CALCULOS DE DISEÑO DE DUCTOS

Personal

Refrigeración y Aire Acondicionado

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

UNI-RUPAP

CARRERA DE INGENIERIA MECANICA

I Examen Parcial

“Cálculos de Diseño de Ductos ”

JONATHAN JOSE BETANCO CASTILLO. (2006-23113) CRISTHIAM RAUL OLIVAS TELLERIA. (2006-XXXX) OSCAR ISAAC ZELAYA TORUÑO. (2006-XXXX)

Grupo: 5M1-MEC

Docente:Correo: [email protected]

Elaborado por:

Ing Mario García.

Lunes, 14 de Junio del 2010

PROYECTO “CALCULOS DE DISEÑO DE DUCTOS.”

ÍNDICE pág.

1- Introducción……………………………………………………… 4

2- Objetivos…………………………………………………………. 6

2- Desarrollo………………………………………………………… 5

Carga de Enfriamiento I……………………………………. 7

Ganancia Por Pared

Carga de Enfriamiento II…………………………………… 15

Ganancia Por Techo

Carga de Enfriamiento III…………………………………… 19

Ganancia Por Personas

Carga de Enfriamiento IV……………………………………. 22

Ganancia Por Equipo

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA “REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO”.

2


Carga de Enfriamiento V……………………………………… 23

Ganancia Por Alumbrado

Cantidad De Difusores…………………………………………. 26

Tabla con resumen de carga de enfriamiento …………………………………… 29

Calculos y diseño del ducto …………………………………… 30

Perdidas de presión en ductos ………………………………… 32 Perdidas de presión lineal ………………………… 33 Perdidas de presión por accesorios ……………… 34

Eleccion del Ventilador ………………………………………… 35

Conclusión………………………………………………………

Bibliografía……………………………………………………..


3


INTRODUCCIÓN

El Aire Acondicionado es un proceso combinado que realiza muchas funciones simultáneamente. Está compuesto de varios factores como son: el aire transportado y su introducción al espacio a acondicionar. El aire acondicionado permite controlar los parámetros del ambiente interior de un espacio específico dentro de los límites requeridos.

Muchos sistemas de aire acondicionado ejecutan las siguientes funciones:

1- Proveer un ambiente refrescante produciendo un área de confort.

2- Condicionar el aire suficiente para calentar o enfriar, humedecer o deshumedecer, limpiar y purificar, y disminuir algún ruido ofensivo producido por el equipo.

3- Distribuir todo el aire por medio de varias puertas de salida

4- Controlar y mantener los parámetros del interior como: temperatura, humedad, limpieza, cantidad de ruido, y la diferencia de presión entre el interior y el exterior dentro de los límites permisibles.

El acondicionamiento de un edificio gana calor debido a varias fuentes.

La temperatura y la humedad del aire deben mantenerse a un nivel confortable, se debe extraer calor para compensar las ganancias a mencionar en el siguiente trabajo. A la cantidad de calor neta retirada se le conoce como carga de enfriamiento.

Los sistemas de aire acondicionado se pueden dividir según la necesidad:


4


1- Para Sala individual

2- Evaporador-congelador

3- Deshumedecedor

4- Almacenamiento térmico

5- Limpieza de sala

6- Acondicionamiento de un espacio

Los cálculos de la carga de enfriamiento se basan en los principios de transferencia de calor. Con una mayor exactitud en los cálculos podemos tener un equipo que va a ser de tamaño pequeño con respecto a las necesidades presentadas y con mayor eficiencia energética para el recinto.

Los componentes que constituyen las ganancias de calor en recintos son:

1- conducción a través de techos, paredes, y vidrios al exterior.

2- A través de divisiones internas, cielos rasos y piso.

3- Radiación solar a través de vidrios.

4-Alumbrado, persona, equipos.

5- Infiltración de aire por aberturas.


5


Objetivo General

1- Expresar mediante este proyecto la necesidad de calcular la carga de enfriamiento para la selección de los equipos adecuados al recinto de la Empresa PIPASA.

