ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL

“Francisco de Miranda”

Área de Tecnología.

Programa de Ingeniería Civil.

INTEGRANTES

GRUPO Nº 1 GRUPO Nº 2

Dennys Silva

Ana Zarraga

Carlos Pirona

Erik Chirino

Eduis Fuguet

Miguel Flores

Antonio Acosta

Jomar Matheus

Marbella Morillo

Elsie Lopez

Santa Ana de Coro, Abril del 2009.

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

ACONDICIONAMIENTO DE AIRE.

1. Objetivo: Cálculo de la capacidad de un acondicionador de aire

Integral.

2. Propiedades del aire: Conceptos fundamentales, Carta

psicométrica.

3. Parámetros: Propiedades térmicas de los materiales, Ganancias

de calor, Cantidad de aire necesaria.

4. Capacidad del acondicionador en base a ganancia de calor y

condiciones de diseño.

5. Capacidad de acondicionadores Integrales en base al Cálculo de

la carga térmica. Uso de la tabla de Carga Térmica.

6. Algoritmo de cálculo.

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

INTRODUCION

La expresión aire acondicionado suele referirse a la refrigeración, pero

no es correcto, puesto que también debe referirse a la calefacción, siempre que

se traten (acondicionen) todos o algunos de los parámetros del aire de la

atmósfera. Lo que ocurre es que el más importante que trata el aire

acondicionado, la humedad del aire, no ha tenido importancia en la calefacción,

puesto que casi toda la humedad necesaria cuando se calienta el aire, se

añade de modo natural por los procesos de respiración y transpiración de las

personas. De ahí que cuando se inventaron máquinas capaces de refrigerar,

hubiera necesidad de crear sistemas que redujesen también la humedad

ambiente.

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

1. Objetivo: Cálculo de la capacidad de un acondicionador de aire

Integral.

Lo primero que debemos hacer, es determinar el área del cuarto que

hayamos decidido acondicionar. Para esto sólo debemos medir dos lados con

una cinta métrica y multiplicarlos. Con éste dato localizamos en la tabla el

rango de metros cuadrados en el cual se encuentra nuestro cuarto. Después

necesitamos determinar cual de las 4 zonas de la tabla nos corresponde. Éstas

zonas clasifican las ciudades de México según si son más calientes o más

frescas. 

Como ejemplo digamos que queremos acondicionar una recámara en la

ciudad de Coro, que mide 3 metros de largo por 3 metros de ancho. Sabemos

que el área es de 9 metros cuadrados. Así pues podemos determinar que la

capacidad que necesitamos es de 10,000 Btu.

La capacidad de los aires acondicionados se mide en BTU´s, aunque no es

necesario saber que indica esta unidad. Lo que sí es importante saber es que

por cada 12,000 Btu's vamos a considerarlo igual a una tonelada de

refrigeración o lo que es lo mismo 1 Tr. La Tonelada de refrigeración no tiene

nada que ver con el peso del equipo como mucha gente piensa, es tan solo

una medida con referencia a la capacidad ya que anteriormente se utilizaban

toneladas de hielo para acondicionar el ambiente. Sólo para tranquilizar a los

incrédulos, un equipo de una Tonelada de refrigeración de capacidad pesa

entre 10 y 20 Kilos.

  Sabemos entonces que 12,000 BTU´s equivalen a una tonelada de

refrigeración, y tenemos que al conocer la capacidad que requiere nuestro

cuarto, que en nuestro ejemplo fue de 10,000 BTU´s y lo dividimos entre

12,000 vamos a saber el número de toneladas que requerimos. Así pues en

nuestro ejemplo si dividimos 10,000 entre 12,000, el número resultante 0.83

nos indica que necesitamos un equipo de 0.83 toneladas de refrigeración de

capacidad.

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

Comercialmente, los equipos se fabrican en capacidades de ½ , 1 , 1 ½ ,

2 , 3, 4 y 5 Toneladas o su equivalente en BTU´s. De esta manera lo más

recomendable para nuestro ejemplo anterior será instalar un equipo de 1 Tr

para acondicionar nuestra recámara.

  

Capacidad en

Toneladas

Capacidad en

BTU's

½ 6,000

1 12,000

1 ½ 18,000

2 24,000

3 36,000

4 48,000

5 60,000

 

Podemos utilizar la tabla anterior para obtener el equivalente entre BTU

´s y Toneladas así como las capacidades comercialmente disponibles

Ejemplo de cálculo sencillo:

1. Vives en Casa Departamento  

2. ¿Cuántos m2 tiene el área a climatizar? Selecciona 

3. ¿Cuántas personas habitan el recinto a climatizar?    

