULO 2

31

consiguiente pueden mantenerse condiciones ambientales muy inferiores a las proyectadas.

EFECTOS DE SOLEAMIENTO DE UN INMUEBLE

El análisis de un inmueble en la ciudad de México con latitud norte 19°24´

LATITUD La ciudad de México se encuentra en una latitud cercana al ecuador ( dentro del trópico de cáncer ) por lo que los cambios a lo largo del año no son demasiados bruscos, incluso hay rayos que inciden perpendicularmente a la superficie de la tierra.

ALTITUD ( 2240m sobre el nivel del mar ), aunque la latitud indica que el lugar tiende a ser caliente, en este caso la latitud es muy importante, ya que mientras mas alto es un lugar, contiene menos aire que acumula calor y tiende a ser frió.

2.2 ORIENTACIÓN

ORIENTACIÓN SUR En este caso es una de las fachadas que cuenta con más ventajas, pues tiene sol todo el día durante el invierno, época en que más se necesita, y no así durante el verano, época en que debe evitarse.

ORIENTACIÓN NORTE Es una orientación que debe evitarse, ya que recibe el sol cuando menos se desea y no lo tiene cuando mas hace falta.

CAPITULO 2

32

ORIENTACIÓN ESTE La mayoría de las construcciones orientadas así solo se asolean un lado de la construcción y se asolea cuando menos por la mañana.

ORIENTACIÓN OESTE Cuando el sol ha calentado la tierra y el ambiente durante la mitad de la mañana, la fachada oeste comienza a penetrar el sol, después de mediodía.

2.3 TIPOS DE GANANCIA DE CALOR

Al existir una diferencia de temperatura entre dos puntos de un mismo cuerpo, se establece un flujo de calor desde el punto caliente hacia un punto frió. También existirá una transferencia de vapor de agua entre dos puntos cuyas diferencias de vapor son distintas. La cantidad de calor o de vapor depende de la resistencia que ofrezca el cuerpo entre dos puntos considerados. Si el vapor de agua entra en contacto con una superficie cuya temperatura sea inferior a su punto de roció, el vapor se condensa.

GANANCIA DE CALOR A TRAVÉS DE SUPERFICIES EXTERIORES

Las ganancias de calor a través de la superficie exterior (muros y techumbres) se calculan a la hora de máximo flujo térmico, y se deben, no solo a la diferencia entre la temperatura de aire que baña sus caras exteriores e interiores, sino también al calor solar absorbido por esas caras exteriores. La radiación y la diferencia de la temperatura exterior y la interior son variables en el transcurso del día, por lo que la intensidad del flujo a través de la estructura exterior es inestable. Por eso se recurre al concepto empírico de “diferencia equivalente de la temperatura” definida como la diferencia entre temperaturas de aire interior y exterior que resulta del flujo calorífico total a través de la estructura originado por la radiación solar variable y la temperatura exterior. Esta diferencia equivalente de temperatura a través de la estructura debe tener en cuenta los diferentes tipos de Construcción y orientaciones situación del edificio ( latitud y longitud ) y las condiciones particulares del proyecto por lo que se tiene:

T UxAx Q ∆ =

Q = flujo de calor

hr BTU

U = coeficiente global de transmisión

°F x xpie

hr BTU 2

CAPITULO 2

33

A = área ( 2 pie ) ∆ T = diferencia equivalente de temperatura ( °F )

CONDUCCIÓN DE CALOR A TRAVÉS DE UN MURO

La perdida de calor a través de la construcción exterior ( paredes y techo ) se calcula inmediatamente a la hora máxima de flujo térmico, el cual tiene lugar en la madrugada después de algunas horas de temperaturas exteriores baja.

El flujo térmico a través de la construcción interior ( suelos, techo y muros ) esta originado por la diferencia de temperaturas del aire de ambos lados de la estructura, diferencia que es sustancialmente constante y, por lo tanto, el flujo térmico se puede determinar por ecuaciones correspondientes al estado estacionario utilizando temperaturas reales existentes.

Cuando la cara exterior esta sometida directamente a la radiación solar la mayor parte del calor recibido es absorbido por el material de construcción del muro cuya temperatura se eleva por encima de la del aire y se va transmitiendo el flujo de calor por medio de los materiales de construcción que se vaya teniendo y se necesita un cierto tiempo de horas para que el flujo de calor entre al cuarto dependiendo de la rapidez del flujo al tipo de material del muro.

Un aumento de la temperatura exterior se traduce en una disminución de la cantidad de calor absorbido que sede al aire exterior y aumento del flujo hacia el interior. Este mismo proceso tiene lugar en mayor o menor grado en cualquier tipo de construcción, dependiendo de la resistencia y la capacidad térmica de la pared.

CAPITULO 2

34

Esta progresión de la ganancia de calor en el interior puede ocurrir en todo el periodo completo de 24 horas y originar una ganancia de calor en el local durante la noche. Si el equipo funciona menos de 24 horas, ya sea por salto de carga máxima o por procedimiento rutinario, la radiación al exterior durante la noche y la disminución de temperatura exterior puede hacer que disminuya la ganancia de transmisión y frecuentemente puede invertirla. Por consiguiente, la evaluación de la ganancia de calor (soleamiento y transmisión) incluso con equipo funcionando menos de 24 horas, puede efectuarse mediante el uso de los datos de temperatura equivalente.

GANANCIA DE CALOR POR RADIACIÓN SOLAR EN SUPERFICIE DE VIDRIO

La intensidad de la radiación solar en los confines de la atmósfera es de

445

pie x

hr BTU 2

aproximadamente, el 21 de diciembre, cuando la tierra

esta en su perihelio y a 415

pie x

hr BTU 2

el 21 junio, cuando esta en se

afelio. Entre estas épocas del año la intensidad de la radiación solar varía estos límites.

Al atravesar la atmósfera disminuye considerablemente la intensidad de la radiación solar, de forma que una parte importante de ella se refleja hacia el espacio, dentro de la atmósfera, o es absorbida por las diversas partículas atmosféricas, la RADIACIÓN DIFUSA, debida a la reflexión que se produce en las partículas de vapor de agua, de ozono, o de polvo atmosférico se reparte de manera sensible uniformemente por la superficie de la tierra. RADIACIÓN DIRECTA es la parte de la radiación inicial que incide directamente en la superficie de la tierra. Los valores de estas dos radiaciones son variables y depende:

1. De la distancia que deben recorrer los rayos a través de la atmósfera para alcanzar un punto de la tierra.

2. De la limpieza de la atmósfera.

Cuando la distancia a recorrer en el interior de la atmósfera aumenta, o la atmósfera se hace mas opaca, disminuye la radiación directa y aumenta la difusa. Cuando una de las dos, o ambas, aumentan, el efecto resultante es reducir la cantidad de calor que llega a la superficie de la tierra.

CAPITULO 2

35

ÁNGULOS SOLARES

EN VIDRIO ORDINARIO

La ganancia de calor a través de un vidrio ordinario depende de la situación geográfica (latitud), del instante considerando ( hora, mes ) y, finalmente de su orientación. La componente de RADIACIÓN DIRECTA origina ganancia de calor en el espacio acondicionado solo cuándo la ventana es atravesada por los rayos solares, mientras que la componente de la RADIACIÓN DIFUSA origina ganancias de calor cualquiera que sea la posición de la ventana en relación con el sol.

El cristal ordinario absorbe una débil proporción de la radiación solar ( 5 a 6% ) y reflejada o transmite el resto. La magnitud del calor reflejado y trasmitida depende del ángulo de incidencia ( ángulo formado por la normal al cristal con la dirección con los rayos de sol. Para pequeños ángulos de incidencia se transmite de un 86 a 87% y se refleja de un 8 a 9%. Cuando aumenta el ángulo de incidencia aumenta también el calor reflejado y disminuye el transmitido. La ganancia de total por radiación comprenderá el calor transmitido más de un 40% aproximadamente del calor absorbido por el cristal.

A medida que la temperatura exterior aumenta, lo hace también la del cristal, haciendo que más calor sea absorbido por este, y lo aporte al local. Esto puede tenerse en cuenta sumando al calor que se transmite a través del cristal ( por diferencia de temperatura interior y exterior ) el 40% constante del calor que entra en el local por la radiación.

Este razonamiento se aplica también en los casos en que la temperatura exterior es mas baja que la del local.

CAPITULO 2

36

VIDRIO ORDINARIO

DIFERENTES TIPOS DE CRISTAL CON O SIN PERSIANA

Los cristales especiales absorben una fracción más importante de la radiación solar, por las siguientes razones:

1. Por que son mas gruesos 2. Porque puede haber sido tratados para aumentar su coeficiente de

absorción.

Estos cristales especiales disminuyen las ganancias por radiación directa, pero aumentan la ganancia por conveccion, ya que se ha absorbido la mayor cantidad de calor. En general, tienen un coeficiente de reflexión mas bajo que el del cristal ordinario, puesto que absorbe una parte del calor reflejado por su cara interna. Su utilización se traduce, a pesar de ello en una disminución de la ganancia de calor por radiación.

La eficacia de una persiana depende de su capacidad para impedir que el calor solar penetre en una habitación. Todas las persianas absorben y reflejan la mayor parte del calor solar y no permiten mas que ganancia débil por radiación directa, las persianas exteriores son más eficaces porque, por una parte, el calor reflejado es devuelto antes de penetrar en el local, y por otra parte, el calor absorbido se disipa al exterior. Cuando las persianas son interiores, el calor absorbido se disipa en el interior del local y parte del calor reflejado es absorbido a su paso a través del cristal.

CAPITULO 2

37

CRISTAL CON PERSIANA INTERIOR

SOMBRAS PROYECTADAS POR LOS SALIENTES DE LA VENTANAS

Todas las ventanas se encuentran más o menos protegidas de la radiación directa a causa de las sombras que proyectan los salientes o los edificios próximos, de forma que las zonas sombreadas no se vean afectadas más que por la radiación difusa. La reducción de las ganancias por radiación directa es particularmente sensible en aquellos inmuebles en los que las zonas acristaladas, están en un plano muy retrasado respecto a las fachadas.

La posición del sol se define por la altura y su azimut. El azimut es el ángulo que forman dos planos verticales, el que pasa por el sol y el que pasa por el norte terrestre.

SOMBRA DEBIDA A SALIENTES

CAPITULO 2

38

GANANCIA DE CALOR DEBIDA A LA INFILTRACIÓN DE AIRE

Para determinar el volumen de aire y las ganancias de calor latente y sensible, se sigue considerando las pérdidas por infiltración debidas a:

1. Las ranuras en puertas y ventanas

Cuando los espacios por acondicionar no están en edificios de gran altura, se suele despreciar la ganancia de calor debida a las ranuras.

2. La abertura más o menos constante de puertas. Por supuesto dependiendo al tipo de uso de puerta habrá una cantidad de aire que penetra por cada persona.

GANANCIA DE CALOR DEBIDA A PERSONAS

La ganancia de calor producida por los ocupantes a enfriar depende de su actividad que las personas desarrollen dentro del espacio y de la temperatura de ese ambiente.

La ganancia esta dividida en dos partes:

1. Ganancia de calor sensible 2. Ganancia de calor latente

GANANCIA DE CALOR DEBIDO POR EL AIRE NUEVO

El aire que se requiere ventilar se debe suministrar adecuadamente a códigos para mantener un nivel bajo de olor se requiere cierta cantidad mínima de aire. Considerado por persona cuando no fuman o si lo hacen varían estas cantidades.

El aire para ventilación se debe considerar independientemente de la propia carga de calor del espacio, ya que este pasa antes por el acondicionador, en contraste con el aire debido a infiltración que entra al espacio por refrigerar.

GANANCIA DE CALOR DEBIDO A EQUIPO MISCELÁNEO

Siempre se debe considerar esta parte de la ganancia total que en ocasiones, puede ser muy importante debido a que también los equipos electrónicos, eléctricos, mecánicos, etc. Desprende calor.

CAPITULO 2

39

GANANCIA DE CALOR POR LUMINARIAS

Los elementos de iluminación convierten la energía eléctrica en calor y en luz, una parte de este calor es radiante y se almacena parcialmente.

GANANCIA DE CALOR POR POTENCIA

Los motores eléctricos construyen una carga importante muy importante en las instalaciones, por lo que debe hacerse un cuidadoso análisis respecto a las horas de trabajo y su capacidad.