2- Explicar el funcionamiento y métodos para la realización del proyecto de calculara la carga de enfriamiento dentro de un local.

Objetivo Específico

1- Calcular la carga de enfriamiento del recinto de dicha empresa.

2- Seleccionar el equipo adecuado para su previa instalación.

3- Diseñar un plano donde irán ubicados los equipos que conforman el sistema de aire acondicionado.


6


CARGA DE ENFRIAMIENTO I

Como primer paso procederemos a calcular la carga de enfriamiento de toda el área, pero ya que el área pertenece a un complejo de pasillos y oficinas la carga varía en dependencia del análisis de cada sector, es por ello que para el cálculo se dividirá toda el área en sectores de estudio.

Estos sectores serán:

Departamento legal

Contraloría

Oficina

Servidor Principal

Control interno

Pasillo Principal.

Ganancia Por Pared

1) Departamento legal.


7


Pérdida de pared:

Según los planos en esta sección están expuestas las paredes C´-A Y A-B. Tomando en cuenta que el recinto esta dentro de en perímetro interno o división interna tendremos que:

Datos.

U: 0.3982 BTU/hrft2º F (Covintec + yeso).DT: 18º F (30º C-20º F): 10º C ≈18º F.

C´-A. A-B

A: 55.38FT A: 64.61FT

Q: U x A x DT. Q: 0.3982 x 64.61 x 18.

Q: 0.3982 x 5.5.38 x 18. Q: 463. 13 BTU/HR.

Q: 396.9747 BTU/HR.

Q: 463.13+396.97= 860.10 BTU/HR.

2) Contraloría

Pared b-c Pared c-d

A= (1.05 * 2.8)= 2.94m2= 32.30ft2 A=3.6*2.8=10.08m2

A= 110.76ft2

Q= U*A*DT Q= U*A*DT


8


Q= 0.3982*32.3*18 Q= .398*110.76*18

Q= 231.51 Btu/hr Q= 793.88 Btu/hr

QTotal= (231.51+793.88) Btu/hr= 1025.45 Btu/hr

3) Oficina 4) Servidor Principal

Pared d-e Pared e-f

A= (1.8*2.8)= 5.04m2=55.38ft2 A= (1.8*2.25)= 6.3m2

A= =69.23ft2

Q= U*A*DT Q= U*A*DT

Q= 0.3982*55.38*18 Q= 0.3982*69.23*18

Q= 396.97 Btu/hr Q= 496.21 Btu/hr

5) Control Interno

Pared i-j Pared j-k


9


A= (3.15*2.8)= 8.82m2=96.92ft2 A= (2.1*2.8)= 5.88m2

A= =64.61ft2

Q= U*A*DT Q= U*A*DT

Q= 0.3982*96.92*18 Q= 0.3982*64.61*18

Q= 694.68 Btu/hr Q= 463.09 Btu/hr

QTotal= (694.68+463.09) Btu/hr= 1157.58 Btu/hr

6) Pasillo Principal

Para calcular las pérdidas por pared de esta área seguiremos retomando el área de pared que esté en el perímetro.

