Proyecto de a.a. Hotel
-
Upload
lualcarfer -
Category
Documents
-
view
229 -
download
2
description
Transcript of Proyecto de a.a. Hotel
-
[Ao]
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE
INGENIERIAS
PROYECTO
DE:
INTEGRANTES:
AIRE ACONDICIONADO PARA UN
HOTEL
[Ao]
- Aldo P. Yabar Flores - Luis A. Carrera Fernandez - Stephany E. Sarmiento Paredes
- 2015 - Ilo - Per
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 1
RESUMEN
El presente proyecto plantea el diseo de un sistema de climatizacin para un
hotel, categora tres estrellas, ubicado en la ciudad de Ilo Departamento de
Moquegua. Dicho hotel posee cuatro pisos y un stano, dentro de l se
encuentra quince habitaciones, una sala de espera, una sala de estar, un Pub,
un almacn, recepcin, y un comedor.
Previamente al desarrollo del proyecto se establecen definiciones relacionadas
con los sistemas de aire acondicionado, componentes y accesorios. A su vez se
mencionan normas y recomendaciones a seguir para el diseo.
El sistema de climatizacin brindar confort a los huspedes y personas que
hagan uso de las reas comunes y de servicio del hotel.
Este proyecto contempla la instalacin de dos unidades de aire acondicionado la
primera para (el stano y primer piso), la segunda para (el segundo, tercer y
cuarto piso), ambos equipos son de diferentes capacidades.
De tal manera que se llega a cumplir con los requerimientos de confort para los
distintos ambientes del hotel.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 2
INTRODUCCION
El turismo es uno de los rubros que mayores perspectivas de desarrollo tiene
nuestro pas; es por ello que proveer de una infraestructura hotelera, que
satisfaga los requerimientos de los turistas, podra desencadenar un futuro de
auge econmico. Como ejemplo se puede mencionar el aniversario de la
provincia de Ilo, aniversario del distrito de Pacocha, lo cual engloba una lista de
distintas actividades, dichos eventos demanda de una industria hotelera para los
turistas nacionales, turistas extranjeros, y grandes empresarios.
El aire acondicionado y la ventilacin en cualquier local ocupado, es necesario
para reponer oxgeno, evacuar los subproductos de la actividad humana, o del
proceso productivo, tales como olores desagradables u otros contaminantes.
El objetivo del sistema de climatizacin es brindar confort a los huspedes y
personas que harn uso de las instalaciones del hotel; en este sentido el
presente trabajo desarrolla paso a paso los clculos y diseo del sistema ms
apropiado que permita satisfacer los requerimientos de confort planteados para
cada ambiente del hotel.
Antes de llevar a cabo los clculos de cargas trmicas, se debe detallar ciertas
caractersticas del hotel, como la orientacin del sol, la distribucin de los
ambientes, el nmero de ocupantes y el aporte de calor por luminarias. Todos
estos datos son de vital importacin para los clculos de las cargas trmicas.
Asimismo se van a realizar clculos de la cada de presin en ductos y el clculo
de caudales de aire.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 3
AGRADECIMIENTO
A nuestro Dios Padre por
permitirnos seguir viviendo, por
acompaarnos a lo largo de
nuestra carrera profesional, por
darnos la fortaleza en los
momentos ms difciles y por
brindarnos perseverancia todos
los das.
Gracias Ingeniero Juan R.
Aquino Quispe, que aunque ya
no se encuentre con nosotros
fsicamente, siempre estar
presente en nuestros corazones,
porque nunca dejo de creer en
nosotros hasta el ltimo
momento. Por todo el apoyo
brindado a lo largo de nuestros
estudios y carrera profesional,
por las facilidades con respecto a
informacin, por los
conocimientos transmitidos, y
por su amistad.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 4
INDICE
RESUMEN--------------------------------------------------------------------------------------- 1
INTRODUCCION------------------------------------------------------------------------------- 2
AGRADECIMIENTO -------------------------------------------------------------------------- 3
CAPITULO I
1. MEMORIA DESCRIPTIVA
1.1 OBJETIVO Y CONTENIDO DE POYECTO-----------------------------------7
1.2 DESCRIPCION DEL HOTEL Y ORIENTACION ----------------------------8
1.3 DATOS DE PARTIDA
CAPITULO II
2. CONDICIONES DE DISEO
2.1 CONFORT TERMICO-------------------------------------------------------------- 9
2.1.1 TERMORREGULACION HUMAMA Y BALANCE TERMICO-----10
2.1.2 CONDICIONES PARA CONFORT TERMICO----------------------12
2.1.3 INDICES ABIENTALES--------------------------------------------------14
2.2 CONDICIONES EXTERIORES DE DISEO------------------------------- 16
2.3 CARACTERISTICAS GENERALES PARA ACONDICIONAMIENTO DE
INTERIORES------------------------------------------------------------------------ 16
2.3.1 CARACTERISTICAS GENERALES DE LAS CARGAS
TERMICAS----------------------------------------------------------------------- 16
2.3.2 CONCEPTOS DE DISEO---------------------------------------------- 17
2.3.3 HOTEL------------------------------------------------------------------------ 17
2.3.3.1 HABITACIONES--------------------------------------------------------- 18
2.3.3.2 AREAS COMUNES----------------------------------------------------- 19
2.3.3.3 AREAS DE SERVICIOS------------------------------------------------20