4. ¿Hay ventanas orientadas al sol? Si No  

5. ¿Las ventanas son? Grandes     Chicas

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

2. Propiedades del aire: Conceptos fundamentales, Carta

psicométrica.

Propiedades del aire

Se denomina aire a la mezcla de gases que constituye la atmósfera

terrestre, que permanecen alrededor de la Tierra por la acción de la fuerza de

gravedad. El aire es esencial para la vida en el planeta, es particularmente

delicado y está compuesto en proporciones ligeramente variables por

sustancias tales como el nitrógeno (78%), oxígeno (21%), vapor de agua

(variable entre 0-7%), ozono, dióxido de carbono, hidrógeno y algunos gases

nobles como el criptón o el argón, es decir, 1% de otras sustancias.

La cantidad de vapor de agua en el aire es extremadamente variable

y es lo que constituye la humedad atmosférica, que tiene gran importancia

para el bienestar humano y para el desarrollo de gran número de

procesos industriales.

Propiedades Físicas

Expansión: Aumento de volumen de una masa de aire al verse reducida

la presión ejercida por una fuerza o debido a la incorporación de calor.

Contracción: Reducción de volumen del aire al verse presionado por

una fuerza, pero este llega a un límite y el aire tiende a expandirse

después de ese límite.

Fluidez: Es el flujo de aire de un lugar de mayor a menor concentración

sin gasto de energía

Presión atmosférica: Fuerza que ejerce el aire a todos los cuerpos.

Volumen: Es el espacio que ocupa el aire.

Masa

Densidad: Es de 1,18 kg/m³ (a 25 °C)

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Viscosidad: Es de 0,018 cP (a 20 °C)

Propiedades de la mezcla Psicrometría

Propiedades psicométricas

Temperatura de bulbo seco o temperatura seca es la medida con un

termómetro convencional de mercurio o similar cuyo bulbo se encuentra

seco

El termómetro de bulbo húmedo es un termómetro de mercurio que

tiene el bulbo envuelto en un paño de algodón empapado de agua. Al

proporcionarle una corriente de aire, el agua se evapora más o menos

rápidamente dependiendo de la humedad relativa del ambiente,

enfriándose más cuanto menor sea ésta, debido al calor latente de

evaporación del agua.

humedad absoluta es la cantidad de agua presente en el aire por

unidad de masa de aire seco. Es un concepto que no influye en la

comodidad humana.

humedad relativa es el cociente en la humedad absoluta y la cantidad

máxima de agua que admite el aire por unidad de volumen. Se mide en

tantos por ciento y está normalizada de forma que la humedad relativa

máxima posible es el 100%.

El volumen específico (v) es el volumen ocupado por unidad de masa

de un material. Es la inversa de la densidad.no dependen de la cantidad

de materia. ejemplos: dos pedazos de hierro de distinto tamano tienen

diferente peso y volumen pero el peso espesifico de ambos sera igual .

este e sindependiente d ela cantidad de maria considerada para

calcularlo. dentro de estas etan con ejemplo el punto de ebullicion , el

brillo , el color , la dureza y el punto de fusión.

La Entalpía es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que

éste puede intercambiar con su entorno. Por ejemplo, en una reacción

química a presión constante, el cambio de entalpía del sistema es el

calor absorbido o desprendido en la reacción.

Propiedades químicas

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Reacciona con la temperatura condensándose en hielo a bajas

temperaturas y produce corrientes de aire.

Esta compuesto por varios elementos entre ellos el oxigeno (O2) y el

dióxido de carbono elementos básicos para la vida.

Carta Psicométrica

Es un diagrama que relaciona múltiples parámetros relacionados con

una mezcla de aire: temperatura, humedad relativa, humedad absoluta, punto

de rocío, entalpía o calor total, calor sensible, calor latente y volumen

específico del aire.

El diagrama no es constante, ya que es variable con la altura sobre el nivel del

mar. Es usual en la bibliografía encontrarlo para la altura a nivel del mar.

Carta Psicométrica

Carta psicométrica conceptual

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

3. Parámetros: Propiedades térmicas de los materiales, Ganancias de

calor, Cantidad de aire necesaria.

Propiedades térmicas de los materiales

Carga térmica

Una carga térmica o solicitación térmica es una fuerza, solicitación o

acción indirecta que aparece en una estructura resistente como resultado de

una dilatación. Es decir, al aplicar calor a un elemento resistente este

experimenta cambios de temperatura y se deforma como consecuencia de

ellos, esa deformación altera la distribución de tensiones en el cuerpo. El

resultado de la nueva distribución de tensiones son cargas y esfuerzos no

ejercidos directamente por ningún agente exterior pero que tienen un efecto

que puede afectar a la resistencia estructural.