CALCULO DE LA CARGA A GRANDES ALTURAS

Como los cálculos de la carga de acondicionamiento se realizan a base de libras de aire necesarias, debe tenerse encuenta que toda reducción en la densidad del aire supone un aumento de volumen necesario. El peso del aire necesario para satisfacer la carga latente a causa de la mayor capacidad de carga latente del aire a grandes alturas. Para realizar cálculos para grandes altitudes deben introducirse correcciones como son en:

1. El contenido de humedad del aire ambiente, que se debe ajustar a la altura en que estará situado el equipo.

2. Los métodos de calculo que se utilicen en la estimación de carga no sufren variación alguna, excepto en los factores que afectan a los cálculos de volumen de aire o calor latente o sensible.

3. a causa del mayor contenido de humedad del aire, el factor de calor sensible efectivo debe ser corregido.

Después de hacer la evaluación de la carga debe elegirse el equipo cuya capacidad sea suficiente para neutralizar la carga. El aire impulsado hacia el espacio acondicionado debe tener las condiciones necesarias para satisfacer las cargas de calor sensible y latente que han sido estimadas.

CARGA DE CALOR TOTAL

Carga de calor es la cantidad de calor que debe retirarse del espacio por acondicionar, para reducir a la temperatura deseada.

En la mayoría de los casos, la carga de calor es la suma del calor del espacio a acondicionar más el calor motores, alumbrado, personas, etc.

CAPITULO 2

40

En cualquier proceso de refrigeración, el cuerpo empleado como absorbente de calor se llama agente de refrigeración o agente REFRIGERANTE.

Generalmente el REFRIGERANTE absorbe CALOR por evaporación a temperaturas y presiones bajas.

Las características de calor de los refrigerantes son importantes en lo que respecta al proyecto del sistema, aplicación y funcionamiento. El refrigerante se selecciona después de analizar las características necesarias. Inflamabilidad, miscibilidad, etc.

2.4 CICLO DEL REFRIGERANTE

El ciclo de CARNOT, es la teoría básica para cualquier sistema práctico de refrigeración. Este es un ciclo ideal para el cual se cumple la condición de máximo rendimiento trabajando entre dos determinadas temperaturas de fuente fría y caliente. El CICLO DE CARNOT, para un gas perfecto, consiste de cuatro operaciones sucesivas.

AB. EXPANSIÓN ISOTÉRMICA. El calor se toma a una temperatura T del depósito caliente. BC. EXPANSIÓN ADIABÁTICA. La temperatura del fluido baja de T a To. CD. COMPRESIÓN ISOTÉRMICA. El calor es cedido al cuerpo frió, a una temperatura de To. DA. COMPRESIÓN ADIABÁTICA. La temperatura del gas se incrementa de To a T

CICLO DE CARNOT

CAPITULO 2

41

DIAGRAMA MOLIERE Es una representación grafica de los datos contenidos de las tablas termodinámicas. Tiene tres zonas cada una corresponde a un estado físico correspondiente del refrigerante.

DIAGRAMA DE MOLIERE

CICLO DE REFRIGERACIÓN El ciclo normal de compresión de vapor de los siguientes cuatro procesos básicos:

1. EVAPORACIÓN. Del refrigerante liquido que se convierte en vapor en condiciones de presión constante.

2. COMPRESIÓN del vapor desde una baja presión hasta una alta presión. Este proceso puede suponerse que ocurre a entropía constante.

3. CONDENSACIÓN del refrigerante, el cual se convierte de vapor a líquido. Antes de que pueda comenzar la condensación, el vapor debe llevarse hasta el punto de saturación, removiendo cualquier sobrecalentamiento existente. El proceso completo tiene lugar a presión constante.

4. La EXPANSIÓN del refrigerante liquido desde un nivel de presión en la mezcla mas baja. Esto ocurre sin que haya transferencia de energía hacia dentro o hacia fuera del refrigerante. En consecuencia., la entalpía permanece constante.

CAPITULO 2

42

LÍNEA DE CONDENSACIÓN a presión constante a la temperatura apropiada para la condensación a partir de la línea de líquido saturado hacia el interior de la zona de mezcla, se origina en la zona de vapor sobrecalentado

LÍNEA DE EVAPORACIÓN a presión constante, a la temperatura apropiada de evaporación, parte de la línea de líquido saturado hacia la línea de vapor saturado.

LÍNEA DE EXPANSIÓN, a entalpía constante, parte del extremo de la línea de condensación hasta la línea de evaporación.

LÍNEA DE COMPRESIÓN, a entropía constante, parte del extremo de la línea de evaporación y llega hasta la línea de condensación en la zona de vapor sobrecalentado.

CICLO COMPLETO, representa la historia de una libra de refrigerante fluyendo una vez alrededor del sistema.

CAPITULO 2

43

EFECTO DE REFRIGERACIÓN

Un termino común que se usa en trabajos de refrigeración para definir y medir capacidad del efecto refrigerante, se llama una tonelada de refrigeración. Esta cantidad de calor absorbida al fundir una tonelada de hielo 1200lb en un periodo de 24hrs.

CAPITULO 2

44

2.5 CONDICIONES BÁSICAS PARA EL DISEÑO

CONDICIONES DEL LUGAR

Lugar Veracruz, Ver. Área BANCO DEL BAJIO, oficinas Latitud norte 19°12´ Altura sobre el nivel mar 16m Presión barométrica 760mmHg Factor de corrección de densidad

1 760 760

= mmHg mmHg

CONDICIONES DISEÑO EXTERIOR

Temperatura de bulbo seco ( ) tbS 33°C = 92°F

Temperatura bulbo húmedo ( ) tbh 27°C = 81°F

Temperatura de roció ( ) t h CARTA PSICROMETRICA 77.5°F

Variación diaria ( ) RD 12°F

Variación anual ( ) RA 43°F

Humedad especifica ( ) H e CARTA PSICROMETRICA 142 . .s lba

granos

Entalpía (h) CARTA PSICROMETRICA 44.5

. .s lba BTU

Temperatura de bulbo seco invierno

( )inv tbS 9.6°C = 49°F

CAPITULO 2

45

CONDICIONES DISEÑO INTERIOR

Temperatura de bulbo seco ( ) tbS 25.9°C = 78°F

Humedad relativa ( ) H R 45%

Temperatura de roció ( ) t h CARTA PSICROMETRICA 55°F

Humedad especifica ( ) H e CARTA PSICROMETRICA 64 . .s lba

granos

Entalpía (h) CARTA PSICROMETRICA 28.7

. .s lba BTU

CONDICIONES ESPECÍFICA

Área Banco ( Oficinas ) Muros color Medio Techo color Oscuro Cristal Ordinario 6mm Sombra Sin sombra Hora de operación 9:00am hasta 6:00pm

Según CARRIER Por permanencia en el lugar 3hr máximo para determinar la temperatura de bulbo seco interior se tiene:

( ) ext tb tb s s 3 . 0 16 int + =

( ) F C C tbs ° ≈ ° = ° + = 78 9 . 25 33 3 . 0 16 int

CAPITULO 2

46

2.6 MES MÁS CALUROSO

El mes mas caluroso para el edificio lo determinara el vidrio debido a su cantidad expuesta y será diferente para cada edificio en particular por su orientación.

VIDRIO sur (S)

3.70m x 2.50m = 9.25m² = 99.53pie² 100pie² APROX. 8.30m x 2.50m = 20.75m² = 223.27pie² 224pie² APROX.

TOTAL AREA 324pie²

VIDRIO oeste (W)

3.20m x 2.50m = 8.00m² = 86.08pie² 86pie² APROX.

TOTAL AREA 86pie²

De tabla 6 PEAK SOLAR HEAT GAIN THEU ORDINARY GLASS Se determinara el mes más caluroso para este edificio, mediante una aproximación.

Teniendo Área vidrio (S)=324pie² Área vidrio (W)=86pie² Latitud norte=19º12’=20º

VIDRIO EXPUESTO (S)

MES AREA (S) (pie²)

EXPOSICIÓN LATITUD NORTE

² * pie hr

BTU

CARGA TOTAL POR MES

hr BTU

JUN 324 x 14 = 4,536.00 JUL Y MAY

324 x 14 = 4,536.00

AGO Y ABR

324 x 26 = 8,424.00

SEP Y MAR

324 x 65 = 21,060.00

OCT Y FEB

324 x 11 = 35,964.00

NOV Y ENE

324 x 141 = 45,684.00

DIC 324 x 149 = 48,276.00

CAPITULO 2

47

VIDRIO EXPUESTO (W)

MES AREA (W) (pie²)

EXPOSICIÓN LATITUD NORTE

² * pie hr

BTU

CARGA TOTAL POR MES

hr BTU

JUN 86 x 160 = 13,760.00 JUL Y MAY

86 x 163 = 14,018.00

AGO Y ABR

86 x 165 = 14,180.00

SEP Y MAR

86 x 163 = 14,018.00

OCT Y FEB

86 x 147 = 12,602.00

NOV Y ENE

86 x 128 = 11,008.00

DIC 86 x 121 = 10,406.00

VIDRIO EXPUESTO TOTAL

MES CARGA TOTAL POR MES VIDRIO (S)

hr BTU

CARGA TOTAL POR MES VIDRIO (W)

hr BTU

CARGA TOTAL POR MES

hr BTU

JUN 4536 + 13760 = 18,296.00 JUL Y MAY

4536 + 14018 = 18,554.00

AGO Y ABR

8424 + 14180 = 22,604.00

SEP Y MAR

21060 + 14018 = 35,078.00

OCT Y FEB

35964 + 12602 = 48,606.00

NOV Y ENE

45684 + 11008 = 56,692.00

DIC 48276 + 10406 = 58,682.00

El mes más caluroso para este edificio es NOVIEMBRE, tomado en el cual estarán basados los cálculos para obtener la máxima carga

CAPITULO 2

48

2.7 COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN ( U )

Se determinara el coeficiente de transmisión para los elementos involucrados en la transmisión de calor como son: muros, losa, partición, etc.

MURO

3/4" 4"

1/2"

1 /2"

APLANADO CEMENTOARENA TABIQUE ROJO COMUN

APLANADO CEMENTOARENA

FILM EXTERIOR

APLANADO DE YESO FILM INTERIOR

MATERIAL ESPESOR

( Pulg )

1/C

( pie F hr

BTU 2

² )

K

( pie F hr

BTUpu 2

²

lg )

FILM EXTERIOR 0.17 APLANADO ¾ 5.00 TABIQUE COMÚN

4 5.00

APLANADO ½ 5.00 YESO ½ 1.56

FILM INTERIOR 0.61

Por lo tanto se tiene:

R F k x

k x

C F R TOTAL i O

TOTAL U 1 1 1 1

1 3

3

2

2

1

= ∴ + + + + =

pie R F hr BTU U TOTAL 2 ²

47 . 0 15 . 22 1 61 . 0

56 . 1 50 . 0

00 . 5 50 . 0

00 . 5 00 . 4

00 . 5 75 . 0 17 . 0 = = ∴ + + + + + =

CAPITULO 2

49

PARTICIÓN

3/4" 4"

1/2"

1 /2"

APLANADO CEMENTOARENA TABIQUE ROJO COMUN

APLANADO CEMENTOARENA

APLANADO DE YESO FILM INTERIOR

FILM INTERIOR

APLANADO YESO 1/2"

MATERIAL ESPESOR

( Pulg )

1/C

( pie F hr

BTU 2

² )

K

( pie F hr

BTUpu 2

²

lg )

FILM EXTERIOR 0.61 YESO

APLANADO ½¾

1.56 5.00

TABIQUE COMÚN

4 5.00

APLANADO ½ 5.00 YESO ½ 1.56

FILM INTERIOR 0.61


R F k x

k x

C F R TOTAL i O

TOTAL U 1 1 1 1

1 3

3

2

2

1

= ∴ + + + + =


34 . 0 91 . 2 1 61 . 0

56 . 1 50 . 0

00 . 5 50 . 0

00 . 5 00 . 4

00 . 5 75 . 0

56 . 1 50 . 0 61 . 0 = = ∴ + + + + + + =

CAPITULO 2

50

LOSA

1"

31"

LAMINA

FIBRA DE VIDRIO

FILM EXTERIOR

ESPACIO DE AIRE

FILM INTERIOR

PLAFON 3/4"

MATERIAL ESPESOR

( Pulg )

1/C

( pie F hr

BTU 2

² )

K

( pie F hr

BTUpu 2

²

lg )

FILM EXTERIOR 0.17 LAMINA

FIBRA DE VIDRIO

1 4.00

ESPACIO DE AIRE

31 1.25

PLAFON ¾ 2.20 FILM INTERIOR 0.68


R F k x

k x

C F R TOTAL i O

TOTAL U 1 1 1 1

1 3

3

2

2

1

= ∴ + + + + =


37 . 0 69 . 2 1 68 . 0

20 . 2 75 . 0 25 . 1

00 . 4 00 . 1 17 . 0 = = ∴ + + + + =

CAPITULO 2

51

VIDRIO ORDINARIO

FILM INTERIOR

VIDRIO COMUN

FILM EXTERIOR

0 .05"

R F k x

k x

C F R TOTAL i O

TOTAL U 1 1 1 1

1 3

3

2

2

1

= ∴ + + + + =

pie F hr BTU U 2 ²

13 . 1 79 . 0 1

= = CATALOGO DE VIDRIO COMUN 13MM CONVECCION

pie F hr BTU U 2 ²

94 . 0 79 . 0 1

= = CATALOGO DE VIDRIO COMUN 13MM RADIACION

CAPITULO 2

52

2.8 GANANCIA DE CALOR A TRAVÉS DE SUPERFICIES

Se determinara la ganancia de calor que pasa a través del muro, el vidrio, la losa, el muro partición etc. De cada hora, para determinar la hora pico de carga, ganancia de calor debida a absorción del material.