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 5
2.3.4 CONTROL DE HUMEDAD ----------------------------------------------20
2.4 CLASIFICACION DE LAS GANANCIAS DE CALOR--------------------- 20
2.5 DESCRIPCION DEL HOTEL---------------------------------------------------- 21
2.5.1 UBICACIN DEL HOTEL------------------------------------------------ 21
2.5.2 DESTINO DEL LOCAL--------------------------------------------------- 21
2.5.3 ALTURA DEL TECHO---------------------------------------------------- 22
2.5.4 OCUPANTES -------------------------------------------------------------- 22
2.5.5 UTENSILIOS, MAQUINARIA COMERCIAL, EQUIPOS
ELECTRNICOS; SITUACIN, POTENCIA INDICADA, ETC.-- 22
2.5.6 HORARIOS DE FUNCIONAMIENTO--------------------------------- 22
2.5.7 SITUACION DEL EQUIPO Y SEVICIOS ---------------------------- 22
2.5.8 TARIFA ELECTRICA------------------------------------------------------ 22
2.6 TIPOS DE SISTEMAS------------------------------------------------------------ 23
2.6.1 SISTEMAS DE EXPANSION DIRECTA------------------------------ 23
2.6.1.1 CENTRAL DE REFRIGERACION------------------------------------30
2.7 SELECION DEL TIPO DE SISTEMA----------------------------------------- 31
CAPITULO III
3. DISEO DEL SISTEMA
3.1 PARAMETROS DE DISEO----------------------------------------------------36
3.1.1 TEMPERATURAS EXTERIORES DE AIRE---------------------- 36
3.1.2 DATOS DE LOS MATERIALES INVOLUCRADOS EN LA
CONSTRUCCION -------------------------------------------------------36
3.1.3 CALCULO DE LA CARGA TERMICA------------------------------ 41
3.1.4 CALCULO DE LA CAIDA DE PRESION EN DUCTOS EN PULG
DE AGUA-------------------------------------------------------------------46
3.1.5 DISEO DE DUCTOS DE ACONDICIONAMIENTO -----------48
3.1.6 CALCULO DE RECIRCULACION----------------------------------- 58
3.2 SELECCIN DE EQUIPO------------------------------------------------------- 58
3.3 CRITERIOS PARA LA SELECCIN DE EQUIPO-------------------------58
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 6
3.3.1 SELECCIN DE UNIDAD DEAIRE ACONDICIONADO (U.A.A)--
-------------------------------------------------------------------------------- 58
3.3.2 SELECCIN DE INYECTORES (DIFUSORES)----------------- 59
3.4 SELECCIN DE EQUIPO------------------------------------------------------- 61
3.4.1 UNIDAD DE AIRE ACONDICIONADO (U.A.A)-------------------61
3.4.2 INYECTORES DE AIRE (DIFUSORES)----------------------------63
3.4.2.1 DIFUSORES TIPO PLACA------------------------------------------63
3.4.2.2 DIFUSORES PERFORADOS-------------------------------------- 64
3.5 DESIGNACION DE EQUIPOS POR AMBIENTE-------------------------- 70
CAPITULO IV
4. LISTADO DE PLANOS
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES FINALES
5.1 CONCLUSIONES
5.2 BIBLIOGRAFIA
5.3 ANEXOS
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 7
CAPITULO I
1. MEMORIA DESCRIPTIVA
1.1 OBJETIVO Y CONTENIDO DEL POYECTO
El presente proyecto tiene por objeto definir la instalacin de Aire
Acondicionado en el hotel El Mirador ILO, ubicado frente al mar, Av. Andrs
Avelino Cceres N 3007.
Establecido el marco del proyecto cabe destacar que no se tendr en cuenta
ninguna otra instalacin que se pueda derivar de la climatizacin.
El edificio en general tiene un horario de funcionamiento de 24 horas a da
los 365 das del ao. Las explicaciones ms tcnicas quedan recogidas en
el pliego de condiciones, una descripcin ms minuciosa de los equipos, as
Fig.1.1.- Ubicacin Hotel El Mirador
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 8
como un anlisis econmico en el presupuesto y la implantacin de la
instalacin queda reflejada en los planos.
1.2 DESCRIPCION DEL HOTEL Y ORIENTACION
El Hotel objeto del proyecto es una edificacin de cuatro plantas con forma
rectangular y orientacin de sus fachadas principales al este. El acceso
principal al Hotel se sita en la primera Planta (fachada Este).
Dispone de cuatro plantas y un stano. Adems de la entrada principal, en
la primera planta se encuentra la Recepcin, la cocina, y un comedor, en el
stano contamos con un almacn y un Pub.
Las habitaciones del hotel se distribuyen tanto en la segunda como para la
cuarta planta, todas ellas estn comunicadas con el pasillo que recorre la
planta de Este a Oeste.
El stano cuenta con aire acondicionado y se encuentran los siguientes
ambientes: la lavandera, el almacn y el Pub.
Las salas auxiliares o cuartos de mquinas estn ubicadas en el techo.
El aparcamiento se encuentra en el exterior al norte y la piscina se encuentra
al sur, dicha piscina no es parte de este proyecto.
El Hotel tiene un total de 19 habitaciones.
Se adjunta un montaje 2D en AUTOCAD para detallar todo lo descrito
anteriormente.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 9
CAPITULO II
2. CONDICIONES DE DISEO
2.1 CONFORT TERMICO
El principal propsito de los sistemas de aire acondicionado y ventilacin es
proveer confort trmico. Es por ello que antes de definir y disear dichos
sistemas habr que tener una idea clara de lo que implica el concepto de
confort trmico. La Sociedad Americana de Ingenieros de Calefaccin, Aire
Acondicionado y Refrigeracin (ASHRAE) indica que el confort trmico es la
condicin de la mente que expresa satisfaccin con el ambiente trmico.