Pared f-g Pared g-h

A= (0.83 * 2.8)= 2.324m2= 25.53ft2 A= 0.75*2.8=2.1m2

A= 23.07ft2

Q= U*A*DT Q= U*A*DT

Q= 0.3982*25.53*18 Q= 0.398*23.07*18

Q= 182.98 Btu/hr Q= 165.35 Btu/hr

Pared h-i Pared k-l

A= (5.1 * 2.8)= 14.28m2= 156.9ft2 A=13.03*2.8=36.4m2

A= 400.62ft2

Q= U*A*DT Q= U*A*DT

Q= 0.3982*156.92*18 Q= 0.3982*400.92*18


10


Q= 1124.73 Btu/hr Q= 2873.6341 Btu/hr

Pared l-m Pared m-n

A= (7.5* 2.8)= 21m2= 230.76ft2 A= (3.6*2.8)=10.08m2

A= 110.76ft2

Q= U*A*DT Q= U*A*DT

Q= 0.3982*230.76*18 Q= 0.3982*110.76*18

Q= 1654.06 Btu/hr Q= 793.94 Btu/hr

Pared n-ñ Pared ñ-o

A= (1.35* 2.8)= 3.781m2= 41.53ft2 A= (2.25*2.8)=6.3m2

A= 69.23ft2

Q= U*A*DT Q= U*A*DT

Q= 0.3982*41.53*18 Q= 0.3982*69.23*18

Q= 297.67 Btu/hr Q= 496.2184 Btu/hr

Pared o-p Pared p-q

A= (9.15* 2.8)= 25.62m2= 281.53ft2 A= (2.25* 2.8)= 6.3m2 A= 69.23ft2

Q= U*A*DT Q= U*A*DT

Q= 0.3982*281.53*18 Q= 0.3982*69.23*18

Q= 2017.95 Btu/hr Q= 496.21 Btu/hr


11


Pared q-r Pared r-s

A= (1.8* 2.8)= 5.04m2= 55.38ft2 A= (3* 2.8)= 8.4m2

A= 92.30ft2

Q= U*A*DT Q= U*A*DT

Q= 0.3982*55.38*18 Q= 0.3982*92.30*18

Q= 396.97 Btu/hr Q= 661.62 Btu/hr

Pared s-t

A= (3.3* 2.8)= 9.24m2= 101.53ft2

Q= U*A*DT

Q= 0.3982*101.53*18

Q= 727.78 Btu/hr

Pared t-u

Esta es la única pared que está con la cara al exterior es por ello que debe calcularse de la siguiente manera:

Q= U*A*DTCE

Donde: DTCE= [(Dtce+LM)*k+ (78-tR)+ (t0-85)]*f

Y esta pared tiene las siguientes dimensiones: A= (3.15* 2.8)= 8.82m2= 96.92ft2

- Según la tabla 6.2 el Dtce para esta pared será:13


12


Orientación: Al Norte

Horario Solar: 2:00 p.m. del 21 de Abril de 2010

- Con la tabla 6.3 se determina el grupo de la pared:

Grupo E: Bloque de 4inch U=0.319 Btu/hr ft2ºf

Concreto de 4inch U=0.585 Btu/hr ft2ºf

U=0.904 Btu/hr ft2ºf

Ahora LM:

Con K=1 y F=1

Según tabla 6.4 LM=0.5

Ahora para calcular las temperaturas:

t0= TBS-RD/2 donde RD es igual a 13.5 para el mes de Abril

t0= 37ºC – 13.5/2=30.25ºC=86.45ºF

tR= Temperatura de diseño será de 20ºC=68ºF

DTCE= [(Dtce+LM)*k+ (78-tR)+ (t0-85)]*f

DTCE= [(13+0.5)*1+ (78-68)+ (86.45-85)]*1

DTCE=24.95ºF ≈ 25ºF


13


Ahora calculamos la ganancia:

Q= U*A*DTCE

Q= 0.904*96092*25

Q= 2190.392 Btu/hr

Pared u-v Pared v-w

A= (7* 2.8)= 19.6m2= 215.38ft2 A= (15.45* 2.8)= 43m2

A= 475.38ft2

Q= U*A*DT Q= U*A*DT

Q= 0.3982*215.38*18 Q= 0.3982*475.38*18

Q= 1543.79 Btu/hr Q= 3407.36 Btu/hr

Pared w-x Pared x-y

A= (3.33* 2.8)= 9.33m2= 102.46ft2 A= (1.2* 2.8)= 3.36m2

A= 36.92ft2

Q= U*A*DT Q= U*A*DT

Q= 0.3982*102.46*18 Q= 0.3982*36.92*18

Q= 734.4 Btu/hr Q= 264.64 Btu/hr

Pared y-z Pared z-a*

A= (5.25* 2.8)= 14.7m2= 161.53ft2 A= (8* 2.8)= 22.4m2

A= 246.15ft2

Q= U*A*DT Q= U*A*DT


14


Q= 0.3982*161.53*18 Q= 0.3982*246.15*18

Q= 1157.78 Btu/hr Q= 1764.30 Btu/hr

Pared a*-b*

A= (0.66* 2.8)= 1.848m2= 20.30ft2

Q= U*A*DT

Q= 0.3982*20.3*18

Q= 145.5 Btu/hr

Ahora la suma de todos las Q del Pasillo Principal:

QTotal=23097.2745 Btu/hr

CARGA DE ENFRIAMIENTO II

Ganancia Por Techo

1) Departamento Legal


15


Para calcular el DTCE nos remetimos a la tabla 6.1 tomamos del tipo de techo número 3 el cual tiene un valor DTCE=48 a las 14h=2 p.m.

LM según tabla 6.4 a una latitud de 12º para Nicaragua, con orientación Norte y para el mes de Abril LM=0.5

t0= TBS-RD/2 donde RD es igual a 13.5 para el mes de Abril

t0= 37ºC – 13.5/2=30.25ºC=86.45ºF

tR= Temperatura de diseño será de 20ºC=68ºF

DTCE= [(Dtce+LM)*k+ (78-tR)+ (t0-85)]*f

DTCE= [(48+0.5)*1+ (78-68)+ (86.45-85)]*1

DTCE=60ºF

Para encontrar U nos remitimos a la tabla A.7 y seleccionamos techo y cielo raso terminado con cubierta de acero con aislamiento:

U=0.17 Btu/hr ft2

A= 3.78m2

Entonces:


16


Q= U*A*DT

Q= 0.17*41.538*60

Q= 423.606 Btu/hr

2) Contraloría

Para todos los demás locales tendremos los mismos valores solo que con áreas diferentes:

Datos

DTCE=60ºF

U=0.17 Btu/hr ft2

t0=68ºF

tR=86.45ºF

K=1 para techo oscuro

F=1 techo sin ventilación de cielo raso

A=10.62m2

Q= U*A*DT

Q= 0.17*112.74*60

Q= 1150.02 Btu/hr

3) Oficina

Datos


17


DTCE=60ºF

U=0.17 Btu/hr ft2

t0=68ºF

tR=86.45ºF



A=5.13m2

Q= U*A*DT

Q= 0.17*56.37*60

Q= 575.01 Btu/hr

4) Servidor Principal

Datos

DTCE=60ºF

U=0.17 Btu/hr ft2

t0=68ºF

tR=86.45ºF



A=6.41m2

Q= U*A*DT

Q= 0.17*70.43*60


18


Q= 718.486 Btu/hr

5) Control Interno

Datos

DTCE=60ºF

U=0.17 Btu/hr ft2

t0=68ºF

tR=86.45ºF



A=6.6m2

Q= U*A*DT

Q= 0.17*72.55*60

Q= 740.02 Btu/hr


DTCE=60ºF

U=0.17 Btu/hr ft2

t0=68ºF

tR=86.45ºF



A=81.739m2


19


Q= U*A*DT

Q= 0.17*898.23*60

Q= 9161.95 Btu/hr

CARGA DE ENFRIAMIENTO III

Ganancia por personas


Como sabemos que la ganancia de calor por persona está dada por la suma del calor sensible y latente, entonces:

Qs= qs*n*FCE

Ql= ql *n

Donde:

Qs y Ql Ganancia de calor sensible y latente

qs y ql Ganancia de calor sensible y latente por persona

n Número de personas

FCE Factor de carga de enfriamiento para las personas

Qs= qs*n*FCE

Donde:


20


qs= 255 Btu/hr según tabla 6.11

ql= 255 Btu/hr según tabla 6.11

En esta área trabajan dos personas por tanto, n=2

FCE=1 suponiendo que el aire se apaga por la noche.