GANANCIA DE CALOR EN EL VIDRIO

NOTA: La temperatura exterior son propuestas mediante el MANUAL CARRIER

que relacionan a la posición del sol con el mes más caluroso.

VIDRIO

HORA T e ∆ =(TextTint)

9:00 am 76.00 78.00 = 2°F 10:00 am 77.92 78 = 0.8°F 11:00 am 78.6 78 = 0.6°F 12:00 am 80 78 = 2°F 1.00 pm 82 78 = 4°F 2:00 pm 84 78 = 6°F 3:00 pm 85 78 = 7°F 4:00 pm 84 78 = 6°F 5:00 pm 83.5 78 = 5.5°F 6:00 pm 83 78 = 5°F

ÁREA EXPUESTA VIDRIO sur (S)

3.70m x 2.50m = 9.25m² = 99.53pie² 100pie² APROX. 8.30m x 2.50m = 20.75m² = 223.27pie² 224pie² APROX.

TOTAL AREA 324pie²

VIDRIO oeste (W)

3.20m x 2.50m = 8.00m² = 86.08pie² 86pie² APROX.

TOTAL AREA 86pie²

CAPITULO 2

53

GANANCIA DE CALOR EN EL VIDRIO

HORA te ∆ ( ºF )

U

°F hrpie

BTU ²

A ( pie² )

Q

hr BTU

9:00 2.00 1.13 410.00 926.60 10:00 0.80 1.13 410.00 370.64 11:00 0.60 1.13 410.00 277.98 12:00 2.00 1.13 410.00 926.60 1:00 4.00 1.13 410.00 1,853.20 2:00 6.00 1.13 410.00 2,779.80 3:00 7.00 1.13 410.00 3,243.10 4:00 6.00 1.13 410.00 2,779.80 5:00 5.50 1.13 410.00 2,548.15 6:00 5.00 1.13 410.00 2,316.50

GANANCIA DE CALOR EN EL MURO



MURO SUR ( S )


9:00 am 71 78 = 7°F 10:00 am 72 78 = 6°F 11:00 am 76.74 78 = 1.26°F 12:00 am 79.61 78 = 1.61°F 1.00 pm 84.94 78 = 6.94°F 2:00 pm 88.41 78 = 10.41°F 3:00 pm 89.94 78 =11.94°F 4:00 pm 91.41 78 = 13.41°F 5:00 pm 90.61 78 = 12.61°F 6:00 pm 89.74 78 = 11.74°F

CAPITULO 2

54

ÁREA EXPUESTA MURO ( S )

22.70m x 6.61m = 150.05m²

TOTAL ÁREA 150.05m² TOTAL VIDRIO 30.29m² TOTAL MURO 119.76m²

1,289.00pie²

GANANCIA CALOR MURO SUR

HORA te ∆ ( ºF )

U

°F hrpie

BTU ²

A ( pie² )

Q

hr BTU

9:00 7.00 0.47 1,289.00 4,240.81 10:00 6.00 0.47 1,289.00 3,634.98 11:00 1.26 0.47 1,289.00 764.95 12:00 1.61 0.47 1,289.00 972.98 1:00 6.94 0.47 1,289.00 4,205.59 2:00 10.41 0.47 1,289.00 6,306.11 3:00 11.94 0.47 1,289.00 7,234.74 4:00 13.41 0.47 1,289.00 8,163.38 5:00 12.61 0.47 1,289.00 7,637.11 6:00 11.74 0.47 1,289.00 7,110.84



MURO ESTE ( W ) HORA T e ∆ =(TextTint)

9:00 am 73.11 78 = 4.89°F 10:00 am 73.41 78 = 4.59°F 11:00 am 75.11 78 = 2.89°F 12:00 am 76.82 78 = 1.18°F 1.00 pm 79.82 78 = 1.82°F 2:00 pm 82.82 78 = 4.82°F 3:00 pm 89.74 78 = 11.74°F 4:00 pm 95.26 78 =17.26°F 5:00 pm 101.19 78 = 23.19°F 6:00 pm 105.71 78 = 27.71°F

CAPITULO 2

55

ÁREA EXPUESTA MURO ( W )

5.62m x 6.61m = 37.15m²

TOTAL AREA 37.15m² TOTAL VIDRIO 8m² TOTAL MURO 29.15m²

314.00pie²

GANANCIA DE CALOR MURO OESTE

HORA te ∆ ( ºF )

U

°F hrpie

BTU ²

A ( pie² )

Q

hr BTU

9:00 4.89 0.47 314.00 721.37 10:00 4.59 0.47 314.00 677.69 11:00 2.89 0.47 314.00 426.21 12:00 1.18 0.47 314.00 174.73 1:00 1.82 0.47 314.00 268.01 2:00 4.82 0.47 314.00 710.75 3:00 11.74 0.47 314.00 1,733.18 4:00 17.26 0.47 314.00 2,547.82 5:00 23.19 0.47 314.00 3,422.68 6:00 27.70 0.47 314.00 4,089.74

GANANCIA DE CALOR EN MURO PARTICIÓN



MURO PARTICIÓN HORA T e ∆ =(TextTint)

9:00 am 76.8 78 = 1.20°F 10:00 am 77.51 78 = 0.49°F 11:00 am 77.64 78 = 0.36°F 12:00 am 79.2 78 = 1.20°F 1.00 pm 80.4 78 = 2.40°F 2:00 pm 81.6 78 = 3.60°F 3:00 pm 82.2 78 = 4.20°F 4:00 pm 81.6 78 = 3.60°F

CAPITULO 2

56

5:00 pm 81.3 78 = 3.30°F 6:00 pm 81 78 = 3.00°F

ÁREA PARTICIÓN MURO ( TOTAL )

4.93m x 22.52m x 5.60m x 9.70m x

6.61m = 6.61m = 6.61m = 6.61m =

32.59 m² 148.86 m² 37.02 m² 64.12 m²


3,041pie²

GANANCIA DE CALOR MURO PARTICIÓN

HORA te ∆ ( ºF )

U

°F hrpie

BTU ²

A ( pie² )

Q

hr BTU

9:00 1.20 0.34 3,041.00 1,240.73 10:00 0.48 0.34 3,041.00 496.29 11:00 0.36 0.34 3,041.00 372.22 12:00 1.20 0.34 3,041.00 1,240.73 1:00 2.40 0.34 3,041.00 2,481.46 2:00 3.60 0.34 3,041.00 3,722.18 3:00 4.20 0.34 3,041.00 4,342.55 4:00 3.60 0.34 3,041.00 3,722.18 5:00 3.30 0.34 3,041.00 3,412.00 6:00 3.00 0.34 3,041.00 3,101.82

GANANCIA DE CALOR EN LOSA



LOSA


9:00 am 72.96 78 = 5.04°F 10:00 am 74 78 = 4.00°F

CAPITULO 2

57

11:00 am 82.73 78 = 4.73°F 12:00 am 89.61 78 = 11.61°F 1.00 pm 96.46 78 = 18.46°F 2:00 pm 103.3 78 = 25.30°F 3:00 pm 109.11 78 = 31.11°F 4:00 pm 113.95 78 = 35.95°F 5:00 pm 115.83 78 = 37.83°F 6:00 pm 115.8 78 = 37.80°F

ÁREA EXPUESTA LOSA

11.15m x 9.73m = 108.49m² 11.62m x 0.5 x 0.97m x

9.73m = 22.77m =

113.06m² 11.04m²


2,503pie²

GANANCIA DE CALOR EN LOSA

HORA te ∆ ( ºF )

U

°F hrpie

BTU ²

A ( pie² )

Q

hr BTU

9:00 5.04 0.37 2,503.00 4,666.52 10:00 4.00 0.37 2,503.00 3,704.44 11:00 4.73 0.37 2,503.00 4,378.79 12:00 11.61 0.37 2,503.00 10,753.67 1:00 18.46 0.3 2,503.00 17,092.57 2:00 25.30 0.37 2,503.00 23,431.48 3:00 31.11 0.37 2,503.00 28,808.31 4:00 35.95 0.37 2,503.00 33,295.00 5:00 37.83 0.37 2,503.00 35,039.33 6:00 37.80 0.37 2,503.00 35,003.36

CAPITULO 2

58

2.9 GANANCIA DE CALOR POR RADIACIÓN SOLAR EN VIDRIO

Se determinara por medio de la altitud y el azimut del sol las áreas sombreadas que determinaran nuestra ganancia de calor

DETERMINANDO PORCENTAJES DE AREAS SIN SOL Y SOLEADA

ORIENTACIÓN SUR AREA VIDRIO 326.04pie² ESPESOR 0.42pie

POR MEDIO DE MANUAL CARRIER QUE RELACIONA ALTITUD CON AZIMUT PARA TENER UNA AREA SOMBREADA

HORA (am/pm)

ALTITUD (·) AZIMUT MURO (·)

% AREA SOLEADA

% AREA SOMBREADA

9:00 30 50 94.20 5.80 10:00 40 38 93.80 6.20 11:00 47 22 93.70 6.30 12:00 50 0 94.00 6.10 1:00 47 22 93.70 6.30 2:00 40 38 93.80 6.20 3:00 30 50 94.20 5.80 4:00 19 59 94.90 5.10 5:00 6 66 96.30 3.70 6:00 0 0 0 0

ORIENTACIÓN OESTE AREA VIDRIO 86.11 pie² ESPESOR 0.42pie

POR MEDIO DE MANUAL CARRIER QUE RELACIONA ALTITUD CON AZIMUT PARA TENER UNA AREA SOMBREADA

HORA (am/pm)

ALTITUD (·) AZIMUT MURO (·)

% AREA SOLEADA

% AREA SOMBREADA

9:00 30 140 0 0 10:00 40 128 0 0 11:00 47 112 0 0 12:00 50 90 0 0 1:00 47 68 75.60 24.40 2:00 40 52 88.60 12.00 3:00 30 40 92.80 7.20 4:00 19 31 95.60 4.40 5:00 6 24 97.60 2.40 6:00 0 0 0 0

CAPITULO 2

59

GANANCIA DE CALOR POR RADIACIÓN (DIRECTA)

Se determinara la ganancia de calor por radiación directa, cuando hay una ganancia de calor por transmisión directa.

VIDRIO SUR

HORA (AM/PM)

ÁREA (pie²)

t ∆ o GANANCIA DE CALOR

(ºF)

U

°F hrpie

BTU ²

Q

hr BTU

9:00 326.04 66.28 0.94 20,312.41 10:00 326.04 84.64 0.94 25,940.64 11:00 326.04 98.92 0.94 30,316.50 12:00 326.04 109.25 0.94 33,481.21 1:00 326.04 100.35 0.94 30,756.10 2:00 326.04 98.99 0.94 30,337.31 3:00 326.04 85.01 0.94 26,052.88 4:00 326.04 85.29 0.94 20,009.65 5:00 326.04 38.30 0.94 11,738.12 6:00 326.04 0 0.94 0

VIDRIO OESTE

HORA (AM/PM)

ÁREA (pie²)


(ºF)

U

°F hrpie

BTU ²

Q

hr BTU

9:00 .11 0.94 0 10:00 86.11 0.94 0 11:00 86.11 0.94 0 12:00 86.11 0.94 0 1:00 86.11 16.25 0.94 1,954.85 2:00 86.11 29.59 0.94 3,559.86 3:00 86.11 46.82 0.94 5,633.74 4:00 86.11 58.91 0.94 7,088.45 5:00 86.11 62.02 0.94 7,461.73 6:00 86.11 0.94 0

NOTA: CON RELACIÓN A EL PORCENTAJE DE ÁREA SOLEADA Y NO SOLEADA SE TIENE LA GANANCIA DE CALOR PARA DIFERENTE HORA.