En general, el confort ocurre cuando las temperaturas del cuerpo son
sostenidas dentro de rangos estrechos, la humedad de la piel es baja y el
esfuerzo fisiolgico de la regulacin se minimiza.
El confort tambin depende del comportamiento, el cual es iniciado
consciente o inconscientemente y es guiado por sensaciones trmicas y de
humedad para reducir la incomodidad. Algunos ejemplos son, el cambio de
actividad, el cambio de postura o posicin, levantar determinado peso, entre
otras.
Sorprendentemente, a pesar de los climas, condiciones de vida, y diferencias
culturales en todo el mundo, las temperaturas que las personas eligen como
confort para ciertas condiciones y actividades son muy parecidas.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 10
2.1.1 TERMORREGULACION HUMANA Y BALANCE ENERGETICO
La actividad metablica en los seres humanos genera constantemente
calor dentro de sus cuerpos. Este calor debe ser disipado y regulado para
mantener temperaturas normales. Los seres humanos poseen una serie
de mecanismos termorreguladores que mantienen constante la
temperatura del cuerpo. Asimismo ASHRAE enuncia: que temperaturas
de la piel mayores a 45C o menores a 18C causan dolor. La temperatura
de la piel est asociada con el confort en actividades sedentarias que son
de 33C a 34C y decrece con el aumento de actividad, El confort trmico
no se consigue con mantener a cero el balance de energa entre el cuerpo
y el ambiente, sino por el contrario se llega a dicho confort cuando se cede
calor a un determinado ritmo, si este ritmo se incrementa sentimos fro, y
si decrece sentimos calor.
Fig.1.2.- Interaccin trmica del cuerpo humano y el ambiente
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 11
La figura 1.2 muestra la interaccin trmica del cuerpo humano con el
ambiente. El calor neto generado (M-W), que es la diferencia entre el
metabolismo M y el trabajo mecnico desarrollado W, es transferido al
ambiente a travs de la superficie de la piel (qsk) y la respiracin (qres)
con algn excedente o dficit almacenado (S), causando el aumento o
disminucin de la temperatura del cuerpo.
M W = qsk + qres + S .. (1.1)
M W = (C+R+ Esk) + (Cres+Eres) + (Ssk+Scr) (1.2)
Donde:
M = tasa de produccin de calor metablico, Btu/h*ft2 (W*m)
W = tasa de trabajo mecnico realizado, Btu/h*ft2 (W*m)
qsk = tasa total de prdida de calor por piel, Btu/h*ft2 (W*m)
qres = tasa total de prdida de calor por medio de la respiracin, Btu/h*ft2
(W*m)
C+R = calor sensible perdido por la piel, Btu/h*ft2 (W*m)
Esk = tasa de calor por conveccin perdido por respiracin, Btu/h*ft2
(W*m)
Cres = tasa de calor por evaporacin perdido por respiracin, Btu/h*ft2
(W*m)
Ssk = tasa de calor almacenado en compartimentos de la piel, Btu/h*ft2
(W*m)
Scr = tasa de calor almacenado en compartimentos del ncleo, Btu/h*ft2
(W*m)
En el rgimen transitorio, se considera al cuerpo humano divido en dos
compartimentos:
El interior, o ncleo, representado por el esqueleto, la masa muscular
y los rganos internos.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 12
El exterior, representado por la piel (la fraccin de piel con respecto a
la masa total del cuerpo, depende del caudal de sangre que fluye desde
el ncleo a la piel).
Y, se basa en las siguientes hiptesis:
El intercambio de calor por conduccin desde la piel hacia el exterior
es despreciable.
El metabolismo, el trabajo externo y las prdidas por respiracin estn
asociados al ncleo.
El intercambio de calor entre ncleo y piel tiene lugar por contacto
directo (conduccin) y a travs del flujo de la sangre controlado por el
mecanismo de termorregulacin (conveccin).
2.1.2 CONDICIONES PARA CONFORT TERMICO
Estudios realizados por Rohles (1973) y Rohles y Nevins (1971) en 1600
estudiantes de edad universitaria revelaron correlaciones entre el nivel de
confort, la temperatura, la humedad, el sexo y la duracin de exposicin.
La escala de sensaciones desarrollado a partir de estos estudios se llama
Escala de sensacin trmica ASHRAE y se presenta a continuacin:
+3 MUY CALIENTE
+2 CALIENTE
+1 LIGERAMENTE CALIENTE
0 NEUTRAL
-1 LIGERAMENTE FRIO
-2 FRIO
-3 MUY FRIO
El ''clo'' es una unidad usada para especificar el efecto de aislamiento
producido por la vestimenta. Para un cuerpo desnudo corresponde un clo
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 13
= 0 y para un traje tpico de trabajo compuesto por saco, chaleco, camisa
y pantaln, corresponde un clo = 1. Se ha determinado que para
condiciones de diseo correspondientes a 26C, 50% de humedad relativa
y 25.22 mm. de Hg (0.933 pulg. de Hg) de presin de vapor, los individuos
de ambos sexos muestran una sensacin de confort despus de un
periodo de tres horas.
Por otro lado, dentro de las primeras horas de exposicin los hombres
sienten ligeramente ms calor que las mujeres, bajo un mismo conjunto
de temperaturas y humedades dadas. En ese sentido la humedad es el
ndice ms significativo para determinar que tan confortable se sienten los
hombres con respecto a las mujeres.