Entonces:

Qs= 255*2*1=510

Ql= 255*2 =510

Q= Qs+ Ql= 1020 Btu/hr

2) Contraloría

En esta área laboran dos personas por lo tanto, n=2

Entonces tendríamos que:

Qs= 255*2*1=510

Ql= 255*2 =510


3) Oficina

En esta área labora solo una persona pero por su trabajo la mayor parte del tiempo atiende a un cliente en su oficina entonces, tomamos que n=2

Entonces tendríamos que:

Qs= 255*2*1=510

Ql= 255*2 =510


21




En esta área labora solo un ingeniero por lo tanto, n=1

Qs= 255*1*1=225

Ql= 255*1 =225


5) Control Interno

En esta área laboran dos personas por tanto, n=2

Qs= 255*2*1=510

Ql= 255*2 =510



En esta área laboran ocho personas pero un promedio de tres personas circulan por este pasillo de manera constante, ya sea para ingresar a otra oficina o para permanecer en espera, por lo tanto, n=11

Entonces:

Qs= 255*11*1=2805

Ql= 255*11 =2805


CARGA DE ENFRIAMIENTO IV


22


Ganancia Por Equipo

En esta parte se evaluó que el local posee los siguientes equipos:

1- Computadoras de escritorio

2- Fotocopiadora

3- Servidor Principal


Según la información recopilada una computadora genera 1020Btu/hr y en este local hay un PC por lo tanto Q= 1020 Btu/hr

2) Contraloría

En esta área se encuentra dos computadoras por lo tanto Q= 2040 Btu/hr

3) Oficina

En esta área solo hay una computadora entonces Q= 1020 Btu/hr


En esta área hay una PC para monitorear y un servidor, el cual opera toda la red de comunicación de toda la empresa. Se estima que la generación de calor de dicho servidor puede estar en 2040 Btu/hr.

Por lo tanto:

1 PC= 1020 Btu/hr

1 Servidor= 2040 Btu/hr Por lo tanto Q= 3060 Btu/hr


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5) Control Interno

En esta área están dos computadoras Q=1020*2=2040 Btu/hr


Dentro de esta área hay cubículos y las seis personas que laboran tienen una computadora, sumado a esto, hay un área de fotocopiado, donde está una fotocopiadora entonces…

Q=1020*8=8160 Btu/hr

Se estima que la fotocopiadora genera 3060 Btu/hr entonces

Q=8160 Btu/hr+3060 Btu/hr=11260 Btu/hr

CARGA DE ENFRIAMIENTO V

Ganancia Por Alumbrado

Las Lámparas utilizadas en esta empresa comprenden un juego de dos lámparas de 40 Watts c/u, por lo tanto, cada juego equivale a 80 Watts, Donde están instaladas 30 Lámparas que están distribuidas de la siguiente manera:


Para calcular la carga generada por el alumbrado será a través de la siguiente expresión:

Q= 3.4*W*FB*FC

Donde:

FB=1.25 para lámparas fluorescentes

FCE=1


24


Tomando en cuenta que en esta área hay dos juegos equivalen a:

80*2= 160 watts

Entonces: Q=3.4*160watts*1.25*1=680 Btu/hr

2) Contraloría

Q= 3.4*W*FB*FC

Donde: FB=1.25 para lámparas fluorescentes

FCE=1

Tomando en cuenta que en esta área hay dos juegos equivalen a: 80*2= 160 watts


3) Oficina

Q= 3.4*W*FB*FC

Donde:

FB=1.25 para lámparas fluorescentes

FCE=1

Tomando en cuenta que en esta área hay dos juegos equivalen a:

80*2= 160 watts



Q= 3.4*W*FB*FC


25



FCE=1

Tomando en cuenta que en esta área hay un juego equivalen a: 80 watts

Entonces: Q=3.4*80watts*1.25*1= 340 Btu/hr

5) control Interno

Q= 3.4*W*FB*FC


FCE=1

Tomando en cuenta que en esta área hay dos juegos equivalen a: 80*2= 160 watts



Para iluminar esta área se utiliza 21 juegos de lámparas entonces: 21*80= 1680 Watts

Q= 3.4*W*FB*FC


FCE=1



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Método para calcular la cantidad de difusores que lleva cada Seccion

1) Departamento Legal.