Calor especifico

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

El calor específico o capacidad calorífica específica de una sustancia

es una magnitud física que indica la capacidad de un material para almacenar

energía interna en forma de calor.1 De manera formal es la energía necesaria

para incrementar en una unidad de temperatura una cantidad de sustancia;

usando el SI es la cantidad de julios de energía necesaria para elevar en un 1

K la temperatura de 1 kg de masa.2 Se la representa por lo general con la letra

c.

Coeficientes de conductividad térmica

El coeficiente de conductividad térmica expresa la cantidad o flujo de

calor que pasa a través de la unidad de superficie de una muestra del material,

de extensión infinita, caras planoparalelas y espesor unidad, cuando entre sus

caras se establece una diferencia de temperaturas igual a la unidad, en

condiciones estacionarias.

Este coeficiente varía con las condiciones del material (humedad que contiene,

temperatura a la que se hace la medición), por lo que se fijan condiciones para

hacerlo, generalmente para material seco y 15ºC (temperatura media de

trabajo de los materiales de construcción) y en otras ocasiones, 300 K (26,84

ºC).

Transmitancia térmica

Es la cantidad de energía que atraviesa, en la unidad de tiempo, una

unidad de superficie de un elemento constructivo de caras plano paralelas

cuando entre dichas caras hay un gradiente térmico unidad. Es el inverso a la

resistencia térmica. Su expresión matemática es;

En donde:

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U = transmitancia en vatios por metro cuadrado y kelvin.

W = potencia en vatios.

S = superficie en metros cuadrados.

K = diferencia de temperaturas en kelvin.

El concepto de transmitancia térmica se usa en construcción para el

cálculo de los aislamientos y pérdidas energéticas. De este mismo concepto se

parte para los cálculos de los diseños de calefacción, en cualquiera de sus

modalidades, al estar, en esencia, basada la calefacción en determinar la

cantidad de energía que hay que suministrar a los espacios habitados en la

unidad de tiempo (potencia) para mantener una determinada temperatura (la de

comodidad) en una determinada diferencia con la temperatura exterior. Esta

potencia debe compensar las pérdidas de calor por los elementos constructivos

que separan los espacios calefactados del exterior o de cualquier otro ambiente

a menor temperatura, es decir, depende de la transmitancia de los elementos

que definen la estancia a calefactar.

Resistencia térmica

La resistencia térmica de un material representa la capacidad del

material de oponerse al flujo del calor. En el caso de materiales homogéneos

es la razón entre el espesor y la conductividad térmica del material; en

materiales no homogéneos la resistencia es el inverso de la conductancia

térmica.

Inercia Térmica

Propiedad que indica la cantidad de calor que puede conservar un

cuerpo y la velocidad con que la cede o absorbe del entorno. Depende de la

masa, del calor específico de sus materiales y del coeficiente de conductividad

térmica de éstos.

Esta propiedad se utiliza en construcción para conservar la temperatura

del interior de los locales habitables más estable a lo largo del día, mediante

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

muros de gran masa. Durante el día se calientan, y por la noche, más fría, van

cediendo el calor al ambiente del local. En verano, durante el día, absorben el

calor del aire de ventilación y por la noche se vuelven a enfriar con una

ventilación adecuada, para prepararlos para el día siguiente. Un adecuado uso

de esta propiedad puede evitar el uso de artificiales sistemas de climatización

interior.

Ganancia de calor a través de componentes estructurales

La conducción es el modo de transferencia de calor por el cual se

verifica un intercambio de energía desde una región de alta temperatura hacia

otra de baja temperatura, debido al impacto cinético o directo de moléculas.

La ley de Fourier de la conducción de calor establece que la rapidez

de flujo por conducción en un sentido dado es proporcional al gradiente de

temperatura en ese sentido y al área normal a la dirección del flujo de calor.

Es decir, el flujo de calor en la dirección x, qx, está dado por la ecuación:

qx= k.A (δ T/δ x)

Donde A es el área normal al flujo de calor, δ T/δ x es el gradiente de

temperatura y k es la conductividad térmica del material.

El calor fluye por conducción térmica, y su valor es expresado por la ecuación:

Q = U * A * DT; esta es la misma ecuación definida en la ley de Fourier de la

conducción de calor para calcular la rapidez de flujo por conducción.

Donde:

Q= velocidad a la que el calor pasa a través de un componente en

Btu/hr.

U= factor general de transmisión de calor para el componente estructural

en Btu/hr por pie2 por grado F de diferencia de temperatura entre la

superficie exterior y la superficie interior del componente. (Btu/hr.pie2. °f).

A= área del componente estructural que queda expuesto a la

temperatura interior y la temperara exterior en pie2.

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

DT= diferencia de temperatura entre el interior y el exterior en

grado Fahrenheit.