En la siguiente figura se presentan las zonas de bienestar segn la Norma
de Confort 55 de ASHRAE en trminos de temperatura efectiva, basadas
en actividades sedentaria y grados de vestimenta tpicos para verano (0,5
clo) e invierno (0,9 clo). El 80% de las personas, adecuadamente vestidas,
encuentra el ambiente trmicamente aceptable dentro de estas zonas.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 14
Se observa la amplitud de ambas zonas, sobre todo en lo que se refiere a
la humedad relativa. Su valor afecta al bienestar de las personas dentro
de los lmites antes indicados y en las proximidades de la neutralidad
trmica.
Los niveles superiores e inferiores de humedad relativa para dichas zonas
de confort son menos precisos. A baja humedad se puede secar la piel y
las superficies mucosas dando lugar a quejas sobre el confort debido a la
sequedad de la nariz, la garganta, los ojos y la piel, es por ello que el
Estndar 55 de ASHRAE recomienda que la temperatura del punto de
Roco en espacios ocupados no debe de ser menor a 2,22C.
De la misma forma cuando la humedad es alta la sensacin trmica por s
sola no es un ndice confiable del confort trmico. El malestar al parecer
es debido a la sensacin de humedad en s, al aumento de friccin entre
la piel y la ropa y otros factores. Para prevenir esto, Nevins et al. (1975)
Fig.1.3.- Zona de confort para verano e invierno
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 15
recomienda que en las zonas de confort la humedad relativa no debe
exceder el 60%.
Las zonas de confort mostradas en la Figura 1.3 y las consideraciones
mencionadas anteriormente son referenciales para cualquier tipo de
ambiente; en el presente trabajo se desea climatizar un hotel es por ello
que se especificarn los rangos de humedades relativas y las
temperaturas de bulbo seco para cada ambiente especfico del hotel en la
Tabla 2 del Anexo 1.
2.1.3 INDICES AMBIENTALES
Existen muchos parmetros para describir el ambiente en trminos de
confort, los parmetros ms usados para el diseo son los siguientes:
Temperatura: El adecuado control de la temperatura del medio
ambiente que circunda el cuerpo humano elimina el esfuerzo fisiolgico
de acomodacin, obtenindose con ellos un mayor confort y la
consiguiente mejora del bienestar fsico.
Humedad: Una gran parte del calor que posee el cuerpo humano se
disipa por evaporacin a travs de la piel. La evaporacin se favorece
cuando la humedad relativa del aire es baja y se retarda si sta es alta,
es por ello que la regulacin de la humedad tiene una importancia tan
vital como la de la temperatura para conseguir el confort trmico. Un
exceso de humedad no slo da como resultado reacciones fisiolgicas
perjudiciales, sino que tambin afecta a las cualidades de muchas de
las sustancias contenidas en ambiente, como por ejemplo la ropa y los
muebles.
Temperatura del punto de roco: Es una buena medida de humedad en
el ambiente y es directamente relacionado con la presin de vapor de
agua en el aire saturado. La utilidad de punto de roco en especficas
condiciones de confort es, como sea, limitado.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 16
Movimiento del Aire: La transferencia de calor del cuerpo por
conveccin depende de la velocidad del aire en movimiento. Evidencias
muestran que uno se siente ms confortable en un ambiente caliente si
el movimiento del aire es alto. Asimismo si la temperatura del ambiente
es baja, uno se siente incmodo si el movimiento del aire es alto.
Pureza del Aire: Las personas respiramos normalmente, alrededor de
15 Kg. De aire cada da, por lo que debemos de considerar la
importancia que tiene su adecuada limpieza y renovacin. La
disminucin de oxgeno y el aumento del anhdrido carbnico en el
ambiente, la dilucin de malos olores y la eliminacin de partculas
slidas son factores que se deben tomar en cuenta no solo por lo
perjudiciales que son para la salud sino tambin por las molestias que
causan al ser humano. Asimismo el humo, ya sea producido en el
interior del ambiente, debe ser evacuado a causa de lo pernicioso que
resulta para la vista y el aparato respiratorio.
Por lo tanto se debe acondicionar el aire para conseguir una atmsfera sana
y confortable controlando simultneamente la temperatura, humedad,
circulacin del aire y limpieza del mismo de acuerdo a los requerimientos de
la edificacin.
2.2 CONDICIONES EXTERIORES DE DISEO
Son aquellas condiciones climatolgicas existentes en el medio ambiente.
Se consideran las siguientes condiciones para el proyecto:
Condiciones normales de verano
Las condiciones normales de verano son recomendables en aplicaciones
destinadas al confort o a la refrigeracin industrial, en las que
ocasionalmente es tolerable que se sobrepasen las condiciones ambientales
del proyecto. Estas condiciones normales fijadas para el ambiente exterior
consisten en admitir una simultaneidad de valores fijados para las
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 17
temperaturas de los termmetros seco y hmedo y del contenido de
humedad, las cuales se pueden sobrepasar algunas veces dentro del ao y
durante cortos periodos de tiempo.
Para nuestro proyecto hemos considerado una temperatura exterior de 30C
y una temperatura interior de 22C.
2.3 CARACTERISTICAS GENERALES PARA ACONDICIONAMIENTO DE INTERIORES
2.3.1 CARACTERISTICAS GENERALES DE LAS CARGAS TERMICAS
Idealmente, cada cuarto provisto de aire acondicionado tiene por
objetivo acondicionar las habitaciones a 22C.
La concentracin de luz elctrica y de huspedes es tpicamente
baja, las actividades son generalmente sedentarias o ligeras. La
ocupacin de las habitaciones es de naturaleza transitoria, con un
mayor uso de las mismas por la noche.