Q: 4003.706 BTU/H Q: 1.1 CFM DT

AT: 98.7ºF-78ºF: 20.6ºF

CFM: (4003.706 BTU/H):176.69 CFM

1.1 (20.6ºf)

El NC recomendado para oficina ejecutiva: 30-40 curva.

El radio máximo de difusión que se permite 1.05m=3.465ft

Según tabla 10.4.

Un difusor de 6” CM 200 CFM radio del difusor 4-8ft

NC: 31

Tendrá un difusor de 6″.

2) Contraloría.

Q: 5,575.47 BTU/H

Q: 1.1 CFM AT

CFM: 5,915.47 =261.0 CFM

(1.1) (20.6ºf)

NIC: 35-45 DB RADIO MAXIMO DIFUSOR:594ft

Según tabla 10.4


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Un difusor de 8″. Flujo 245. Radio del difusor: 3-8ft

NC: 21

3) Oficina

Q: 3691.98 BTU/H

CFM: 3691.98 BTU/H =163

(1.1) (20.6) NC: 35-45

El radio máximo de difusor que se permite: 1.43m=4.7 FT

Según tabla 10.4

Un difusor de 6” 180 CFM; rango 3-7 NC: 27

4) Servidor Personal

Q: 5,124.69 BTU/H

CFM: 5,124.69 BTU/H =226.16

(1.1) (20.6) NC: 35-45

El radio máximo de difusor: 1,125M= 3.71ft

Según falta10.4.

Un difusor de 6” 235 CFM; Radio de 4-10

36=NC.

5) Control Interno

Q: 5,637.6 BTU/H


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CFM: 5,637.6 BTU/H =248.79

(1.1) (20.6)

NC: 35-45

RADIO DE DIFUSIÓN 5.20 FT

Según tabla 10.4. 245CFM radio 3-8

8″ de tamaño NC: 21.

6) Pasillo Principal y Cubículo De Oficina

Q: 61,473.88 BTU/H

CFM: 61,473.88 BTU/H =2,712.88 CFM

(1.1) (20.6) NC: 35-45

5 Difusores CFM de c/u de los difusore: 904.3 CFM

Según tabla 10.4 5 difusore de 14″ en rango 7-17ft y NC: 32.


29


A Continuación se resumen los datos de toda la ganancia de calor en la siguiente tabla que detalla cada uno de los resultados que se obtuvo en los cálculos que se realizaron:

Ganancia Por

Pared

Ganancia

Por Techo

Ganancia por

persona

Ganancia

Por

Equipo

Ganancia

Por

Alumbrar

Q

Btu /Hr

Departamento

Legal

860.1 423.606 1020 1020 680 4003.70

Contraloría 1025.45 1150.02 1020 2040 680 5915.47

Oficina 396.97 575.01 1020 1020 680 3691.98

Servidor

Principal

496.21 718.48 510 3060 340 5124.69


30


Control Interno

1157.58 740.02 1020 2040 680 5637.6

Pasillo

Principal

23097.2 9161.95 5610 11220 7140 56229.2

Total 80602.7

Cálculos y diseño del Ducto

En esta Sección se muestra cuales serán las dimensiones del ducto así como cada uno de los componentes.

Primeramente con la información conocida acerca de la carga de enfriamiento total y su equivalencia en CFM, tendremos que utilizar un recuso que nos pueda ayudar a elegir el diámetro del ducto que necesitaremos en cada caso particular.

Para ello utilizaremos el método de igual fricción, el cual consiste en el dimensionamiento de ductos, se selecciona un valor para perdida por fricción, por longitud de ducto, y se mantiene constante par todas las secciones de ducto del sistema. El valor que se selecciona se basa en general en la velocidad máxima permisible en el ducto cabezal que sale del ventilador para evitar demasiado ruido.

La tabla 8.11 da una lista de algunos valores de velocidades sugeridas.

Entonces de esta tabla utilizaremos un valor de velocidad igual a 1400 ft/min, que resulta de la intercepción componente y construcciones industriales.

Tomamos el valor para ductos principales lo cual es un valor de 1200-1800 tomamos una media de 1400.