Para el cálculo son utilizadas las tablas que contienen los Factores de

transmisión de calor (valores U) para vidrios, paredes, techos y pisos

comúnmente utilizados en construcción, del manual N publicado por la ACCA.

Cantidad de aire necesaria

Este método se debe utilizar siempre que las condiciones y el tamaño de

la carga de enfriamiento requieran la especificación de un equipo de diseño

particular. Esto significa que el serpentín de enfriamiento y des humidificación

está diseñado para satisfacer los requerimientos de calor latente y sensible de

una zona en particular y que el ventilador tiene el tamaño apropiado para

manejar y el volumen de aire requerido. Al conjunto del ventilador, el serpentín

de enfriamiento, los reguladores de flujo y la cápsula o caja que los contienen

se le denomina "Unidad manipuladora del aire o unidad de administración del

aire". Estas unidades son ensambladas en la fábrica, y contienen una amplia

variedad de modelos de serpentines y ventiladores, para adaptarse a casi

cualquier requerimiento.

Cuando la carga de enfriamiento pico y los requerimientos de calor

latente son apropiados, se puede utilizar este equipo económico, cuya

capacidad es de menos de 20 toneladas (70 kW). En este caso la cantidad de

aire de suministro se determina de una manera diferente. Primero se

selecciona la unidad con base en la carga de enfriamiento global, utilizando un

equipo comercialmente disponible cuya capacidad sea un poco mayor que la

requerida. La capacidad latente de la unidad elegida debe ser igual o mayor

que la carga de enfriamiento calculada. Este procedimiento asegura que la

unidad maneje tanto la carga latente como la sensible, aun cuando no

coincidan con exactitud en las especificaciones del equipo. La cantidad de aire

que maneja cada unidad es especificada por el fabricante, y en este caso es de

350 a 400 cfm/ton, o 0.0537 m3/ (s-kW). Después se divide la cantidad total de

aire entre los recintos, de acuerdo con la carga de enfriamiento de cada uno de

ellos.

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4. Capacidad del acondicionador en base a ganancia de calor y

condiciones de diseño.

Condiciones de diseño

Son la temperatura exterior de bulbo seco y la humedad relativa exterior

del ambiente donde se requiere calcular la carga de diseño.

Los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC),

deben contrarrestar las fuerzas del tiempo cuando la temperatura al aire libre

(temperatura del ambiente exterior) o humedad se mueve en un rango

aceptable en favor de la seguridad y comodidad (confort). Por consiguiente, un

entendimiento claro del comportamiento del tiempo es útil para diseñadores y

operadores de estos sistemas. Limitaciones en esa comprensión son a menudo

la raíz de problemas, que envuelve calidad del aire interior pobre y deterioro

prematuro de la edificación y del equipo.

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

Ingenieros, técnicos de servicio y operadores de la construcción

constantemente analizan y localizan fallas en problemas normales de sistemas

HVAC (siglas en ingles). A menudo, conocer las condiciones del tiempo

presente y reciente puede ayudar a explicar la causa de un problema.

Uno de los desafíos más grandes para un diseñador consiste en la total

comprensión del clima en una localidad desconocida, el conocimiento acerca

del comportamiento del clima local está menos disponible para el diseñador en

localidades remotas, a veces con consecuencias costosas.

1) MOMENTO DEL DÍA CON CARGA PICO DE ENFRIAMIENTO

Este momento no es detectable fácilmente, ya que los componentes

principales de la carga de enfriamiento no se dan al mismo tiempo. La carga

máxima de temperatura exterior se toma como las 3:00 p.m., la máxima

ganancia solar a través de vidrios llega a cualquier hora desde la 7:00 a.m.

hasta las 5:00 p.m., dependiendo de la orientación geográfica. Las ganancias

de calor internas pueden llagar a su pico en cualquier momento. Se hace

necesario entonces efectuar un cálculo de las ganancias de calor en varios

puntos a lo largo del día para poder determinar el pico máximo de la carga de

enfriamiento.

Debido a la variedad de factores que influyen en el cálculo de la carga

pico, es recomendable que en los casos en que haya alguna duda; se calcule

la carga para varias horas.

Un aspecto importante del cálculo de cargas de enfriamiento a horas

diferentes de las 3:00 p.m. y que algunas veces es obviado, es la corrección

que debe hacerse a la temperatura exterior de diseño de bulbo seco para cada

momento del día en particular. Obviamente si la máxima temperatura exterior

de bulbo seco se presenta todos los días a las 3:00 p.m., en cualquier otro

momento debe ser menor. Por consiguiente, la temperatura interior y la exterior

de bulbo seco a otras horas distintas de las 3:00 p.m. será menor que en las

condiciones de diseño que se presentan a las 3:00 p.m.