Las cargas de las habitaciones y del hotel deben estar bien definidas,
sin necesidad de anticipar futuros cambios en el diseo.
2.3.2 CONCEPTOS DE DISEO
Las grandes fluctuaciones de carga y la diversidad dentro y entre las
habitaciones requieren un diseo flexible para el confort.
Algunas personas son lo suficientemente sensible a los sonidos es por
ello que algunos equipos pueden perturbarlos cuando duermen. Niveles
superiores de ruido pueden ser aceptables en reas comunes.
2.3.3 HOTEL
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 18
Los hoteles constan usualmente de habitaciones simples, contiguas unas
a otras, con baos independientes.
Asimismo los hoteles poseen instalaciones secundarias multipropsito
entre las cuales se encuentran la sala de reuniones, el comedor, las salas
de estar, video pub, etc. Ya que tenemos en cuenta los diferentes rangos
de hoteles que hay en el mercado, encontrando hoteles de lujo hasta
hoteles econmicos.
Nuestro Hotel EL MIRADOR se divide en tres reas principales:
A. Habitaciones
B. reas comunes
Salas de estar
Sala de reuniones
Comedor
Video Pub
C. reas de Servicio
Recepcin
Cocina
Almacn
Las dos reas principales utilizadas por los huspedes son las
habitaciones y las reas comunes, es por ello que lograr el mximo confort
en estas zonas es determinante para el hotel. Normalmente las reas de
servicio son menos crticas que el resto del hotel con excepciones de
ciertos lugares donde se necesite un ambiente controlado.
2.3.3.1 Habitaciones
El aire acondicionado en las habitaciones debe ser silencioso.
Asimismo se debe contemplar la inyeccin de aire fresco.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 19
Por otro lado los sistemas de climatizacin a instalar deben requerir
poco espacio, ofrecer bajos costos de inversin, mantenimiento y dar
una muy agradable impresin visualmente.
Adicionalmente a los criterios de diseo presentados se deben
considerar los siguientes factores para los servicios:
Buena distribucin del aire.
Suministro de aire de la UAA
Control de humedad
Nivel de ruido aceptable
Controles simples
Fiabilidad
Facilidad de mantenimiento
Eficiencia operativa
Espacio
La gran diversidad en el diseo, propsito y uso en los hoteles permiten
que el anlisis y el estudio de las cargas sea de mucha importancia. La
diversidad de las cargas es posible debido al uso transitorio de los
cuartos y la diversidad de los servicios que brinda el hotel.
La climatizacin en las habitaciones es necesaria debido a que los
cuartos se encuentran normalmente orientados hacia el exterior lo cual
se traduce en una fuente de carga trmica debido a la transferencia de
calor a travs de las paredes y ventanas; asimismo las personas, la
iluminacin, los electrodomsticos, la ventilacin, etc. producen
variaciones en la carga trmica.
Debido a la naturaleza de los cambios de la carga sensible y el uso
transitorio de las habitaciones, grandes fluctuaciones de esta carga son
comunes a lo largo del da.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 20
2.3.3.2 reas comunes
En las reas comunes por lo general se exhibe las bondades del hotel.
Es por ello que se debe prestar especial atencin a estas reas para
incorporar sistemas que cumplan satisfactoriamente los
requerimientos. Las posiciones de los difusores y rejillas deben ser
coordinadas con el arquitecto para que de esta manera los ambientes
guarden la esttica del hotel.
Adicionalmente a los criterios de diseo se debe tener en cuenta lo
siguiente:
Disponibilidad de aire acondicionado.
Contar con 2 equipos (Unidades de aire acondicionado segn su
distribucin).
Coordinar con las reas de servicio una correcta presurizacin
del aire, por ejemplo entre la cocina y los comedores.
2.3.3.3 reas de servicios
Las condiciones de climatizacin para estas reas son generalmente
menos crticas, sin embargo existen espacios que requieren especial
atencin.
2.3.4 CONTROL DE HUMEDAD
El control de humedad es de vital importancia para asegurar la calidad
del aire, asimismo dicho control minimiza costosos problemas de moho
y humedad en el hotel.
La humedad puede introducirse a las habitaciones de las siguientes
maneras:
Ingreso directo de aire sin acondicionar mediante los equipos.
Infiltracin de la humedad a travs de las puertas, ventanas,
grietas, etc. ya que existe una inadecuada presurizacin del
ambiente.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 21
La humedad se introduce a travs de las paredes exteriores del
edificio debido a una diferencia de presin de vapor.
Mejorar el recubrimiento de los cuartos.
Introducir aire seco de ventilacin directamente a las
habitaciones
2.4 CLASIFICACION DE LAS GANANCIAS DE CALOR
La ganancia de calor es la razn por la cual el calor es transferido o generado
en el local. Esta ganancia de calor tiene dos componentes:
Calor Latente: Se manifiesta en un incremento de la humedad del aire
Calor Sensible: Se manifiesta a travs de un aumento de la
temperatura del aire.
Las cargas por calor sensible consideradas para el clculo de los diferentes
ambientes del hotel sern:
Transmisin de calor por superficies exteriores
Transmisin de calor por superficies interiores
Radiacin Solar
Emisin de calor por los ocupantes
Calor inducido por ventilacin
Calor desprendido por los aparatos
Asimismo las cargas de calor latente consideradas sern:
Humedad cedida por las personas
Humedad cedida por la ventilacin
Calor latente procedente de aparatos
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 22
2.5 DESCRIPCIN DEL HOTEL
Para un estudio realista de las cargas trmicas es indispensable un estudio
completo, es por ello que en la siguiente descripcin se detallar las
caractersticas del hotel que consiste este proyecto:
2.5.1 UBICACIN DEL HOTEL
Hotel EL MIRADOR se encuentra ubicado en la ciudad de ILO frente al
mar, Av. Andrs Avelino Cceres N 3007.