31


Luego utilizamos la tabla numero 8.21 con los CFM que hemos encontrados interceptamos el numero de CFM y el valor constante de la perdida por fricción. Luego de esto procedemos a ubicar el valor correspondiente de diámetro del ducto y la velocidad.

Posteriormente, como se utilizara un tipo de ducto rectangular ubicamos la equivalencia del diámetro que encontramos en la tabla 8.21 en la figura 8.23.

De ahí que se lograron ubicar los siguientes datos:

RESULTADOS DE TAMAÑO DE DUCTO POR SECCION

Sección CFM

V,ft/min

Perdidas por fricción de in de agua/100ft

tamaño del ducto rectangular

A-B 3524.4 1400 0.13 35 X 15

B-C2474.6

4 1250 0.13 18 X 15

C-D2124.7

2 1150 0.13 18 X 15

D-E 248.79 700 0.13 9 X 6

D-F1875.9

2 1100 0.13 25 X 11

F-G 1526 1080 0.13 15 X 15

G-H 226.16 700 0.13 9 X 6

G-I1299.8

4 1050 0.13 11 X 15

I-J 163 600 0.13 6 X 5

I-K 786.92 950 0.13 8 X 15


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K-L 261 700 0.13 9 X 6

K-M 525.92 880 0.13 6 X 15

M-N 176 600 0.13 6 X 5

B-R1049.7

6 100 0.13 11 X 15

R-P 699.84 950 0.13 8 X 15

P-Q 349.92 700 0.13 10 X 7

P-O 349.92 700 0.13 10 X 7

O-Ñ 349.92 700 0.13 10 X 7

Perdidas de Presión en Sistema de Ductos

Se calcularan ahora las perdidas de presión en ductos para determinar la capacidad de los ventiladores.

De la sección anterior encontramos un valor constante de perdidas por fricción y para cada 100 ft de ducto, es por ello que ahora tendremos que encontrar los valores de perdidas para cada tramo de ducto y accesorio.


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Para encontrar estos valores de perdidas procederemos a usar la siguiente expresión

Hf= C (V/4000)2 (formula 8.11)

Los valores de C se encuentran en dependencia del tipo de accesorio.

Para encontrar la perdida en las secciones de ductos lineales utilizamos:

Hf= (Hf/100) L

En el caso del cálculo de los ductos lineal el valor de perdida por fricción por cada 100ft va a ser 0.13, y constante, esto en base al método que se utilizo que es de “Igual Fricción”.

Perdidas de Presión en Ductos. (lineal)

Como se describió anteriormente la expresión que se utilizara para calcular la perdida de presión en in de agua es:

Hf= (Hf/100) L

Tomando en cuenta las longitudes de cada sección de ductos procederemos a calcular por medio de la formula el valor correspondiente de pérdida de fricción total en in de agua:

Sección CFM

Perdidas por fricción de in de agua/100ft

Longitud (m-ft)

Perdida en In de agua

Hf= (Hf/100) L


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A-B 3524.4 0.13 1-13.2808 0.01726

B-C 2474.64 0.13 3.32-10.8922 0.1415

C-D 2124.72 0.13 1.66-5.4461 0.00707

D-E 248.79 0.13 1.66-5.4462 0.00707

D-F 1875.92 0.13 2.49-8.1691 0.02532

F-G 1526 0.13 1.66-5.4462 0.00707

G-H 226.16 0.13 1.60-5.24928 0.00682

G-I 1299.84 0.13 2.5-8.202 0.01066

I-J 163 0.13 1.66-5.4462 0.00707

I-K 786.92 0.13 1.66-5.4462 0.00707

K-L 261 0.13 1.66-5.4462 0.00707

K-M 525.92 0.13 1.66-5.4462 0.00707

M-N 176 0.13 1.66-5.4462 0.00707

B-R 1049.76 0.13 3.32-10.8922 0.01415

R-P 699.84 0.13 4.648-15.2491 0.09182

P-Q 349.92 0.13 3.32-10.8922 0.01415

P-O 349.92 0.13 3.32-10.8922 0.01415

O-Ñ 349.92 0.13 3.32-10.8922 0.01415

TOTAL 0.40654Pérdidas de Presión por Accesorios.