CAPITULO 2

60

GANANCIA DE CALOR POR RADIACIÓN (SOMBRA NATURAL)

Se determinara la ganancia de calor por sombra natural, la cual es efectuada cuando el sol no esta dando en alguna orientación de edifico sol directo.

VIDRIO SUR

HORA (AM/PM)

ÁREA (pie²)


(ºF)

U

°F hrpie

BTU ²

Q

hr BTU

9:00 326.04 81.86 0.94 25,089.15 10:00 326.04 105.00 0.94 32,179.57 11:00 326.04 122.79 0.94 37,633.73 12:00 326.04 0 0 1:00 326.04 0 0 2:00 326.04 0 0 3:00 326.04 0 0 4:00 326.04 0 0 5:00 326.04 0 0 6:00 326.04 0 0

VIDRIO OESTE

HORA (AM/PM)

ÁREA (pie²)


(ºF)

FA SUR U

°F hrpie

BTU ²

Q

hr BTU

9:00 86.11 30.70 0.19 0.94 2,484.61 10:00 86.11 27.46 0.17 0.94 2,223.07 11:00 86.11 25.85 0.16 0.94 2,092.30 12:00 86.11 24.23 0.15 0.94 1,961.53 1:00 86.11 37.16 0.23 0.94 3,007.68 2:00 86.11 58.16 0.36 0.94 4,707.68 3:00 86.11 0 0 0 4:00 86.11 0 0 0 5:00 86.11 0 0 0 6:00 86.11 0 0 0


CAPITULO 2

61

GANANCIA DE CALOR POR (SOMBRA ARTIFICIAL)

Se determinara la ganancia de calor por sombra artificial la cual es la sombra que se genera cuando hay radiación directa se provoca una sombra por saliente del marco, etc. y hay ganancia por radiación difusa

VIDRIO SUR

HORA (AM/PM)

ÁREA (pie²)


(ºF)

U

°F hrpie

BTU ²

Q

hr BTU

9:00 326.04 0.27 0.94 82.36 10:00 326.04 0.37 0.94 113.05 11:00 326.04 0.44 0.94 133.59 12:00 326.04 0.46 0.94 141.25 1:00 326.04 0.44 0.94 135.51 2:00 326.04 0.43 0.94 132.21 3:00 326.04 0.34 0.94 105.64 4:00 326.04 0.23 0.94 71.41 5:00 326.04 0.10 0.94 29.57 6:00 326.04 0.94 0

VIDRIO OESTE

HORA (AM/PM)

ÁREA (pie²)


(ºF)

U

°F hrpie

BTU ²

Q

hr BTU

9:00 86.11 0 0 10:00 86.11 0 0 11:00 86.11 0 0 12:00 86.11 0 0 1:00 86.11 2.07 0.94 167.27 2:00 86.11 1.03 0.94 83.39 3:00 86.11 0.63 0.94 50.91 4:00 86.11 0.39 0.94 31.83 5:00 86.11 0.21 0.94 17.10 6:00 86.11 0.94 0


CAPITULO 2

62

RESUMEN DE GANANCIAS DE CALOR (GANANCIA VARIABLE)

GANANCIAS VARIABLES debido a que no son iguales para cada hora y van cambiando conforme el movimiento del sol.

RADIACIÓN SOLAR TRANSMISIÓN

DIRECTO SOMBRA NATURAL SOMBRA

ARTIFICIAL HORA SUR OESTE SUR OESTE SUR OESTE

PARTICIO N

MURO SUR

MURO OESTE TECHO VIDRIO Q TOTAL

9:00am 20,312.41 0 25,089.15 2,484.61 82.36 0 1,240.73 4,240.81 721.37 4,666.52 926.6 36,172.51

10:00am 25,940.64 0 32,179.57 2,223.07 113.05 0 496.29 3,634.98 677.69 3,704.44 370.64 51,572.28

11:00am 30,316.50 0 37,633.73 2,092.30 133.59 0 372.22 764.95 426.21 4,378.79 277.98 74,013.94

12:00pm 33,481.21 0 0 1,961.53 141.25 0 1,240.73 972.98 174.73 10,753.67 926.60 49,303.23

1:00pm 30,756.10 1,954.85 0 3,007.68 135.51 167.27 2,481.46 4,205.59 268.01 17,092.57 1,853.20 61,922.24

2:00pm 30,337.31 3,559.86 0 4,707.68 132.21 83.39 3,722.18 6,306.11 710.75 23,431.48 2,779.80 75,770.76 3:00pm 26,052.88 5,633.74 0 0 105.64 50.91 4,342.55 7,234.74 1,733.18 28,808.31 3,243.10 77,205.04

4:00pm 20,009.65 7,088.45 0 0 71.41 31.83 3,722.18 8,163.38 2,547.82 33,295.00 2,779.80 77,709.52

5:00pm 11,738.12 7,461.73 0 0 29.57 17.10 3,412.00 7,637.11 3,422.68 35,039.33 2,548.15 71,305.79

6:00pm 0 0 0 0 0 0 3,101.82 7,110.84 4,089.74 35,003.36 2,316.50 51,622.26

N O T A : POR LO TANTO SE DETERMINA QUE LA CARGA MÁXIMA SE TENDRA A LAS 4:00PM DE NOVIEMBRE Y POR LO TANTO SE PROCEDERA A DETERMINAR EL EQUIPO INCLUYENDO LA GANANCIA DE CALOR CONSTANTE QUE A CONTINUACIÓN SE DETERMINARA.

CAPITULO 2

63

2.10 GANANCIA DE CALOR GENERADA DENTRO DEL LOCAL

GANANCIA DE CALOR SENSIBLE (GANANCIA CONSTANTE)

Se calculara todas las ganancias interiores que ha continuación para determinar con mayor exactitud la carga total de calor

GANANCIA DE CALOR POR PERSONA

Teniendo: Hay 20 personas ( personal del banco ) Hay 30 personas ( promedio clientes en todo el día ) Factor de diversidad: 0.85

Teniendo MANUAL CARRIER

Hs = 220.00 hr BTU

HL = 280.00 hr BTU

( ) ( ) ( ) Hs fd x personas Q * = MANUAL CARRIER

CLIENTES

( ) ( ) hr BTU

hr BTU x personas Q 00 . 610 , 5 220 * 85 . 0 30 =

=

PERSONAL

( ) ( ) hr BTU

hr BTU x personas Q 00 . 400 , 4 220 * 00 . 1 20 =

=

hr BTU

hr BTU

hr BTU Q TOTAL 00 . 010 , 10 5610 4400 = + =

GANANCIA DE CALOR POR POTENCIA

Teniendo: APROXIMADO 5HP Factor de diversidad: 0.81

( ) ( ) ( ) ( ) 415 . 3 * 746 * fd x HP Q = MANUAL CARRIER

( ) ( ) ( ) ( ) hr BTU x HP Q TOTAL 00 . 318 , 10 415 . 3 * 81 . 0 * 746 5 = =

CAPITULO 2

64

GANANCIA DE CALOR POR LUCES Teniendo: 4200 WATTS Balastra 1.25

( ) ( ) ( ) 25 . 1 * 41 . 3 * Watt Q =

( ) ( ) ( ) hr BTU Watt Q TOTAL 50 . 902 , 17 25 . 1 * 41 . 3 * 4200 = =

GANANCIA DE CALOR POR ARTEFACTOS Teniendo: 17 computadoras 8 impresoras 2 copiadoras 2 cafeteras ( para 8 tazas )

Computadoras 350Watt y fd=1 Impresora 108Watt y fd=0.5 Copiadora 1440Watt y fd=0.5 Cafetera ( para 8 tazas ) fd=0.7

Hs= 3580.00 hr BTU y HL =1540.00

hr BTU

( ) ( ) ( ) 415 . 3 * _ . * * equipo no fd Watt Q = ( ) ( ) ( ) equipo no fd Hs Q _ . * * = ( ) ( ) ( ) equipo no fd HL Q _ . * * =

CALOR SENSIBLE

( ) ( ) ( ) hr BTU as computador Watt Q 25 . 319 , 20 415 . 3 * 17 * 1 * 350 = =

( ) ( ) ( ) hr BTU impresoras Watt Q 28 . 475 , 1 415 . 3 * 8 * 5 . 0 * 108 = =

( ) ( ) ( ) hr BTU copiadoras Watt Q 56 . 950 , 2 415 . 3 * 2 * 3 . 0 * 1440 = =

( ) ( ) hr BTU cafeteras

hr BTU Q 00 . 012 , 5 2 * 7 . 0 * 3580 =

=

hr BTU

hr BTU

hr BTU

hr BTU

hr BTU Q TOTAL 09 . 757 , 29 25 . 20319 28 . 1475 56 . 2950 5012 = + + + =

CAPITULO 2

65

GANANCIA DE CALOR POR AIRE NUEVO

Considerando que se tendrá: 50 personas en total empleados y clientes Volumen por cambio por persona 7.5 PCM/PERSONA MANUALCARRIER

Determinando cantidad de AIRE NUEVO

PCM persona

PCM personasX PCM 375 50 . 7 50 = =

AIRE NUEVO = 375PCM Text = 85º F Tint = 78º F BYPASS = 0.124 MANUAL CARRIER

FCD = 1 xFCD TxBYPASSx PCMx Q TOTAL 08 . 1 ∆ = MANUAL CARRIER

hr BTU x x Fx PCMx Q TOTAL 54 . 351 1 08 . 1 124 . 0 ) 78 85 ( 375 = ° − =

GANANCIA DE CALOR SENSIBLE (GANANCIA VARIABLE Y CONSTANTE)

CALOR SENSIBLE Q

hr BTU

GANANCIA DE CALOR VARIABLE GANANCIA DE CALOR POR PERSONAS

77,709.52 10,010.00

GANANCIA DE CALOR POR POTENCIA 10,317.74 GANANCIAS DE CALOR POR LUMINARIAS 17,902.50 GANANCIAS DE CALOR POR ARTEFACTOS 29,757.09 GANANCIA DE CALOR POR AIRE NUEVO 351.54

CAPITULO 2

66

GANANCIA DE CALOR LATENTE (GANANCIA CONSTANTE)

GANANCIA DE CALOR POR PERSONA

TENIENDO: 20EMPLEADOS fd = 1 30CLIENTES fd = 0.81 HL=280 BTU/hr x persona

xfd PERSONASx NO H Q L TOTAL _ . =

hr BTU

hr BTU

hr BTU

hr BTU x

hrxpersona BTU personasx

hr BTU x

hrxpersona BTU personasx

Q

Q

Q

TOTAL

CLIENTES

EMPLEADOS

00 . 404 , 12 6804 5600

00 . 804 , 6 81 . 0 280 30

00 . 600 , 5 1 280 20

= + =

= =

= =

GANANCIA DE CALOR POR ARTEFACTOS

HL =1,540.00 hr BTU

CALOR LATENTE

( ) ( ) ( ) equipo no fd HL Q _ . * * =

( ) ( ) hr BTU cafeteras

hr BTU Q 00 . 156 , 2 2 * 7 . 0 * 1540 =

=

GANANCIA DE CALOR LATENTE AIRE NUEVO

AIRE NUEVO = 375PCM

mText = 132.00 lbas granos

mTint = 64.00 lbas granos

FCD = 1 BYPASS = 0.124 MANUAL CARRIER

( ) xFCD xBYPASSx PCMx m m Q TINT TEXT TOTAL 68 . 0 − = MANUAL CARRIER

hr BTU x x x

s lba granos PCMx Q TOTAL 16 . 150 , 2 1 68 . 0 124 . 0

. ) 64 132 ( 375 = − =

CAPITULO 2

67

GANANCIA DE CALOR LATENTE (GANANCIA CONSTANTE)

CALOR LATENTE Q

hr BTU

GANANCIA DE CALOR POR PERSONAS 12,404.00 GANANCIAS DE CALOR POR ARTEFACTOS 2,156.00 GANANCIA DE CALOR LATENTE AIRE NUEVO 2,150.16

GANANCIA DE CALOR EN EL EQUIPO

Se determinara la ganancia de calor que va ir directa al equipo debido a que actúa directamente en el serpentín.

