Catedrático: Ing. Jorge Carrera BenítezRefrigeración y Aire acondicionado

INDICE

INTRODUCCIÓN................................................................................................................3

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.............................................................................4

OBJETIVO GENERAL.......................................................................................................4

OBJETIVOS ESPECÍFICOS.............................................................................................4

MARCO TEÓRICO.............................................................................................................5

Ventilador..................................................................................................................6

Potencia y eficiencia de un ventilador..................................................................6

Leyes de los ventiladores.......................................................................................7

DESARROLLO DE LA SOLUCIÓN...............................................................................10

CONCLUSION..................................................................................................................11

BIBLIOGRAFIA.................................................................................................................13

INTRODUCCIÓN

Se denomina ventilación al acto de mover o dirigir el movimiento del aire para un determinado propósito

En arquitectura se denomina ventilación a la renovación del aire del interior de una edificación mediante extracción o inyección de aire. La finalidad de la ventilación es:

Asegurar la limpieza del aire respirable. Asegurar la salubridad del aire, tanto el control de la humedad,

concentraciones de gases o partículas en suspensión. Colaborar en el acondicionamiento térmico del edificio. Luchar contra los humos en caso de incendio. Disminuir las concentraciones de gases o partículas a niveles adecuados para

el funcionamiento de maquinaria o instalaciones. Proteger determinadas áreas de patógenos que puedan penetrar vía aire.

Se realiza mediante el estudio de las características arquitectónicas, uso y necesidades de cada área.

El siguiente documento tiene como objetivo mostrar los cálculos desarrollados para determinar la potencia necesaria para hacer mover el ventilador de la instalación de ventilación del supermecado Mi Bodega Aurrera ubicado en el boulevard Córdoba-Fortín a la altura de hotel Posada Loma. Así como también determinar el gasto, la presión estática y la potencia cuando la velocidad a la que opera el ventilador varía a 1300 rpm, teniendo una velocidad inicial de 900 rpm.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Un supermercado por ser un lugar público donde se concentra una gran cantidad de gente, necesita de disponer de medios para que su recinto se pueda ventilar adecuadamente, eliminando los contaminantes que se produzcan de forma habitual durante el transcurso del tiempo en que este abierto al público de forma que se aporte un caudal suficiente del aire exterior y se garantice la extracción y expulsión del aire viciado por los contaminantes.

Así como también una buena ventilación ayudara a mantener en buen estado los artículos que la tienda vende.

OBJETIVO GENERAL

Calcular la potencia de entrada que se requiere para mover un ventilador que alimenta una instalación de ventilación.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Calcular el caudal de salida Calcular la presión de salida Calcular la potencia de salida Poner en práctica lo aprendido en el curso de Refrigeración y

Aire acondicionado.

MARCO TEÓRICO

La instalación de ventilación es la destinada a la renovación del aire de los locales para limitar el deterioro de su calidad. El principio básico de un sistema general de ventilación consiste en alimentar de aire exterior a los locales generalmente ocupados por personas y donde la polución está limitada, evacuando hacia el exterior el aire viciado de los locales y haciendo pasar el aire, en su caso, desde los locales alimentados con aire nuevo a los que tienen dispositivos de extracción, a través de aberturas de paso dispuestas en particiones o puertas interiores de los recintos intermedios. Para conseguir que el aire recorra esta dirección, se necesitan diferencias de presión y temperatura.La instalación de ventilación puede ser: 

Ventilación natural: la renovación del aire se produce por la acción del viento o por la diferencia de temperatura entre el punto de entrada y el de salida del aire. Este tipo de ventilación es obligatoria mediante ventanas o puertas exteriores en cocinas, comedores, dormitorios y salas de estar.

Ventilación híbrida: ventilación en la que, cuando las condiciones de presión y temperatura ambientales son favorables, la renovación del aire se produce como en la ventilación natural y, cuando son desfavorables, como en la ventilación con extracción mecánica. Consiste en crear corrientes de aire en la vivienda por medio de orificios de entrada de aire (aberturas de admisión) en las fachadas de los recintos secos (los comedores, los dormitorios y las salas de estar) o situadas en las carpinterías (aireadores), y orificios de salida (aberturas de extracción) en la parte superior de los recintos húmedos (los aseos, las cocinas y los cuartos de baño). Las aberturas de extracción se enlazan a conductos de extracción y aspiradores híbridos que sólo se activan si las condiciones naturales de presión y temperatura no son favorables. Las aberturas de admisión deben comunicar directamente con el exterior. En general la dimensión de los conductos es mayor que para la ventilación mecánica. Hay que tener especial cuidado de no cerrar las aberturas de admisión y mantener el sistema adecuadamente.

Ventilación mecánica: la renovación del aire se produce por el funcionamiento de aparatos electro-mecánicos dispuestos al efecto. Puede ser con admisión mecánica, con extracción mecánica o equilibrada. En este tipo de ventilación, los conductos de extracción están dotados del correspondiente aspirador mecánico, que extrae continuamente el aire de forma automática. El aire exterior es aspirado desde los recintos secos, hacia los húmedos para salir por las aberturas de extracción. Este tipo de ventilación, al igual que la híbrida, no tiene en cuenta las variaciones de

humedad o calor en el interior de la vivienda; así, el caudal de aire que la atraviesa es constante. Para solucionar este problema, existen sistemas de ventilación mecánica que regulan su caudal en función de la humedad interior, lo que permite garantizar la evacuación más rápida del aire muy húmedo limitando las pérdidas de confort térmico. Además existen sistemas que permiten recuperar calor del aire que se extrae, utilizándolo para calentar el aire nuevo que procede del exterior. Un ventilador impulsa este aire nuevo precalentado a los recintos secos. Este sistema es más costoso, pero permite importantes ahorros de calefacción.