La fachada principal del Hotel est orientada hacia el este.
2.5.2 DESTINO DEL LOCAL
El Hotel ser utilizado como establecimiento de hospedaje bajo la
clasificacin de hotel, categora tres estrellas, segn el reglamento de
establecimientos de hospedajes del Ministerio de Comercio Exterior y
Turismo (MINCETUR)
2.5.3 ALTURA DEL TECHO.
De la misma manera los planos de corte de los planos muestran las alturas
de los techo y de los cielos rasos. (Plano Adjunto)
2.5.4 OCUPANTES
El nmero de ocupantes considerado para las reas comunes depende
de la distribucin del inmobiliario, mientras que para las habitaciones se
considera 2 personas por cuarto.
2.5.5 UTENSILIOS, MAQUINARIA COMERCIAL, EQUIPOS
ELECTRNICOS; SITUACIN, POTENCIA INDICADA, ETC.
Se considerarn las cargas trmicas de los equipos que disipen calor,
tales como televisores, computadoras, etc. (Ver Anexo 2)
2.5.6 HORARIOS DE FUNCIONAMIENTO
Los equipos de aire acondicionado tienen horarios de trabajo distintos
dependiendo donde se encuentren ubicados; por ejemplo, los equipos de
las habitaciones trabajan alrededor de 14 horas, mientras que los equipos
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 23
del comedor y del bar trabajan alrededor de 12 horas, por otro lado los
equipos del vestbulo, la sala de estar y la oficina de control trabajan 24
horas. Las condiciones lmites exteriores para el clculo de la carga
trmica se da en el mes de Febrero.
2.5.7 SITUACIN DEL EQUIPO Y SERVICIOS;
Los equipos y ductos se pueden colocar en las zonas donde existe cielo
raso, asimismo el hotel cuenta con mltiples tragaluces por donde se
puede realizar el recorrido de ductos de aire y extraccin; para mayor
detalle remitirse a los planos (Planos AA-01 ; AA-02 ; AA-03).
2.5.8 TARIFA ELCTRICA
Debido a que el hotel se encuentra en proceso de Implementacin de aire
acondicionado la tarifa designada por la empresa elctrica an no se ha
determinado, pero segn las recomendaciones del proyectista elctrico se
estima que el hotel trabajar bajo la tarifa segn OSINERGMIN, para
instalaciones en la ciudad de Ilo.
2.6 TIPOS DE SISTEMAS
Para un estudio realista de las cargas de refrigeracin es indispensable un
estudio preciso y completo, es por ello que en la siguiente descripcin se
detallar punto por punto las caractersticas del hotel que consiste este
proyecto:
Existen varios tipos de sistemas de aire acondicionado que intentan controlar
la temperatura, humedad y calidad del aire.
Cada una de ellos posee caractersticas propias y el control ejercido sobre
los parmetros de temperatura, humedad, pureza del aire, etc. no siempre
se puede efectuar en su totalidad; especialmente cuando el aire se distribuye
hacia espacios con caractersticas diferentes.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 24
A continuacin se explicar los componentes especficos de cada sistema,
sus variantes y las instalaciones donde estos pueden ser aplicados para
facilitar una evaluacin del sistema adecuado para el presente proyecto.
2.6.1 SISTEMA DE EXPANSION DIRECTA
Los equipos de expansin directa utilizan el ciclo de refrigeracin para
llevar a cabo la transferencia de calor entre el aire caliente de la sala y el
refrigerante. El aire es forzado por un ventilador para que atraviese el
serpentn evaporador por donde fluye gas refrigerante a baja temperatura.
En el equipo estn incluidos los siguientes elementos:
Toma de aire exterior: Aire para ventilacin y refrigeracin.
Toma de aire de retorno: Entrada de aire de retorno o recirculado
Filtro: Elimina la suciedad del aire
Serpentn de enfriamiento: Enfra y seca el aire
Ventilador: Propulsin de aire.
Rejillas: Distribucin de aire dentro de cada espacio acondicionado
Fig.1.4.- Ciclo de Refrigeracin
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 25
Aparato de refrigeracin (compresor, condensador, enfriador y
tuberas): Elemento enfriador.
Adicionalmente se puede pedir al proveedor que el equipo conste con un
serpentn de calefaccin el cual sirve para calentar el aire en invierno y
regular la humedad, o se puede optar por convertir la unidad en bomba de
calor:
Si el ambiente es de dimensiones mayores se le pueden aadir ductos
para distribuir el aire a las distintas zonas Estos equipos pueden ser
compactos y divididos, los compactos constan de una sola unidad,
mientras que los divididos estn formados por dos o ms unidades, para
climatizar este hotel se usar la UAA compacta.