Las perdidas de presión en conexiones de ductos que resultan de cambios de dirección se pueden valorar mediante diversos métodos, pero se realizara mediante el método de “Coeficiente de Perdidas”.Cuando se usa este método, la perdida de presión a través de una conexión se puede calcular como sigue:

Hf= C x Hv= C(V/4000)2

Donde: Hf= perdida de presión a través de la conexión, in de agua C= coeficiente de perdidas. Hv= Presión de velocidad en la conexión, in de agua


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V= velocidad, Ft/min.

Para ello también haremos uso de la tabla 8.4 “Coeficiente de Perdidas”.

Los accesorios también son del mismo material que el ducto, lamina galvanizada. Dentro de los accesorios que se utilizaran están:

Codos 90º: estos se utilizaran para el cambio de dirección de los ductos o ramales. El Radio que se tomara de referencia será R=18 esto para tomar como referencia el punto de mayor perdida.

Te entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares: este accesorio se utilizara en todas las transiciones a los ramales, se eligió este ya que produce menos perdidas que el de 90º.

Contracción rectangular Gradual a abrupta: este accesorio nos permitirá cambiar de área de sección como es el caso de un tramo del ducto que cambia de ser un ducto principal a un ramal.

Ye Rectangular: este se utilizara en el primer desvió del ducto principal (punto B).

A continuación se desglosa el resumen de perdidas por accesorios, detallando el componente y su valor respectivo de perdida, cabe señalar nuevamente que estos valores fueron obtenidos de la tabla 8.7 , 8.5 , 8.4.

Sección ComponenteFlujo CFM

V, ft/min

coeficiente C

Perdidas en in de Agua

X Succión 0.2A Descarga 3524.4 0.2B Ye Rectangular 1400 0.15 0.06B Codo 2474.64 1250 0.17 0.0166


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CTe entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares 2474.64 1250 0.8 0.3061

DTe entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares 2124.72 1150 0.8 0.3061

FTe entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares 1875.92 1100 0.8 0.3061

GTe entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares 1526 1080 0.8 0.3061

GContracción rectangular Gradual a abrupta 226.16 700 0.27 0.00826

ITe entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares 1299.84 1050 0.8 0.3061

ITe entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares 1299.84 1050 0.8 0.3061

KTe entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares 786.92 950 0.8 0.3061

MTe entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares 525 880 0.8 0.3061

RTe entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares 1049.76 1000 0.8 0.3061

PTe entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares 699.84 950 0.8 0.3061

O Codo 349.92 700 0.17 0.0166

TOTAL 3.56246

valores fueron obtenidos de la tabla 8.7 , 8.5 , 8.4.

Ahora bien, si sumamos las perdidas por fricción que se obtuvo en los ductos y las perdidas por accesorios encontraremos un estimado de las perdidas totales del sistema tomando en cuenta que este valor nos va a servir para determinar la capacidad del ventilador que debemos utilizar.

Perdida Total por fricción (in de agua): 0.40654 + 3.56246 = 3.969 ≈ 4 in de agua

ELECCION DEL VENTILADOR


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Conclusión


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El Proyecto del cálculo de la carga de enfriamiento para el recinto de la empresa PIPASA fue un éxito debido a que con los conocimientos previos se logro calcular la carga de enfriamiento para dicho recinto y con esto poder seleccionar la cantidad de equipos necesario para la realización del sistema de aire acondicionado.

Además pusimos a orden de la empresa mediante este trabajo un pequeño plano donde estarán ubicados los equipos que anteriormente seleccionamos.


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BIBLIOGRAFÍA

1- Principios y sistemas de refrigeración de Edward G. Pita

2- Acondicionamiento de Aire Principios y sistemas de Edward G. Pita

3- www.wikipedia.org/sistemas de refrigeración


40

http://www.wikipedia.org/sistemas

CALCULOS DE DISEÑO DE DUCTOS

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