AIRE NUEVO = 375PCM Text = 85º F Tint = 78º F

mText = 132 lbas granos

mTint = 64 lbas granos

FCD = 1 BYPASS = 0.124 MANUAL CARRIER

CALOR SENSIBLE

( ) FCD x BYPASS Tx PCMx Q TOTAL * 08 . 1 1− ∆ = MANUAL CARRIER

( ) ( ) hr BTU x Fx PCMx Q TOTAL 46 . 483 , 2 1 * 08 . 1 124 . 0 1 78 85 375 = − ° − =

CALOR LATENTE

( ) ( ) xFCD x BYPASS x PCMx m m Q TINT TEXT TOTAL 68 . 0 1− − = MANUAL CARRIER

( ) hr BTU x x x

s lba granos PCMx Q TOTAL 84 . 189 , 15 1 68 . 0 124 . 0 1

. ) 64 132 ( 375 = − − =

CAPITULO 2

68

2.12 (E20) FORMATO

Este formato esta basado en el manual de CARRIER y considera todos los cálculos hechos y los factores de seguridad, los cuales fueron calculados anteriormente para determinar la TR total.

ESTIMACIÓN DE LA CARGA TÉRMICA

HOJA: 1

CALCULADO POR: ARMANDO LOPEZ LOPEZ

NOMBRE DE LA OBRA: BANCO DEL BAJIO, VER. OFICINA: BANCO

FECHA: OCTUBRE 2005

HORAS DE FUNCIONAMIENTO: 9hr

DESCRIPCION AREA Ó CANT.

GANANCIA SOLAR Ó GRADIENTE DE TEMPERATURA U

hr BTU

CALOR SESIBLE

GANANCIA DE CALOR POR RADIACIÓN SOLAR EN VIDRIO

N VIDRIO PIES² x x E VIDRIO PIES² x x S VIDRIO 326.04 PIES² x 65.52 x 0.94 20,081.06 W VIDRIO 86.11 PIES² x 87.97 x 0.94 7,120.28

GANANCIA DE CALOR EN SUPERFICIES

N PARED PIES² x x E PARED PIES² x x S PARED 1,409.00 PIES² x 12.33 x 0.47 8,163.38 O PARED 314.00 PIES² x 17.26 x 0.47 2,547.82

TECHO SOL 2,503.00 PIES² x 35.95 x 0.37 33,295.00 TECHO SOMB PIES² x x

GANANCIA DE CALOR EN SUPERFICIES

TODO VIDRIO 412.00 PIES² x 5.97 x 1.13 2,779.80 PARTICION 2,762.00 PIES² x 3.46 x 0.39 3,722.18 TECHO PIES² x x PISO PIES² x x INFILTRACION

GANANCIA DE CALOR GENERADA DENTRO DEL LOCAL GANANCIA DE CALOR SENSIBLE

PERSONAS 30 PERS x 0.85 x 220 5,610.00

CAPITULO 2

69

20 PERS x 1 x 220 4,400.00 POTENCIAS 5 HP x 746W x 0.81 x 3.415 10,317.74 LUCES 4200 W x 1.25 x 3.415 17,902.50

ARTEFACTOS 350 108

1440 3580

W x W x W x W x

17 8 2 2

x 1 x 0.5 x 0.5 x 0.7

x x x x

3.415 3.415 3.415 3.415

20,319.00 1,475.00 2,951.00 5,012.00

SUB TOTAL 145,696.76

FACT. DE SEGURIDAD % 6.00 8,741.81

CALOR SENSIBLE DEL LOCAL (CSL) 154,438.57

GAN. CALOR DE MOTOR VENT

AIRE EXTERIOR 375.00 PCM x 7.00 °F x 0.124 x 1.08 351.54

CALOR SENSIBLE EFECTIVO DEL LOCAL (CSEL) 154,790.11

GANANCIA DE CALOR GENERADA DENTRO DEL LOCAL GANANCIA DE CALOR LATENTE

INFILTRACIÓN

PERSONAS 30 20

PERS x PERS x

280 x 280 x

0.81 1

6,804.00 5,600.00

CAFETERA 2 x 1540.00 x 0.7 2,156.00 SUB TOTAL 14,560.00

FACT. DE SEGURIDAD 14,560.00 % 6.00 873.60

CALOR LATENTE DEL LOCAL (CLL) 15,433.60 AIRE EXTERIOR 375.00 PCM x 68.00 x 0.68 x 0.124 2,150.16

CALOR LATENTE EFECTIVO DEL LOCAL (CLEL) 17,583.76

CALOR TOTAL EFECTIVO DEL LOCAL (CTEL) 172,373.87

CALOR DEL AIRE EXTERIOR SENSIBLE 375.00 PCM x 7.00 x 0.876 x 1.08 2,483.46 LATENTE 375.00 PCM x 68.00 x 0.876 x 0.68 15,189.84

GRAN TOTAL DE CALOR (GTC) 190,047.17

15.84TR

N O T A: SE HA DETERMINADO LA TONELADAS DE REFRIGERACIÓN QUE SE REQUIEREN PARA OBTENER LAS CONDICIONES REQUERIDAS EN EL BANCO Y ASI DETERMINAR EL EQUIPO.

CAPITULO 3 D E S C R I P C I Ó N D E L O S E Q U I P O S Q U E I N T E G R A N U N

S I S T E M A D E R E F R I G E R A C I Ó N

CAPITULO 3

71

CAPITULO 3

D E S C R I P C I Ó N D E L O S E Q U I P O S Q U E I N T E G R A N U N S I S T E M A D E R E F R I G E R A C I Ó N

3.1 ELEMENTOS BÁSICOS

Los elementos básicos de un sistema de refrigeración son:

1. COMPRESOR que establece los dos niveles de presión necesarios para el funcionamiento del sistema.

2. EVAPORADOR que absorbe el calor introduciéndolo al sistema. 3. CONDENSADOR que elimina calor del sistema. 4. DISPOSITIVO DE CONTROL DE LIQUIDO que regula el caudal de

refrigeración.

SISTEMA DE REFRIGERACION

CAPITULO 3

72

CICLO DE REFRIGERACIÓN

Comenzando por el EVAPORADOR el vapor refrigerante a baja temperatura llega a través de la línea de succión al COMPRESOR. Este comprime aumentando su presión y temperatura. El gas refrigerante caliente y a alta presión fluye hacia el CONDENSADOR donde el gas cede calor y se condensa.

3.2 COMPRESOR

La función de compresor es tomar vapor refrigerante a baja temperatura y presión y aumentarle su temperatura y presión

Como resultado de esto:

• La presión y temperatura del refrigerador en el evaporador son disminuidos, permitiéndole absorber calor del ambiente que le rodea.

• La presión y temperatura del refrigerante en el condensador son aumentados suficientemente para permitirle transferir calor al aire o agua de condensación que se encuentra a temperatura normal.

El compresor es a menudo llamado CORAZÓN DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN. Bombea el refrigerante a través del sistema de la misma manera que el corazón impulsa la sangre a través del cuerpo.

3.3 TIPOS DE COMPRESORES

Existen tres tipos principales de compresores: RECIPROCO, ROTATIVO Y CENTRÍFUGO. Estos principales tipos tienen a su vez diferentes variedades como son los recíprocos: abiertos, semiherméticos y herméticos y en los centrífugos: abiertos y herméticos.

Los nombres de estos compresores provienen del funcionamiento de su mecanismo.

En el compresor reciproco un pistón se desplaza hacia delante y hacia atrás en un cilindro. El compresor rotativo tiene una paleta que gira dentro de un cilindro. El compresor centrífugo a alta velocidad con muchos alabes. El rodete gira dentro de una carcasa.

CAPITULO 3

73

COMPRESORES RECÍPROCOS ABIERTOS son llamados así a causa de que un extremo del eje cigüeñal sale afuera de la carcasa. El compresor por lo tanto es adaptable a varios sistemas de fuerza para moverle. Como el eje pasa a través de la carcasa, un sello mecánico se necesita para impedir fugas de refrigerante.

EL motor y el compresor de los COMPRESORES SEMIHERMÉTICOS están encerrados dentro de una carcasa común. Normalmente la cubierta y las placas que protegen los extremos del eje, pueden ser desmontadas para inspección de los mecanismos internos. La parte del compresor es básicamente la misma que en los compresores recíprocos de tipo abierto, sin embargo el compresor y el motor están conectados por un eje común en el interior de la carcasa.

COMPRESORES HERMÉTICOS tienen como característica principal que el compresor en si y su motor están herméticamente encerrados dentro de una carcasa soldad de acero. La carcasa no puede ser abierta para inspección.

La capacidad de un compresor esta influenciado por ciertos factores. Estos factores pueden dividirse en dos grupos:

1. Los inherentes al diseño del compresor, los cuales no pueden ser cambiados sin reformar este. Puede ser llamados factores de diseño mecánico, en esta categoría los principales factores son:

• Desplazamiento del pistón que esta en función del diámetro, carrera y número de cilindros.

• Espacio muerto es el espacio comprendido entre la parte superior del pistón y la parte final del cilindro.

2. Los determinados por las condiciones bajo las cuales el compresor va a ser usados, son factibles de ser variados dentro de ciertos límites. En esta categoría los principales factores son:

• Revoluciones por minuto • Presión de succión • Presión de descarga • Tipo de refrigerante

CAPITULO 3

74

COMPRESOR RECIPROCÓ SEMIHERMETICO

3.4 EVAPORADOR

El evaporador absorbe calor del ambiente o material que va hacer enfriado. Su forma y disposición de circuitos depende de la clase de instalación para la cual ha sido diseñada.

No es nada más que un serpentín abierto conectado a una botella de refrigeración. Este serpentín se llama evaporador porque el refrigerante se evapora en su interior.

La absorción de calor por evaporación del refrigerante produce el enfriamiento.

3.5 TIPOS DE EVAPORADORES

Hay dos tipos básicos de evaporadores, de TIPO SECO O EXPANSIÓN DIRECTA y el TIPO INUNDADO. Los dos tipos difieren en el método de circulación de refrigerante.

TIPO SECO O DE EXPANSION DIRECTA. Es un tubo continuo en donde el refrigerante, a partir del dispositivo de control, es suministrado por un extremo y la línea de succión conectada al otro extremo. En este tipo de evaporadores ninguna recirculación de líquido o gas se ha previsto específicamente. Tampoco existe ninguna línea de separación entre el líquido y el gas en ninguna parte del evaporador.

TIPO INUNDADO se ha previsto una recirculación de líquido refrigerante añadiendo una separación o cámara de carga a través del dispositivo de control y cae al tubo del evaporador. El líquido entra a la cámara de carga a través del dispositivo de control y cae al tubo del evaporador situado al

CAPITULO 3

75

fondo. Entonces se evapora mientras pasa a través del evaporador. Al abandonar el evaporador el líquido presente es separado del gas en la cámara de carga y recirculado.

El evaporador inundado, al controlar el nivel del liquido y el liquido no evaporado recirculante, asegura que virtualmente toda la superficie del serpentín esta en contacto con liquido refrigerante bajo cualquier condiciones de carga

Los evaporadores pueden ser de dos tipos básicos distintos en cuanto a su sistema de suministro de refrigerante. Estos dos tipos son: inundados y de expansión directa. Bajo cada uno de estos dos tipos hay otras clasificaciones referidas a la superficie del evaporador. Estas son: superficie primaria o tubo, tubo aleteado y placa. Hay tantas configuraciones diferentes de cada una de estas clasificaciones en cuanto a su superficie, como tipos de aplicación.

EVAPORADOR DE EXPANSION DIRECTA

3.6 CONDENSADOR

El condensador es un dispositivo para eliminar el calor de un sistema de refrigeración. La refrigeración no es más que el movimiento de calor desde un lugar donde no se desee, a otro donde no importe cederlo. El condensador es un componente de un sistema de refrigeración se transfiere a un medio que lo absorbe, y le traslada a un punto final determinado de antemano. El condensador es la puerta a través de la cual el calor que no se desea fluye fuera del sistema de refrigeración.

CAPITULO 3

76

3.7 TIPO DE CONDENSADORES

Existen dos tipos de condensadores: enfriados por aire, enfriados por agua y condensador evaporativo.

CONDENSADOR ENFRIADO POR AIRE La corriente de gas refrigerante caliente procedente del compresor entra al condensador estando el gas sobrecalentado. El aire pasando entre aletas y tubos del condensador, elimina primeramente el sobrecalentamiento del refrigerante y luego condensa el gas pasándolo a líquido.