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Las correcciones no solamente afectan la diferencia de temperatura de exterior

a interior, sino también las diferencias totales equivalentes en las temperaturas

de paredes y techos.

2) GANANCIA DE CALOR POR RADIACIÓN SOLAR A TRAVÉS DE

VIDRIOS

Fenestraje o ventanaje se refiere a cualquier abertura vidriada en la

envoltura de la edificación. Los componentes del fenestraje incluyen: (1)

Material vidriado ya sea vidrio o plástico. (2) Marcos, divisiones, etc. (3)

Dispositivos externos de sombreado. (4) Dispositivos internos de sombreado.

(5) Sistemas integrales de sombreado (entrevidrios).

El diseñador debe considerar los siguientes factores a la hora de

seleccionar ventanas: (1) arquitectónicas: identificando las opciones de diseño

y su capacidad de lograr conservación de energía, incluyendo el posible uso de

iluminación eléctrica y luz del día con controles para reducir la luz eléctrica

automáticamente cuando la luz del día esté disponible; (2) Térmico: Diseñando

para pérdidas de calor y/o ganancia para el confort de los ocupantes y

conservación de la energía. (3) Económico: evaluando los costos y los costos

de ciclos de vida de los diseños de ventanas alternativas. (4) La necesidad

humana determinando el deseo psicológico o la necesidad física para ventanas

y los estándar de iluminación apropiada para el proyecto de uso del espacio,

para el confort de los ocupantes y aceptación.

Sombreado de ventanas con aleros

Cuando una ventana está sombreada con un alero, la porción del vidrio que no

recibe el sol está sujeta a la mínima ganancia de calor solar que recibe una

ventana según la tabla de "Ganancias de calor por radiación solar a través de

vidrios", del manual N publicado por la ACCA.

3) GANANCIA DE CALOR A TRAVÉS DE COMPONENTES

ESTRUCTURALES

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

La conducción es el modo de transferencia de calor por el cual se verifica un

intercambio de energía desde una región de alta temperatura hacia otra de baja

temperatura, debido al impacto cinético o directo de moléculas.

La ley de fourier de la conducción de calor establece que la rapidez de flujo por

conducción en un sentido dado es proporcional al gradiente de temperatura en

ese sentido y al área normal a la dirección del flujo de calor.

Es decir, el flujo de calor en la dirección x, qx, está dado por la ecuación:

qx= k.A ( T/ x)

Donde A es el área normal al flujo de calor, T/ x es el gradiente de

temperatura y k es la conductividad térmica del material.

El calor fluye por conducción térmica,y su valor es expresado por la ecuación:

Q = U * A * DT; esta es la misma ecuación definida en la ley de fourier de la

conducción de calor para calcular la rapidez de flujo por conducción.

Donde:

Q= velocidad a la que el calor pasa a través de un componente en

Btu/hr.

U= factor general de transmisión de calor para el componente estructural

en Btu/hr por pie2 por grado F de diferencia de temperatura entre la

superficie exterior y la superficie interior del componente. (Btu/hr.pie2 .°f).

A= área del componente estructural que queda expuesto a la

temperatura interior y la temperara exterior en pie2.

DT= diferencia de temperatura entre el interior y el exterior en

grado Fahrenheit.

Para el cálculo son utilizadas las tablas que contienen los Factores de

transmisión de calor (valores U) para vidrios, paredes, techos y pisos

comúnmente utilizados en construcción, del manual N publicado por la ACCA.

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Diferencias equivalentes de temperaturas

Es muy importante tener en cuenta la diferencia de temperatura

equivalentes, que se aplican a paredes y techos; efectos de la radiación solar,

efecto de retardo o efecto de almacenamiento y diferencias en la temperatura

del aire.

Esta diferencia de temperatura se produce realmente por la acción

simultánea de la Conducción, radiación y convección, se muestran en las

tablas "Diferencias de temperaturas equivalentes para paredes sombreadas y

soleadas" y "Diferencias de temperaturas equivalentes para ganancias de calor

a través de techos planos". Estos factores dan las diferencias de temperaturas

equivalentes para varios tipos de construcciones en distintos momentos del día

para techos y paredes respectivamente, están incluidas en el del manual N

publicado por la ACCA.

4) CONCENTRACIÓN DE PERSONAS COMO BASE DE DISEÑO

Las personas que ocupan el espacio que debe ser acondicionado

contribuyen con cantidades importantes de calor sensible y calor latente, que

aumenta la carga total de enfriamiento de dicho espacio.