En cuanto al servicio que prestan, los equipos se denominan unitarios, si
se trata de equipos independientes en cada habitacin, o individuales
cuando un solo equipo atiende a varios ambientes del local.
a) Equipo porttil:
Este es un equipo unitario compacto o dividido de descarga directa y
transportable de una habitacin a otra, este tipo de equipos solamente
requiere de una sencilla instalacin constando de una abertura en el
marco o el cristal de la ventana o pared para permitir el paso de un
pequeo tubo, por sus caractersticas resuelve de forma adecuada las
necesidades mnimas de acondicionamiento en habitaciones de viviendas
o en espacios pequeos.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 26
b) Equipo de ventana:
Los equipos de ventana son unitarios, compactos y de descarga directa,
normalmente se colocan uno por cada habitacin o si el rea es grande
se colocan varios segn los requerimientos. La instalacin se realiza en
una ventana o muro, ya que en la seccin posterior del equipo se tiene la
toma de aire fresco y la descarga el aire viciado.
c) Equipo tipo consola:
Fig.1.5.- Equipo dividido tipo porttil
Fig.1.6.- Equipo unitario tipo ventana
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 27
Estos equipos son unitarios, compactos y de descarga directa, se puede
colocar una consola o varias por cada habitacin, la instalacin se realiza
pegado a un muro ya que requiere de una toma de aire exterior. Se
pueden colocar en el suelo o colgado del muro.
d) Equipos divididos tipo mini-split:
Este tipo de equipos son unitarios y de descarga directa. Se diferencian
de los compactos en que la unidad formada por el compresor y el
condensador va al exterior, mientras que la unidad evaporadora se instala
en el interior, ambas unidades se conectan a travs de las lneas de
refrigerante.
Con una sola unidad exterior se puede instalar una unidad interior
(sistema split5) o varias unidades interiores (sistema multi-split). Las
unidades interiores pueden ser de tipo pared, de techo o consolas, y todas
ellas disponen de control independiente.
El agujero necesario para unir la unidad interior y la exterior es de
reducidas dimensiones por ejemplo un pase cuadrado de 10 cm de lado
es suficiente para pasar los dos tubos del refrigerante.
Fig.1.7.- Equipo unitario tipo consola
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 28
e) Equipos compacto individual:
Es un equipo de descarga indirecta y cuya emisin de aire se realiza a
mediante una red de conductos, difusores y rejillas de suministro;
generalmente se instala un equipo para todo un conjunto del local. El
control de los equipos es individual y se realiza de acuerdo con las
condiciones de confort del sitio ms representativo; por ejemplo, en una
vivienda se debera instalar el control (termostato) en la sala.
El equipo necesita una toma de aire fresco, es por ello que se le puede
instalar en el techo, en el balcn, en el falso cielo o en un armario
existiendo diferentes modelos horizontales y verticales.
Fig.1.8.- Equipo dividido con unidades multi-split.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 29
f) Equipos dividido individual (splits ducto):
Es tambin un equipo de descarga indirecta cuya emisin del aire se
realiza mediante una red de conductos, difusores y rejillas de suministro.
Al igual que los equipos divididos unitarios est formado por dos unidades:
el condensador se ubican en el exterior, mientras que la unidad
evaporadora se instala en el interior, conectada a la red de conductos;
ambas unidades se conectan mediante tuberas por donde circula el
refrigerante.
Como en el caso anterior, se suele instalar un equipo para toda el rea y
el control se realiza de acuerdo a las condiciones de confort de la
habitacin ms representativa.
Para asegurar una correcta ventilacin de las reas acondicionadas, la
unidad interior requiere una toma de aire del exterior.
El control de estas unidades autnomas suele ser escalonado. En la
mayora de los casos el ventilador funciona continuamente. Este tipo de
unidades encuentran su aplicacin en habitaciones grandes y en zonas
segregadas. Tambin se instalan en residencias particulares, oficinas,
Fig.1.9.- Equipo compacto individual
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 30
establecimientos comerciales o grupos de oficinas que constituyen zonas
individuales.
La desventaja de los equipos compactos se debe a que todo el sistema
de refrigeracin se encuentra en un solo equipo; esto implica que la
instalacin se debe realizar en alguna pared o ventana de tal forma que
la parte del condensador quede ventilado por el aire exterior. Las
perforaciones realizadas traen consigo infiltraciones de aire y ruido,
adems se condiciona a que los ambientes posean paredes exteriores, ya
que si algn ambiente se encuentra en la zona central del edificio no podr
optar por este tipo de sistema.
Por su parte la desventaja de los equipos divididos es que cada uno de
ellos necesita una unidad condensadora, o tambin llamada unidad
exterior, en un ambiente que posea ventilacin (techos, balcones, jardines
adyacentes, etc.); esto condiciona, si se tiene pensado colocar varios de
estos equipos en un edificio, a que se prevea un ambiente lo
suficientemente espacioso para colocar las unidades condensadoras.
2.6.1.1 Central de Refrigeracin
Fig.1.10.- Esquema de un equipo dividido individual
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 31
El diseo de una planta eficiente y energticamente confiable es
esencial para asegurar la rentabilidad del hotel. El enfriador de agua
(chiller) debe operar eficientemente a carga parcial. Se deben tomar
algunas medidas de seguridad en caso de que el equipo falle. Los
diseos deben considerar equipos de recambio debido a que los
repuestos y el personal calificado para realizar las reparaciones no
siempre estn disponible.
Los enfriadores de agua (chillers) deberan poseer mltiples
compresores ya que podra seguir trabajando a carga parcial si es que
alguno de los compresores fallar, adems esto mejora el control sobre
la carga trmica. Las torres de enfriamiento, bombas, etc., deben tener
las mismas consideraciones.
Estos sistemas son aplicables en los edificios de muchas habitaciones,
como hoteles, moteles, oficinas de fbricas y pequeos centros
mdicos.