Ventilador Un ventilador es una máquina de fluido, más exactamente, una máquina neumática, concebida para producir una corriente de aire.

Se utiliza para producir corrientes de aire, es decir, mover el aire para usos muy diversos. Entre ellos, ventilar los ambientes habitados, refrescar objetos o máquinas o para mover gases (principalmente el aire) por un sistema de conducciones.

En su versión más corriente, un ventilador es una máquina que absorbe energía mecánica y la transfiere a un gas, proporcionándole un incremento de presión no mayor de 10 kPa (1.000 mm.c.a. aproximadamente), por lo que da lugar a una variación muy pequeña del volumen específico y suele ser considerada unamáquina hidráulica (más propiamente, una máquina neumática).

Potencia y eficiencia de un ventilador La potencia de salida de un ventilador se conoce como caballos de aire (Ahp).

Ah p=Q× Pt(62.3)33000×12

=0.000157Q Pt=Q Pt6350

Q = gasto en pies3/mPt = presión total en pulgadas de agua

La eficiencia mecánica será:

η= AhpHP

×100

η=Q Pt

6350HP×100

Leyes de los ventiladores Los ventiladores funcionan de acuerdo con ciertas leyes de comportamiento, que es necesario conocer para poder determinar los efectos que resultan al alterar sus condiciones de operación.

a. Para un ventilador de tamaño, tubería y densidad del aire dados;a) Cuando la velocidad varía:

1) El gasto varía proporcionalmente con la relación de las velocidades.

Q2=Q1 v2v1

Donde: Q = gasto V= velocidad

2) La presión varía con el cuadrado de la relación de velocidades.

P2=P1( v2v1 )2

Donde: P = presión

3) La potencia varía con el cubo de la relación de velocidades.

h p2=h p1( v2v1 )2

b) Cuando la presión varía.4) El gasto y la velocidad varían con la raíz cuadrada de la relación de

presione.

Q2=Q1( P2P1 )1 /2

5) La potencia varía con la relación de presiones a la 3/2

h p2=h p1( P2P1 )3 /2

b. Para una presión constante, densidad constante y el ventilador geométricamente similar:a) Cuando varían, a la vez, la velocidad y el diámetro de la rueda:

1) El gasto varía con el producto de la relación de las velocidades y el de la relalación de los diámetros de la rueda al cubo.

Q2=Q1( v2v1 )(D2/D1)2Donde: D = diámetro de la rueda.

2) La presión varia con el producto del cuadrado de la relación de la velocidades y el cuadrado de la relación de los diámetros de la rueda.

P2=P1( v2v1 )2

(D2/D1)2

3) La potencia varía con el producto del cubo de la relación de la velocidades y la quinta potencia de la relación de los diámetros de la ruedas.

h p2=h p1=( v2v1 )3

( D2D1 )5

c. Cuando varia la densidad:a) Para presión constante:

1. La velocidad, la capacidad y la potencia, varían inversamente a la raíz cuadrada de la densidad, es decir, inversamente a la raíz cuadrada de la presión barométrica y directamente a la raíz cuadrada de la temperatura absoluta.

b) Para capacidad y velocidad constante:

2. La potencia y la presión varían directamente con la densidad del aire, es decir, directamente con la presión barométrica e inversamente con la temperatura absoluta.

c) Para un gasto constante (lb/m):3. La capacidad (pies3 / m), la velocidad y la presión varían

inversamente a la densidad, es decir, inversamente a la presión barométrica y directamente a la temperatura absoluta.

4. La potencia varía inversamente al cuadrado de la densidad, es decir, inversamente al cuadrado de la presión barométrica y directamente al cuadrado de la temperatura absoluta.

d. Cuando varia la temperatura y la presión:1. La capacidad y la velocidad varían con:

√Presi ón×Temperaturaabsoluta2. La potencia varía con:

√Presión3×temperatura absoluta

DESARROLLO DE LA SOLUCIÓN

Se recalcularán los caballos de fuerza de entrada que se requiere para mover el ventilador de la instalación de ventilación, el cual maneja 8500 pies3/m de aire contra una carga total de 6 plg de agua; la eficiencia del ventilador es de 75%.

DATOS:

Q= 8500 pies3/m

Pt= 6 plg

η= 75%

Partiendo de la siguiente formula

η=Q Pt

6350HP×100

HP=QPt6350η

=(8500 pies3m )(6 plg)

(6350 )(0.75)=10.70HP

El ventilador inicialmente tiene una velocidad de 900 rpm; y para determinar el gasto saliente, presión y la potencia necesarias a la salida cuando presenta un cambio en la velocidad de 1200 rpm. Para esto se utiliza la primera de ley de los ventiladores, las cuales fueron ya antes mencionadas.

a) Capacidad

Q2=Q1 v2v1

=(8500 )(1200)

(900)=11333.33 pies3/m

b) Presión estática

P2=P1( v2v1 )2

=6( 1200900 )2

=10.666 plg deagua

c) Potencia

h p2=h p1( v2v1 )2

=10.70(1200900 )2

=19.022HP

CONCLUSION

En conclusión mediante este trabajo nos dimos cuenta que necesario conocer las características antes calculadas para poder determinar los efectos que resultan al alterar las condiciones de trabajo de un ventilador.

BIBLIOGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Ventilaci%C3%B3n_(arquitectura)

http://es.wikipedia.org/wiki/Ventilador

http://www.five.es/calidadentuvivienda/elegir-vivienda-con-calidad?id=22

Título Fundamentos de aire acondicionado y refrigeraciónAutor Eduardo Hernández GoríbarEdición reimpresaEditor Editorial Limusa, 2002ISBN 9681806042, 9789681806040N.º de páginas 461 páginas