El cálculo debe basarse en el número promedio de personas dentro del

espacio durante el periodo de la máxima carga de enfriamiento de diseño. La

cantidad de calor debida a las personas, que va a aumentar la carga total de

enfriamiento, debe estar de acuerdo a la actividad desarrollada por estás

personas como indica la Tabla "Ganancias de calor por persona". La tabla

publicada en el manual N de la ACCA titulada "Concentración de personas

estimados" muestra valores estimados en pies cuadrados por personas para

ser usados cuando no se disponga de datos más exactos.

7) GANANCIAS DE CALOR ORIGINADAS POR EQUIPOS INSTALADOS EN

EL INTERIOR DE UN ESPACIO A ACONDICIONAR

Entre las fuentes de calor dentro del espacio que será condicionado

están las luces, las maquinas de oficina, equipos de computación, los

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

electrodomésticos y los motores eléctricos. La tablas anexas que muestran la

ganancia de calor generada por algunos de estos aparatos son, "Ganancias de

calor por motores eléctricos" y "Ganancias de calor por electrodomésticos" y

"Ganancias de calor generado por equipos de oficinas", del manual N publicado

por la ACCA.

Cuando los equipos que producen calor están cubiertos por una

campana de extracción, debe calcularse la carga adicional debida al aire fresco

que se debe introducir para compensar el aire extraído por la campana. Esto se

calcula en la secuencia de Ganancias de calor por infiltración y ventilación.

Con respecto al alumbrado, el mismo constituye una fuente de calor

sensible. Este calor se emite por radiación, convección y conducción. Un

porcentaje del calor emitido por radiación es absorbido por los materiales que

rodean el local, pudiendo también producirse estratificación del calor emitido

por convección. Las ganancias de calor reales se determinan aplicando los

valores mostrados en la tabla "Ganancias debidas al alumbrado".

Las lamparas incandescentes transforman en luz un 10% de la energía

absorbida, mientras el resto la transforman en calor que se disipa por radiación,

convección y conducción. Un 80% de la potencia absorbida se disipa por

radiación, y solo el 10% restante por conducción y conducción.

Los tubos fluorescentes transforman un 25% de la energía absorbida en

luz, mientras que otro 25% se disipa por radiación hacia las paredes que

rodean el local, y el resto por conducción y convección. Debe tenerse en

cuenta, además, el calor emitido por la reactancia o resistencia limitadora, que

representa un 25% de la energía absorbida por la lampara.

Tabla Ganancias debidas al alumbrado

TIPO GANANCIA DE CALOR SENSIBLE EN

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

BTU/HR

Fluorescente Potencia útil en vatios x 4,1

Incandescente Potencia útil en vatios x 3,4

Generalmente la placa de identificación de los equipos darán la

información necesaria para obtener el dato aproximado del calor generado por

el aparato. En la placas que se especifique la potencia consumida, esta se

puede tratar del mismo modo que las luces incandescentes, multiplicando los

vatios por 3,4 para obtener Btu/hr. Si lo especificado es la potencia del motor,

puede usarse la tabla "Ganancias de calor por motores eléctricos" para obtener

Btu/hr. Si solo se especifican el voltaje y los amperios consumidos a plena

carga, se multiplica el voltaje por el amperaje por un factor de utilización

razonable (se recomienda 0,6 para motores pequeños y 0,9 para motores

grandes) y por 3,4 para obtener Btu/hr. En todos los casos, aplique un factor de

utilización.

8) GANANCIA DE CALOR POR INFILTRACIÓN Y VENTILACIÓN

El aire del exterior que fluye a través de una edificación, ya sea como

aire de ventilación, o no intencionalmente como infiltración (y exfiltración) es

importante por dos razones. El aire del exterior es utilizado muchas veces para

diluir contaminantes en el aire del interior y la energía asociada con

calentamiento o enfriamiento de este aire exterior es una significativa carga de

relación espacio - acondicionamiento. La magnitud de estos valores de flujo de

aire debe ser conocida a máxima carga para calcular adecuadamente el

tamaño de equipo y en condiciones promedio, estimar adecuadamente el

consumo de energía promedio y estacionario. Deben conocerse también los

valores de intercambio de aire para asegurar un adecuado control de los

niveles de contaminantes en el interior. En grandes edificaciones deben ser

determinados el efecto de infiltración y ventilación en distribución, y los

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

patrones de flujo de aire interzonal, los cuales incluyen patrones de circulación

de humo en caso de incendio.

El intercambio de aire entre el interior y las afueras está dividido en:

ventilación (intencional e idealmente controlada) e infiltración (no intencional y

descontrolada). La ventilación puede ser natural y forzada.

La ventilación natural: es un flujo de aire sin energía a través de

ventanas abiertas, puertas y otras aberturas intencionales de una edificación.

La ventilación forzada: es intencional, es un intercambio de aire

propulsado por un ventilador y con ventanillas de toma y descarga o escapes

que son especialmente designadas e instaladas para ventilación.