CONDENSADOR ENFRIADO POR AIRE CON CIRCULACIÓN NATURAL el aire circula sobre el condensador por convección. Como el aire esta en contacto con el condensador caliente, absorbe calor y asciende. Esto permite al aire enfriador que esta situado debajo del condensador, ascender a donde puede absorber calor del condensador. Y normalmente están construidos por tubos y aletas, pero tiene un uso limitado, porque el aire se mueve muy lento y no es capaz de eliminar el calor del condensador rápidamente.

CONDENSADOR ENFRIADO POR AGUA El agua corre por el interior de los tubos, el refrigerante se condensa sobre la superficie exterior de los tubos y ocupa el espacio comprendido entre los tubos y carcasa.

Para obtener mejor distribución y eficiencia, los colectores de agua tienen unos tabiques divisorios que obligan al agua a dar varios pasos.

El gas caliente entra al condensador por su parte superior y el líquido caliente baja al fondo del mismo camino del dispositivo de control.

Existen cuatro tipos básicos de condensadoras de agua fría: • De doble tubo • Carcasa vertical abierta y tubo • Carcasa horizontal y tubo • Carcasa y serpentín

CONDENSADOR EVAPORATIVO ha sido desarrollado como un servicio de ahorro de agua.

Cuando una libra de agua pasa a través de un condensador enfriado por agua con un aumento de temperatura de 20ºF, elimina solamente 20 BTU de calor del gas refrigerante.

CAPITULO 3

77

Cuando esa misma libra de agua es evaporada bajo condiciones atmosféricas normales, absorbe casi 1000BTU. Por lo tanto eso quiere decir, que una libra de agua en el condensador evaporativo puede hacer el trabajo de 50 libras de agua en el condensador por agua.

CONDENSADOR POR AIRE INDUCIDO

3.8 DISPOSITIVO DE CONTROL (VÁLVULA DE EXPANSIÓN)

VÁLVULA DE EXPANSION que nos otra cosa que un dispositivo que dosifica y controla automáticamente y controla automáticamente el flujo del refrigerante liquido como sea posible sin permitir que el liquido entre a la línea de succión y encuentre un camino de regreso al compresor. Los más comunes dispositivos de control de líquido refrigerante son:

1. Válvulas de expansión manual 2. Flotador de lado de baja 3. Flotador de lado de alta 4. Válvula de expansión automática 5. Válvula de expansión termóstatica 6. Tubo capilar

3.9 TIPOS DE VÁLVULA DE EXPANSIÓN

LA VÁLVULA DE EXPANSIÓN MANUALES son muy simples, el vástago de las mismas termina en forma de un punto o de cono y son operadas a mano para suministrar la cantidad adecuada de refrigerantes.

CAPITULO 3

78

LAS VÁLVULAS AUTOMÁTICAS DE FLOTADOR EN UN LADO DE ALTA PRESIÓN son instaladas en tuberías con trampas de vapor operadas con flotador y entregan todo el líquido que viene del condensador hacia el evaporador. La carga del refrigerante en un sistema con válvula de flotador, en el lado de alta presión, debe ser tal que el líquido pueda almacenarse en el evaporador, sin peligro de enviar burbujas de líquido hacia el compresor.

LAS VÁLVULAS AUTOMÁTICAS DE FLOTAR EN UN LADO DE BAJA PRESIÓN operan para mantener un nivel definido en un evaporador de tipo inundado. La cámara de la válvula es igualada al evaporador conectado tubos por arriba y por abajo y es colocado aproximadamente al nivel del líquido que se tiene en el evaporador. Al evaporarse el refrigerante, en el evaporador baja el nivel del flotador y permite la entrada de liquido al evaporador hasta llegar a tener el nivel adecuado.

LAS VÁLVULAS DE EXPANSIÓN TÉRMICAS son de varios tipos: pero en todas tiene un bulbo termostatico sujeto al tubo de succión o montado interiormente en el tubo, el cual reacciona con las temperaturas del gas en la succión a la salida del evaporador. Si la velocidad del flujo refrigerante hacia el evaporador es inadecuada, se indicara una temperatura del refrigerante en la salida y es mucho mayor que la temperatura de saturación de refrigerantes en el evaporador. Esta temperatura relativamente alta hace reaccionar el fluido del bulbo termostatico aumentando su presión. Este aumento de presión se transmite a los fuelles o cámara de diafragma operando contra la resistencia de un resorte y empujando el vástago para abrir la válvula de aguja del refrigerante dejando pasar una cantidad mayor del liquido. Estos controles pueden ajustarse después de efectuada la instalación a una temperatura definida.

LAS VÁLVULAS AUTOMÁTICAS CON DIAFRAGMA DE EXPANSIÓN (TIPO DE PRESIÓN CONSTANTE) tienen diafragmas conectados a resortes que están actuados por la presión del evaporador. Una disminución de esta presión sobre el diafragma no puede evitar que el resorte mas alejado tenga movimiento y se utiliza este movimiento para aumentar la abertura reducida de la válvula, lo que permite un mayor flujo de refrigerante. Este tipo de válvulas opera para conservar esencialmente constante la presión en la succión y se le llama válvula de presión de regreso constante.

LAS VÁLVULAS AUTOMÁTICAS OPERADAS ELÉCTRICAMENTE son también como válvulas de expansión y están conectadas a circuitos de relevación controlados termostaticamente. En las mismas, generalmente, se tiene un solenoide que mantiene abierta la válvula contra un resorte, el que cierra la válvula al interrumpirse el circuito eléctrico.

CAPITULO 3

79

EL TUBO CAPILAR consiste en un estrechamiento fijo en la línea que suministra refrigerantes al evaporador, normalmente esta precedido por un filtro de tamiz para impedir para impedir que partículas extrañas obstruya el capilar.

Como el caudal no es ajustable, este dispositivo se usa normalmente en sistemas que tienen relativamente pequeñas variaciones de carga, tales como refrigeradores o congeladores domésticos.

El tubo capilar es el sistema más económico y simple para controlar la corriente del líquido refrigerante y no tiene partes móviles.

VÁLVULA DE EXPANSIÓN TERMICA

ACCESORIOS

Un accesorio de refrigeración es un dispositivo que se agrega a un sistema, por conveniencia o mayor efectividad del mismo pero que no es esencial.

Los elementos esenciales en un sistema de refrigeración son: el compresor, el condensador, el dispositivo de control de líquido refrigerante y el evaporador. Un accesorio proporciona al sistema básico unas mejoras u obtiene en el mismo grado de funcionamiento que seria prácticamente imposible de conseguir con los componentes del sistema básico que normalmente se encuentra en el comercio.

Estos accesorios pueden tener innumerables formas y tamaños y servir para diferentes usos, pero su principal cometido es siempre mejorar o hacer más efectivo un sistema de refrigeración, como: Separador de aceite ,Silenciador, Intercambiador de calor, Filtro secador, Acumulador de succión, calentador de cárter, Visor, Indicador de humedad, Válvula solenoide, Válvula de agua, Válvula de retención, Interruptor de seguridad de aceite, Deposito de liquido, Regulador de presión en succión, etc.

CAPITULO 4 C Á L C U L O Y S E L E C C I Ó N D E L O S E Q U I P O S

CAPITULO 4

81

CAPITULO 4

C Á L C U L O Y S E L E C C I Ó N D E L O S E Q U I P O S

Se procederá a seleccionar el equipo con el cual se acondicionara la sucursal bancaria, pero se determinaran algunas temperaturas de entrada al serpentín así como el volumen de aire a manejar para poder seleccionarlo.

4.1 TEMPERATURA DEL APARATO (ADP)

Determinado FACTOR EFECTIVO DE CALOR SENSIBLE

TENIENDO

CSEL = 154,790.11 hr BTU

CTEL = 172,373.87 hr BTU

89 . 0 87 . 373 , 172 11 . 790 , 154

= = = CTEL CSEL FECS

Por lo tanto se determina que F ADP ° = 53 OBTENIDO EN LA CARTA PSICROMETRICA

NOTA: LA CARTA PSICROMETRICA SE ENCUENTRA EN EL ANEXO

4.2 VOLUMEN DE AIRE REQUERIDO

Proponiendo un BYPASS = 0.15 MANUAL CARRIER

( )( ) [ ] BYPASS ADP CSL PCM

t iINT − −

= 1 08 . 1

MANUAL CARRIER

( )( ) [ ] PCM PCM F F hr BTU

PCM 7000 6729 15 . 0 1 53 78 08 . 1

57 . 154438 ≈ =

− ° − ° =

Se aproxima el volumen de aire al más cercado debido a que el equipo no maneja ese volumen de aire.

CAPITULO 4

82

4.3 PRESELECCIÓN DEL EQUIPO

Entrando al catalogo correspondiente en este caso se tiene un catalogo TRANE se debe de entrar al catalogo con los siguientes datos:

7000PCM 15.84TR

Se tiene una preselección

Se tiene una TC*210C3,C4,CW NOMINAL 7000/5800 PCM 17 ½TR Marca TRANE Downflow and Horizontal Units

Tenemos que el catalogó muestra algunos volúmenes que maneja la unidad paquete a utilizar que es 7000PCM, por lo tanto es mas conveniente utilizar el volumen mas próximo a manejar.

4.4 TEMPERATURA DE INYECCIÓN

( ) v

t t xFCDx

CSEL Ii INT .

08 . 1 = − MANUAL CARRIER

F

F PCM x x hr BTU

t t i

i

° =

° = − =

5 . 57

5 . 57 5 . 20 7000 1 08 . 1

11 . 154790

4.5 TEMPERATURA DE SUMINISTRO DE AIRE AL CUARTO

( ) v

Qs t t

xFCDx MOTOR

i SA .

08 . 1 = − MANUAL CARRIER

( ) F

F PCM x x

hr BTU

F

t t SA

SA

° =

° = = ° −

9 . 58

9 . 58 8000 1 08 . 1

10317 5 . 57

CAPITULO 4

83

4.6 TEMPERATURA DE LA MEZCLA

( ) ( ) V

V t V t t TOTAL

RETORNO INT NUEVO AIRE EXT MEZCLA

+ = _

MANUAL CARRIER

( ) ( ) F PCM

PCM F PCM F tMEZCLA ° =

° + ° = 4 . 78

7000 6625 78 375 85

4.7 CONDICIONES DE ENTRADA EN EL SERPENTÍN

ENTRADA EN EL SERPENTÍN

SALIDA DEL SERPENTÍN

tbs 78.4º F 57.5º F tbh 64.0º F 55.0º F

N O T A: Se puede comparar que las condiciones que requerimos para abatir la carga dentro del local el equipo seleccionado podrá hacerlo.

Se tiene una TC*210C3, C4, CW NOMINAL 7000/5800 PCM 17 ½TR Marca TRANE Downflow and Horizontal Units

N O T A: VER ANEXO CARTA PSICROMETRICA DEL CICLO DEL AIRE, QUE SE ACONDICIONA, ASÍ COMO DIMENSIONES DEL EQUIPO SELECCIONADO Y CARACTERÍSTICAS DEL MISMO

CAPITULO 5 D I S T R I B U C I Ó N D E A I R E

CAPITULO 5

85

CAPITULO 5

D I S T R I B U C I Ó N D E A I R E

5.1 DISTRIBUCIÓN

La misión de un sistema de conductos es trasmitir el aire desde el aparato acondicionador hasta el espacio que va a ser acondicionado.

Para cumplir esta condición de forma práctica el sistema debe proyectarse dentro de ciertas limitaciones establecidas de antemano relativas al espacio disponible, perdidas por rozamiento, velocidad, nivel de ruido, perdidas o ganancias de calor y fugas.

5.2 CLASIFICACIÓN

Los sistemas de conductos de impulsión y de retorno se clasifican atendiendo a la velocidad y presión del aire dentro del conducto.

VELOCIDAD

Existen dos tipos de sistemas de transmisión de aire empleados en el acondicionamiento de aire. Los de pequeña velocidad, o sistemas convencionales, y los de gran velocidad. La línea divisoria entre estos dos sistemas es imprecisa pero puede tenerse que:

1. Acondicionamiento de aire locales comerciales • Baja velocidad: hasta 2500pie/min. Normalmente entre

1200 a 2200 pie/min • Alta velocidad mas de 2500pie/min

2. Acondicionamiento de aire para locales industriales • Baja velocidad hasta 2500pie/min. Normalmente entre

2200 y 2500 pie/min • Alta velocidad de 2500 a 5000pie/min

Normalmente, los sistemas de retorno de aire, tanto a baja como para alta velocidad de impulsión, se proyecta como sistemas de baja velocidad. En aplicaciones comerciales e industriales, las velocidades empleadas en estos sistemas de retorno son:

CAPITULO 5

86

1. Acondicionamiento de aire para locales comerciales baja velocidad hasta 2000pie/min. Normalmente entre 1500 y 1800 pie/min

2. Acondicionamiento de aire para locales industriales, baja velocidad hasta 2500 pie/min. Normalmente entre 1800 y 2200 pie/min.

PRESIÓN

Los sistemas de distribución de aire se dividen en tres categorías en cuanto a la presión del aire en el conducto: baja, media y alta presión.

1. Baja presión hasta 3.75 pulg c.a. 2. Media presión desde 3.75 hasta 6.75 pulg c.a. 3. Alta presión desde 6.75 a 12.25 pulg c.a.

Las presiones indicadas son presiones totales, incluyendo las perdidas de carga dentro del equipo acondicionador, conductor y bocas de impulsión.

ESPACIO DISPONIBLE Y ASPECTO DECORATIVO

Tanto el espacio disponible para los conductos de impulsión y de retorno, como el aspecto decorativo, presentan con frecuencia limitaciones que obligan a adoptar un determinado sistema en los conductos. En los hoteles y locales de oficinas, donde el espacio es tan importante, la solución mas practica será la de un sistema de alta velocidad para unidades de inducción, empleando pequeños conductos circulares.

En algunos casos el conducto tiene que ser visible expuesto y estar adosado al techo, como ocurre en locales de venta u oficinas construidas de antemano. En estos casos lo mas adecuados son los conductos rectangulares de líneas aerodinámicas. Este tipo de conductos se construye de forma que presente exteriormente un aspecto uniforme, mientras las uniones de los conductos se realizan por el interior del mismo.

La colocación y el aspecto en los locales industriales suele tener importancia secundaria. En tales casos el sistema más económico será probablemente el de conductos rectangulares a pequeña velocidad.

CAPITULO 5

87

5.3 PROCEDIMIENTO PARA DISEÑO DE DUCTOS

En cualquier sistema de calefacción, enfriamiento o ventilación con circulación mecánica, el ventilador o ventiladores deben tener la capacidad adecuada en cuanto a cantidad adecuada de aire y una presión estática igual o ligeramente mayor que la resistencia total que se tiene en el sistema de ductos. El tamaño de los ductos se escoge para las velocidades máximas de aire que puede utilizarse sin causar ruidos molestos y sin causar pérdidas excesivas de presión. Los ductos grandes reducen las perdidas de fricción, pero la inversión y el mayor espacio deben compensar el ahorro de potencia de ventilador. Tiene que hacer un balance económico al hacer el diseño de instalaciones. En general debe hacerse un trazado de ductos tan directo como sea posible, evitar vueltas muy agudas y no hay que tener ductos muy desproporcionados.

En el diseño de ductos puede seguirse el siguiente procedimiento:

1. Hacer un trazado del sistema mas conveniente, colocando los diferentes ductos para obtener un a distribución adecuada y para facilitar la construcción de los mismos.

2. De acuerdo con la carga de enfriamiento calcule la necesidad de aire ( pies cúbicos por minuto ) para cada salida de ducto, zona o división del edificio.

3. Determina el tamaño de los ductos ramales de salida empleando las velocidades apropiadas, o caídas de presión para suministra la cantidad necesaria de aire.

4. Calcular el tamaño de los ductos por los diversos métodos.

5.4 MÉTODO DE CÁLCULO DE DUCTOS.

Por regla general, en el proyecto de cualquier sistema de conductos, se procura que el tendido de ductos sea lo mas sencillo posible y simétrico. Los elementos terminales o bocas de impulsión se sitúan en puntos adecuados para proporcionar una correcta distribución del aire. Los conductos se tienen para conectar estas salidas, evitando las obstrucciones del edificio, o equipo industrial en su caso.

El cálculo de un sistema de baja velocidad puede hacerse por uno de los tres métodos siguientes:

CAPITULO 5

88

1. Reducción de velocidad 2. Igualdad de perdidas por rozamiento o perdida constante 3. Recuperación estática.

Estos tres métodos tienen distintos grados de precisión, economía y empleo.

MÉTODO DE REDUCCIÓN DE VELOCIDAD (BAJA VELOCIDAD)

Consiste en seleccionar una velocidad de salida en la descarga del ventilador de acuerdo a el uso del local y establecer arbitrariamente una serie de dimensiones a lo largo de la trayectoria de los ducto y no deberá exceder del rango de valores de velocidades bajas dependiendo para que va ser empleado el local a acondicionar, partiendo de su la velocidad del aire y de su caudal. La presión estática del ventilador se debe calcular, determinando toda la longitud y los codos una distancia posible más grande. En este método no es muy utilizado porque requiere que el que diseñe los ductos tenga cierta experiencia.

MÉTODO DE IGUAL FRICCION (BAJA VELOCIDAD)

Este método se utiliza en los ductos de inyección, retorno y extracción de aire y consiste en calcular los ductos de forma que tenga la misma fricción. El procedimiento es de seleccionar una velocidad en el ducto principal que es el mas cercano al ventilador, esta velocidad es seleccionada dependiendo para el uso del local a acondicionar, después por medio de las graficas correspondientes se determina la fricción la cual será constante. Las dimensiones de los ductos se determinaran con el caudal y la fricción constante por medio de tablas CARRIER correspondiente. Para calcular las perdidas en los ductos se deberá determinar las longitudes, codos. Este método no satisface la condición de presión estática uniforme y para tener una cantidad de aire correcta es necesario disponer una compuerta que regule el caudal en todos los ramales.

MÉTODO DE RECUPERACIÓN ESTATICA (BAJA VELOCIDAD)

El principio básico de este método es dimensionar los ductos de forma que sea la presión estática igual debido a la reducción de velocidad en cada rama de ductos de inyección.

CAPITULO 5

89

Para calcular las dimensiones de los ductos se debe de: seleccionar una velocidad de entrada en el ducto principal esta velocidad de acuerdo al lugar a acondicionar y dimensionarla por medio de tabla CARRIER y los demás ductos serán seleccionados por medio de tablas CARRIER que relacionan la longitud de los ductos, el caudal de cada área.

5.5 MÉTODO DE IGUAL FRICCION

1. Se crea una distribución por donde se tendrán los ductos correspondientes a la inyección y al retorno. Esta distribución deberá ser simétrica.

MEZANINE Y PATIO AL PUBLICO DUCTO INYECCIÓN

14 16

1 3

11

1 5

12

10

2 1

DUCTO DE INYECCION

8 9

6

7

3

4 5

17

32

31

33

29

28

30

1 8

20 21

19

22

23 24

25

26 27

CAPITULO 5

90

CAJEROS DUCTO DE INYECCIÓN

47 48

49

46

44 43

45

34

DUCTO DE INYECCION

35

41 42

39 40

38

36 37

MEZANINE Y CAJEROS DUCTOS DE RETORNO

DUCTO DE RETORNO 6

DUCTO DE RETORNO

7

1

7

5

2

3

4

CAPITULO 5

91

2. Se procede a determinar la cantidad de aire que le corresponde por cuarto por una relación entre áreas y volumen a repartir.

MEZANINE EJECUTIVOS 1650PCM SALA DE JUNTAS 400PCM

SALA DE ATENCION 200PCM CAJERO 200PCM

VESTÍBULO, DOTACIÓN Y SEGURIDAD 400PCM CAJAS 1650PCM

PATIO PUBLICO Y EJECUTIVOS 2500PCM

3. Se procede a determinar las dimensiones de los ductos por medio de este método DE IGUAL FRICCION.

Utilizando TABLA CARRIER RECOMMENDED MAXIMUM DUCT VELOCITY SISTEM se tiene que:

BANCO Velocidad en ducto de inyección: 1600fpm Velocidad en ducto de retorno: 1200fpm

Utilizando CHART FRICTION LOSS FOR ROUND DUCT se obtendrá los valores del diámetro equivalente con la relación Velocidad vs. Volumen de aire de cada sección hecha previamente.

Con el diámetro equivalente se tendrá por medio de la tabla DUCT DIMENSIONS,

SECTION AREA, CIRCULAR EQUIVALENT DIAMETER en la cual se obtendrá un ducto equivalente de forma rectangular proporción 2:1 la cual es la mas recomendable.

SECCIÓN DUCTO CFM FPM AREA

(pie²) FRICCIÓN / 100pie

DUCTO EQUIVALENTE

(pulg.) DIMENSIÓN DUCTO

DUCTO DE INYECCIÓN

A1 7000 1,600 4.38 0.11 28.2 34” x 20” 12 4750 1,462 3.25 0.11 24.4 28” x 18” 23 550 887 0.62 0.11 10.7 12” x 8” 34 275 705 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 35 275 705 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 26 4200 1,395 3.01 0.11 23.5 26” x 18” 67 1700 1,104 1.54 0.11 16.8 20” x 12” 78 275 705 0.39 0.11 8.4 10” x 6”

CAPITULO 5

92

79 275 705 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 710 1150 1,000 1.15 0.11 14.5 18” x 10” 1011 275 705 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 1012 275 705 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 1013 600 833 0.72 0.11 11.5 14” x 8” 1314 200 513 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 1315 400 769 0.52 0.11 9.8 10” x 8” 1516 200 513 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 1517 200 513 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 618 2500 1,256 1.99 0.11 19.1 22” x 14” 1819 1500 1,190 1.26 0.11 15.2 20” x 10” 1920 250 641 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 1921 250 641 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 1922 1000 980 1.02 0.11 13.7 16” x 10” 2223 250 641 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 2224 250 641 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 2225 500 806 0.62 0.11 10.7 12” x 8” 2526 250 641 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 2527 250 641 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 1828 1000 980 1.02 0.11 13.7 16” x 10” 2829 250 641 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 2830 250 641 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 2831 500 806 0.62 0.11 10.7 12” x 8” 3132 250 641 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 3133 250 641 0.39 0.11 8.4 10” x 6”

13435 2250 1,243 1.81 0.11 18.2 20” x 14” 3536 550 887 0.62 0.11 10.7 12” x 8” 3637 275 705 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 3638 275 705 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 3539 1700 1,104 1.54 0.11 16.8 20” x 12” 3940 275 705 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 3941 1425 1,149 1.24 0.11 15.1 16” x 12” 4142 275 705 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 4143 1150 1,127 1.02 0.11 13.7 16” x 10” 4344 275 705 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 4345 275 705 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 4346 600 833 0.72 0.11 11.5 14” x 8” 4647 200 513 0.39 0.11 8.4 10” x 6” 4648 400 769 0.52 0.11 9.8 10” x 8” 4849 200 513 0.39 0.11 8.4 10” x 6”

CAPITULO 5

93

SECCIÓN DUCTO CFM FPM AREA

(pie²) FRICCION / 100pie

DUCTO EQUIVALENTE

(pulg.) DIMENSIÓN DUCTO

DUCTO DE RETORNO A1 6650 1,200 5.37 0.058 31.4 32” x 26” 12 4450 1,144 3.89 0.058 26.7 30” x 20” 23 2250 911 2.47 0.058 21.3 24” x 16” 34 1110 721 1.54 0.058 16.8 20” x 12” 25 2250 911 2.47 0.058 21.3 24” x 16” 56 1110 721 1.54 0.058 16.8 20” x 12” 17 2250 911 2.47 0.058 21.3 24” x 16”

N O T A : SE PROCEDE A REFLEJAR ESTAS DIMENSIONES EN LOS PLANOS ASI COMO EN CORTE PARA LA FINALIZACION DEL PROYECTO QUE SE ENCUENTRAN EN EL ANEXO

A N E X O:

5.6 LISTA DE MATERIALES

La lista de materiales es una presentación de los materiales que se ocupara en el desarrollo de lo proyectado en obra como se describe a continuación:

PART. DESCRIPCIÓN UNID. CANT. P.U. $ IMP. $

I EQUIPOS 1 Unidad acondicionadora de aire tipo paquete Pza 1.00

Mca. TRANE mod. TCH210C3 con una capaci dad nominal de 17.5 TR, además deberá Acoplar se a una transmisión y motor Eléctrico de 5HP 7000 PCM y 1125RPM operando a 220V/3F/60Hz Como accesorios el contratista de aire deberá instalar a la unidad un juego de presostatos ( por compresor ) ajustables de alta y baja Presión, incluyendo R22, y materiales de Consumo y thimmer.

II MATERIAL PARA SOPORTERIA DE EQUIPOS 1 Base de fierro ángulo de 2"x¼", con placa Pza 1.00

de fierro de 6"x6"x1/4" para soportar equipo De aire, terminada en esmalte anticorrosivo.