La infiltración, es flujo de aire no controlado a través de grietas,

intersticios y otras aberturas no intencionales. Infiltración, exfiltración y flujo de

ventilación natural son causados por diferencias de presión debido al viento,

diferencia de temperatura interior – exterior y operaciones de aplicaciones o

dispositivos.

5. Capacidad de acondicionadores Integrales en base al Cálculo de la

carga térmica. Uso de la tabla de Carga Térmica.

El recinto que deseamos calentar o refrigerar tendrá unos aportes de

calor que variarán con el tiempo, en función de la temperatura exterior, del

número de personas que estén en el local, etc. La evaluación exacta de

esta potencia calorífica a lo largo del tiempo es difícil de realizar y, en

consecuencia, es práctica común suponerla constante y calcularla en las

condiciones más desfavorables; esta potencia calorífica se denomina carga

térmica del local.

Existen manuales que permiten efectuar el cálculo de la carga térmica,

en función del tipo de construcción del local, del número y tipo de puertas y

ventanas, grosor de las paredes, personas que en él realizan una función,

etc.

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

La carga térmica total QT suele dividirse en dos partes denominadas

carga de calor sensible y carga de calor latente QS y Q L y cada una se

puede calcular por separado; el calor sensible es el que produce un cambio

de temperatura y el calor latente es el relacionado con un cambio de estado

que, en nuestro caso, está asociado a la cantidad de vapor de agua; así se

tiene:

Q T = QL + QS

La relación entre el calor sensible y el total (Qs/QT) se denomina

coeficiente de calor sensible, y es un factor muy importante en los

diseños y proyectos de aire acondicionado.

Según sea el tipo de local, (restaurante, casa particular, teatro, etc), la

experiencia de muchos diseños conduce a valores concretos del coeficiente

de calor sensible que, evidentemente, tienen que ver con la sensación de

confort y bienestar.

CARGAS EXTERIORES CARGAS INTERIORES

- Cargas a través de superficies

acristaladas

- Cargas a través de muros

- Cargas por ventilación e infiltración

- Cargas por ocupantes

- Carga por iluminación

- Carga debida a máquinas y

procesos

- Cargas debidas a la propia

instalación

INTRODUCCIÓN

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

Cargas por ocupantes

La carga total aportada será el producto del número de personas en el

local por el calor que disipa cada persona, así tendremos una carga latente y

una carga sensible

Carga por iluminación

La iluminación constituye una fuente de calor sensible. Este calor se

emite por radiación, conducción y convección, pudiéndose evaluar las cargas

totales en función del tipo de alumbrado.

La cantidad de calor cedido por radiación no es instantáneamente

transmitido a la carga del equipo de climatización, sino que la carga

instantánea se obtiene de multiplicar la cantidad total de energía emitida por un

coeficiente

Carga debida a máquinas y procesos QUINAS MOTORESPROCESOS

En general, se desprende potencia térmica tanto sensible como latente.

De forma estimativa se presentan en las tablas valores estimativos para

aparatos a gas y aparatos eléctricos, respectivamente.

Cuando se trata de máquinas eléctricas, en general, la carga es

únicamente de tipo sensible y se debe identificar tanto la posición relativa del

motor y la máquina, como la potencia consumida por el motor respecto a la

consumida por la máquina que dicho motor mueve.

Cargas debidas a la propia instalación

El traspaso de energía térmica desde o hacia fluidos que circulan por

conducciones durante el trayecto por zonas no climatizadas puede ser tomado

como una carga de la instalación, no obstante sería una ganancia (ó pérdida)

interna a su paso por los locales sujetos a tratamiento y como tal deben

tratarse los razonamientos que siguen.

-Cargas a través de las superficies acristaladas

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

El valor de la radiación solar incidente sobre las superficies acristaladas varía

en función de:

- Orientación.

- Hora solar.

- Día del año.

Se distinguen dos tipos de radiación solar:

- Directa: Cuando incide directamente sobre el vidrio.

- Difusa: Se distribuye en todo el espacio y afecta a todas las orientaciones,

incluso en el caso en que la superficie acristalada no esté expuesta a los rayos

solares.

Normalmente el vidrio absorbe una pequeña cantidad de calor solar (5 6 %) y

refleja hacia el exterior o refracta hacia el interior el resto. La cantidad reflejada

o refracta da depende del ángulo de incidencia.

6. Algoritmo de cálculo.

Para determinar el BTU necesario para enfriar un espacio determinado,

siga este procedimiento:

1. Calcular el total de pies cuadrados que se enfría: Medir el tamaño de

la habitación (o habitaciones), que se enfrían, para obtener total de pies

cuadrados. Sala de multiplicar la longitud por la anchura de cada

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

habitación y si hay varias habitaciones, la sala de añadir áreas junto a un

solo número.

2. Leer la Base BTU necesaria continuación de la Tabla 1

3. BTU para añadir más de estos factores:

o + 4000 BTU por cada habitación debajo de un límite máximo o

techo que no está aislado

o + 4000 BTU por un hogar o residencia de cocina incluidos en el

área de enfriado

o + 1500 BTU por cada ventana que se benefician de importantes

diarios del sol

o + 1500 BTU por una habitación a través de una cocina o sala de

calderas SI la cocina o sala de calderas está produciendo calor

durante el período de enfriamiento

o + 600 BTUs por persona más de dos, si más de dos ocupantes

se ocupan de la sala durante el período de enfriamiento

4. BTU restar del total necesario si estos factores están presentes:

o - 1000 BTU, si la habitación está en el lado sombreado del

edificio

5. Calcular el total final de BTUh necesarios los pasos anteriores. Esto

debe poner en la gama de capacidad de refrigeración necesaria.

Examen de la advertencia sobre la compra por debajo de un aire

acondicionado de gran tamaño.

El cuadro siguiente recoge BTU aire acondicionado necesario para

enfriar una habitación individual. Los datos de la tabla se da por

supuesto que el límite máximo de la sala está aislada y que la habitación

no está por encima o por sí mismo no es una zona productora de calor

como la cocina o una sala de calderas. 

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

Cuadro 1: Base BTU - Aire Acondicionado Recomendado BTU

Número de

Habitaciones

Enfriado

Sala Espacio

Mínimo

pies cuadrados

Sala Espacio

Máximo

pies cuadrados

BTU

Necesario

Uno . 100 4.000 - 6.000

Uno 100 180 6.000 - 7.500

Uno 180 270 7.500 - 9.000

Uno 270 400 9.000 - 10.500

Varios . 400 10.500 - 12.000

Varios 400 500 12.000 - 13.500

Varios 500 700 13.500 - 15.000

Varios 700 800 15.000 - 16.500

Grandes áreas . 900 16.500 - 18.000

Grandes áreas 900 1000 18.000 - 19.500

Grandes áreas 1.000 1.100 19.500 - 21.000

Grandes áreas 1.000 1.100 19.500 - 21.000

Grandes áreas 1.100 1.200 12.000 –

22.500

Grandes áreas 1.200 1.500 22.500 - 24.000

Grandes áreas 1.500 1.700 24.000 - 25.500

Grandes áreas 1.700 1.900 25.500 - 27.000

Grandes áreas 1.900 2.200 27.000 - 28.500

CONCLUCION

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

Los componentes electrónicos han venido evolucionando a través del

tiempo que cada día, mas pequeños y complejos son los circuitos eléctricos,

esto se debe a que los componentes son elaborados con la finalidad de realizar

diversas tareas dentro del circuito en el caso de los circuitos integrados su

desarrollo ha revolucionado los campos de las comunicaciones, la gestión de la

información y la informática. Los circuitos integrados han permitido reducir el

tamaño de los dispositivos con el consiguiente descenso de los costes de

fabricación y de mantenimiento de los sistemas. Al mismo tiempo, ofrecen

mayor velocidad y fiabilidad. Los relojes digitales, las computadoras portátiles y

los juegos electrónicos son sistemas basados en microprocesadores. Otro

avance importante es la digitalización de las señales de sonido, proceso en el

cual la frecuencia y la amplitud de una señal de sonido se codifica digitalmente

mediante técnicas de muestreo adecuadas, es decir, técnicas para medir la

amplitud de la señal a intervalos muy cortos. La música grabada de forma

digital, como la de los discos compactos, se caracteriza por una fidelidad que

no era posible alcanzar con los métodos de grabación directa. De igual manera

pasa con los transistores, ha reemplazado casi completamente al tubo de vacío

en la mayoría de sus aplicaciones. Al incorporar un conjunto de materiales

semiconductores y contactos eléctricos, el transistor permite las mismas

funciones que el tubo de vacío, pero con un coste, peso y potencia más bajos,

y una mayor fiabilidad.

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

BIBLIOGRAFIA

INERCIA TERMICA.WIKIPEDIA,LA ENCICLOPEDIA LIBRE

INERCIA TERMICA.FRANCIA,ACTUAL

SEMICONDUCTOR.WIKIPEDIA,LA ENCICLOPEDIA LIBRE

0102 -06 MEMORIA DE AIRE ACONDICIONADO

RECOMENDACIONES

Una de las recomendaciones es que se dote la biblioteca de material

referentes a la materia ya que no se conto con ningún libro para esta

investigación y la investigación fue obtenida por el internet y en esa fuente de

investigación abarca con demasiados puntos.