CAPITULO 5

94

2 Tacones de neopreno de 4"x 4"x 1" de espesor Pza 4.00

3 Tornillo c/hexagonal de ¼"x2" Ø, con tuerca y rol.

Pza. 16.00

4 Taquetes de expansión con Tornillo c/hexagonal

Pza. 16.00

de ¼" x2" diam. y roldana

III MATERIAL ELÉCTRICO Y DE CONTROL. 1 Centro de control de motores mca. TEMISA o Pza 1.00

similar fabricado en lamina negra cal.18, Pintado con fondo anticorrosivo y terminado En color, incluyendo los dispositivos. a. Interruptor termomagnetico G.E. de

3X70A (UNO) b. Tablillas de conexión c. Supervisor de voltaje d. Interruptor 1P2T, fusibles, etc... e. Barra de tierras y neutros.

2 Tablero de mando fabricado en lamina perfora

Pza 1.00

da cal. 18 con chapa terminado en esmalte, para contener: a. Termostato de cuarto PENN T22JCC1 Pza 1.00 b. Termo higrómetro Pza 1.00 c. Foco piloto rojo Pza 1.00

3 Conductor eléctrico tipo cable mca. CONDUMEX VINANEL 2000, c/aislamiento tipo THWLS 90° en los sig. calibres: 1. INTERCONEXIÓN calibre 6 m 40.00 calibre 8 (Verde) m 10.00 calibre 16 m 260.00 2. ALIMENTACIÓN calibre 6 m 180.00 calibre 8 (Verde) m 50.00

4 Tubo conduit P.G. galv. Mca. JÚPITER o BU FALO roscado en lo sig. diámetros: diam. 1¼" m 50.00 diam. 1/2" m 22.00

5 Condulet mca. C.H. DOMEX con tapa y empaque de las sig. características:

CAPITULO 5

95

LL, LB, LR diam. 1¼" Pza 10.00 LL, LB, LR diam. 1/2" Pza 18.00

6 Tubo flexible con aislamiento tipo licuatite mca. TUFLEX de : diam. 1¼" m 1.50 diam. 1/2" m 1.50

7 Conectores para tubo flexible licuatite de las sig. características: diam. 1¼" Pza 1.00 diam. 1/2" Pza 1.00

8 Contra y monitor para tubo conduit del sig. Diam.: diam. 1¼" Pza 3.00 diam. 1/2" Pza 3.00

9 Material necesario para soportaría de instala Lote 1.00 ciones eléctricas a base de fe. ángulo, solera, varilla roscada, soldadura, taquetes de exp. etc.

IV MATERIAL HIDRÁULICO PARA DREN 1 Tubo de fierro roscado, galv. de ¾" diam. m 10.00

2 Codo de fierro roscado galv. de 90° x ¾" diam. Pza 10.00

3 Tee de fierro roscado galv. de ¾" diam. Pza 1.00

4 Tuerca unión galvanizada C/40 de ¾" diam. Pza 1.00

5 Tapón macho C/40 de ¾" diam. Pza 1.00

6 Niples de fierro galv. de ¾"en los sig. largos: 15 cms. Pza 2.00 10 cms. Pza 4.00

7 Abrazaderas, tornillos galvanizados, taquetes de ¼" diam. Y materiales de consumo para soportar el dren.

Lote 1.00

V DISTRIBUCIÓN Y DIFUSIÓN DE AIRE

INTERIOR. 1 Lámina galvanizada lisa, mca. GALVAK o IM

SA, de primera calidad para la fabricación de ductos de acuerdo con las especificaciones y planos, en los sig. calibres: Cal. 24 Kg 1,300.00

CAPITULO 5

96

Cal. 22 Kg 40.00

2 Aislamiento térmico a base de fibra de vidrio, m² 230.00 mca. FIBER GLASS, tipo RF3100, de 1" de espesor, incluyendo: papel bondalum, adhe sivo, y sellador

3 Disufor de inyección marca TUTTL & BAILEY pza 28.00 2600 de 10" diam con control de volumen 4V tipo perforado

4 Ducto flexible de aluminio corrugado mca. INNES con dos capas de poliester y reforzado por un alambre de acero galvanizado en forma de espiral, aislado con fibra de 1 1/2" y barrera de vapor metalizada. En 10" Diam:

m 20.00

5 Rejilla de retorno de aire mca. INNES sin Pza 4.00 Control de volumen tipo GEA de: 20"X18"

6 Rejilla de retorno de aire mca. INNES sin Pza 1.00 Control de volumen tipo GEA de: 32"X22"

7 Compuertas para balanceo de aire, fabricadas Pza 25.00 a base de lamina galvanizada, bisagras, etc.

8 Material necesario para soportaría de instalación eléctrica a base de fe. Angulo de 1½"x1/8", solera, varilla roscada, soldadura, tortillería galvanizada, etc.

Lote 1.00

VI PINTURA PARA DUCTOS INTERIORES. 1 Materiales varios necesarios para pintar

ductos interiores el cual debe incluir: m² 90.00

a. Esmalte alquidálico mca. Comex tipo 100 b. Cromato de Zinc c. Thinner, materiales de consumo, etc.

VII DISTRIBUCIÓN Y DIFUSIÓN DE AIRE EXTERIOR.

1 Lamina galvanizada lisa mca. Galvak o Imsa de primera calidad para la fabricación de duc tos, de acuerdo con las especificaciones y planos en los sig. calibres: DUCTOS AISLADOS. Cal. 24 Kg 20.00 Cal. 22 Kg 150.00 Cal. 24 (CUBIERTA) Kg 150.00

CAPITULO 5

97

2 Aislamiento térmico a base de fibra de vidrio, m² 18.00 mca. FIBER GLASS, tipo RF3100, de 1½" de espesor, incluyendo: papel bondalum, adhe sivo, y sellador

3 Cuellos fabricados con lona ahulada del No. Pza 2.00 10, para las conexiones flexibles de los ductos con los equipos.

4 Toma de aire exterior mca INNES de 10"x8" con control de volumen y filtro metálico lavable

Pza 1.00

5 Material necesario para soportaría de instalación eléctrica a base de fe. Angulo de 1½"x1/8", solera, varilla roscada, soldadura, tortillería galvanizada, etc.

Lote 1.00

6 Marcos de empotramiento fabricados en lami Na negra cal. 18 de las sig. dimensiones: 34"'x20'' ducto de inyección Pza 1.00 32''x26'' ducto de retorno Pza 1.00

VIII PINTURA PARA INSTALACIONES

PINTURA P/ DUCTOS EXTERIORES 1 Pintura para ductos y equipos incluye: m² 25.00

cromato de zinc, esmalte alquidalico COMEX Estopa, consumibles, etc. En color y tono

2 Materiales varios y de consumo necesarios Lote 1.00 para la aplicación de esmalte anticorrosivo color azul holandés para la instalación eléctrica.

3 Materiales varios y de consumo necesarios Lote 1.00 para la aplicación de esmalte anticorrosivo color negro para la instalación de dren y soportería.

IX MANO DE OBRA. 1 Mano de obra instalación de sistemas de aire

tipo paquete de 17.5 TR. Lote 1.00

2 Maniobra, instalación y fijación de equipos UP1 del nuevo sistema

Lote 1.00

3 Mano de obra aplicación de aislamiento térmico de 1½" con papel bond, adhesivo, etc

m² 18.00

CAPITULO 5

98

4 Mano de obra aplicación de aislamiento térmico de 1" con papel bond, adhesivo, etc

m² 230.00

5 Fabricación e instalación del sistema de red de ductos interiores y exteriores para la difusión de aire

Kg 1,660.00

6 Mano de obra e instalación de compuertas de balanceo

Lote 1.00

7 Mano de obra para la fabricación de base de fierro de 2"x¼", terminada con esmalte

Lote 1.00

8 Instalación del sistema eléctrico y de control para el nuevo sistema

Lote 1.00

9 Mano de obra fabricación e instalación de soporteria

Lote 1.00

10 Aplicación de pintura de esmalte a todos los sistema de aire tanto para ductos interiores, como para ductos exteriores

m² 25.00

11 Mano de obra fabricación de cuellos de lona ahulada

Pza 2.00

12 Aplicación de pintura de esmalte a sistema eléctrico.

Lote 1.00

13 Aplicación de pintura de esmalte a sistema dren..

Lote 1.00

14 Mano de obra instalación de rejillas y difusores

Pza 34.00

15 Colocación de ducto flexible para difusores m 20.00

16 Mano de obra instalación de protecciones de presostatos para compresor

Pza 1.00

17 Fletes manejos y acarreos de las partidas. Lote 1.00

X TRABAJOS EXTRAORDINARIOS POR EL CONTRATISTA DE AIRE

1 Tapar con lámina los huecos dejados por el desmontaje de ducteria del sistema existente.

Lote 1.00

2 Fletes manejos y acarreos, para entrega de Lote 1.00 Equipo y materiales desmontados a almacén.

CONCLUSIÓN

CONCLUSIÓN

100

C O N C L U S I Ó N

La energía en transito que es el calor, pasa de lo mas caliente a lo mas frió esta es una de los principales conceptos que se basa el aire acondicionado.

La determinación de la carga de calor del banco fue obtenida asiendo un análisis del movimiento del sol, desde que sale por la mañana hasta que se oculta por la tarde, y se obtiene de este movimiento una cierta hora, el mes pico y la hora pico en la cual se tiene la carga máxima a la que debe realizar los cálculos para una buena selección de equipo. Si se hubiera tomado uno de menor carga de calor solo hubiera funcionado para algunos meses menos calurosos pero cuando fuera el mes pico se tendría que no funcionaria el sistema y por lo tanto tendríamos condiciones criticas para el sistema.

El calculo de la carga es una aproximación a lo mas real, por que se toma encuenta todo los factores que intervienen en este lugar como: su material con el que fue construido el edificio, localización del edificio, altitud a la que se encuentra la cuidad, etc lo cuales son factores importantes así como también la orientación de cada cara expuesta y principalmente los vidrios y la cantidad de área con vidrio con la cual se obtiene el mes mas caluroso debido a que esta área no opone gran resistencia al paso del calor procedente del sol.

Para cada edificio es diferente este mes considerado el mas caluroso debido a que la orientación de las caras expuestas del cristal rige esta condición siendo, que el edificio se encuentre en la misma ciudad, o este a un lado de nuestro edificio o enfrente o sea el mismo edifico localizado en otro lugar siempre existirá condiciones diferente y único.

La ganancia de calor se dio por medio de un equipo de aire acondicionado que fue elegido por ser el mas adecuado el cual cumple con las condiciones establecidas, y no tener un equipo sobredimensionado el cual nos consuma mas corriente eléctrica de la que necesitamos.

Y por medio de este equipo de aire se darán las condiciones requeridas moviendo una cantidad de aire que será distribuida con una red de ductos dimensionados para tener una cantidad exacta y adecuada para llevarlo a cada lugar indicado e inyectarlo y así obtener un confort en el lugar.

BIBLIOGRAFÍA

101

B I B L I O G R A F Í A

M A N U A L DE C A R R I E R DE CARRIER CORPORATION

F U N D A M E N T O S D E C A L E F A C C I Ó N , V E N T I L A C I Ó N Y A I R E A C O N D I C I O N A D O AUTOR RAYMOND A. HAVRELLA, EDITORIAL MCGRAWHILL, EDITADO 1983

A I R E A C O N D I C I O N A D O Y R E F R I G E R A C I Ó N AUTOR JENNINGS LEWIS, EDITORIAL CECSA, EDITADO 1982

E C O L O G Í A EN EL D I S E Ñ O A R Q U I T E C T Ó N I C O AUTOR ROBERTO VELEZ GONZALEZ, EDITORIAL TRILLAS, EDITADO 1992

C A T A L O G O T R A N E 3 THROUGHT 25 TONS TCD5 MARCH 1995 SECOND PRINTING

NORMAS DE P R O Y E C T O D E I N G E N E R I A EDITADO POR IMMS AÑO 1993 TOMO IV AIRE ACONDICIONADO

C A L E F A C C I Ó N, V E N T I L A C I Ó N Y A I R E A C O N D I C I O N A D O ANÁLISIS Y DISEÑO, EDITORIAL LIMUSA WILEY, EDICIÓN 2003, AUTOR MCQUISTON PARKER SPITLER

PSYCHOMETRIC CHART snm

459_proyecto de un sistema de acondicionamiento de aire para una sucursal bancaria en la ciudad de...

Documents