2.7 SELECCIN DEL TIPO DE SISTEMA
La mayora de hoteles utiliza sistemas de agua helada o sistemas de
expansin directa para las habitaciones. Dentro de los sistemas de agua
Fig.1.11.- Enfriador de agua (Chiller)
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 32
helada podemos encontrar los siguientes tipos de serpentn ventilador (fan
coil):
Serpentn ventilador de dos tuberas
Serpentn ventilador de dos tuberas con resistencias elctricas
Serpentn ventilador de cuatro tuberas
Asimismo dentro de los sistemas de expansin directa podemos encontrar
las siguientes variantes:
Equipo tipo divido individual (splits ducto)
Equipo divido tipo mini-split
La seleccin de un sistema en particular debe estar basada en lo siguiente:
Costo inicial
Bajo costo de operacin, especialmente a carga parcial
Mantenimiento
Tanto el serpentn (fan-coil) ventilador como los sistemas de expansin
directa presentan una variedad de configuraciones, tales como horizontales,
verticales, expuestas, y ocultas.
Los equipos deben estar dispuestos en la habitacin de forma que provea
una excelente difusin de aire sin crear espacios incmodos. El aire no debe
ser insuflado directamente sobre la cabeza de la cama y se debe mantener
la inyeccin de aire fro lejos del husped.
Los equipos son comnmente localizados sobre el falso cielo en la entrada
de la habitacin, sobre el falso cielo en el bao, en los permetros de la
habitacin o sobre el piso oculto por falsas paredes.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 33
En el caso de utilizar equipos serpentn ventilador (fan-coil), se prefiere
colocar estos en la entrada de la habitacin, sobre el falso cielo, debido a
que el flujo de aire puede ser direccionado fcilmente por los ductos.
Asimismo posicionarlos en esta zona permite una relativa accesibilidad para
el mantenimiento.
Muchas de las unidades son diseadas para descarga libre, es por ello que
los difusores se deben seleccionar teniendo en cuenta las recomendaciones
del fabricante con respecto al ruido y el caudal de aire. Por otro lado, la
inyeccin de aire no debe interferir con las cortinas o con las paredes.
Otros factores que deben ser considerados son:
Niveles de ruido aceptables en todas los modos de operacin
Un adecuado tamao de las rejillas y difusores
Acceso para mantenimiento, reparacin y reemplazo de filtros.
La ventilacin y la extraccin deben seguir los cdigos locales. Se debe
considerar que el caudal de ventilacin vara la carga trmica.
Se prefiere proveer de aire fresco a la habitacin directamente; normalmente
el aire exterior es acondicionado por una unidad de tratamiento de aire y
distribuido por ductos a cada habitacin. Este suministro de aire fresco
asegura las condiciones de confort y permite un balance de aire
(habitaciones presurizadas) incluso durante el funcionamiento a carga
parcial del equipo, asimismo controla el moho y la presencia de hongos.
Las unidades de HVAC, ya sean serpentn ventilador (fan-coil) o sistemas
expansin directa, son normalmente controladas por termostatos, los cuales
poseen opciones para regular temperatura, humedad y velocidad del
ventilador. Asimismo tienen la opcin de apagar y encender el equipo.
Luego de analizar todos los conceptos sealados anteriormente se pueden
comparar ambas opciones en la siguiente tabla.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 34
Adems cabe mencionar que la capacidad total instalada en los sistemas de
agua helada es menor a la de los sistemas de expansin directa ya que se
trabaja con la mxima carga trmica simultnea.
Un impedimento que presentan los sistemas de expansin directa es la
distancia mxima entre la unidad evaporadora y condensadora. Estos
sistemas tienen dentro de su circuito de refrigeracin gas refrigerante
mezclado con aceite, el cual lubrica el motor del compresor, es por ello que
si se disponen recorridos muy extensos, mayores a 50 metros, el compresor
podra quedarse sin el aceite necesario para lubricar sus piezas y el sistema
colapsara. Es por ello que se tiene que tener mucho cuidado al ubicar las
unidades condensadoras y evaporadoras dentro de una edificacin. Por otro
lado los sistemas de agua helada no presentan este impedimento ya que en
vez de refrigerante con aceite lo que circula por su circuito de refrigeracin
es agua, la cual es bombeada por una bomba centrfuga y la distancia no es
Tabla 1.- Caractersticas de los sistemas de expansin directa y agua helada
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 35
un problema ya que se selecciona la bomba con respecto al caudal y la cada
de presin a vencer.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 36
CAPITULO III
3. DISEO DEL SISTEMA
3.1 PARAMETROS DE DISEO
Los siguientes son los parmetros empleados en el diseo del sistema y
representan las condiciones mximas de funcionamiento bajo las cuales
operar en forma satisfactoria. Tambin son los valores para seleccionar los
equipos en los casos que corresponda.
3.1.1 TEMPERATURAS EXTERIORES DE AIRE
Por lo general las condiciones exteriores de proyecto se obtienen de las
estaciones meteorolgicas o en su defecto, de mediciones hechas en el
mismo lugar. Para el presente diseo los datos climatolgicos fueron
proporcionados por el Servicio de Meteorologa e Hidrologa (SENAMHI)
a travs de su estacin meteorolgica ubicada en el Hospital Central de
la FAP ubicado en Miraflores, Ref. 1. A continuacin se muestran las
temperaturas mximas y mnimas halladas con sus respectivas
humedades.
3.1.2 DATOS DE LOS MATERIALES INVOLUCRADOS EN LA CONSTRUCCION
Los valores que se mostrarn sern de vital importancia para calcular la
carga trmica sensible de los ambientes. La mayora de los valores fueron
obtenidos de especificaciones tcnicas de proveedores.
Temperaturas recomendadas en cuartos ciudad de Ilo.
T int. 22C
T ext. 30C
Temperatura recomendada para reas transitadas (Recepcin y
Comedor)
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 37
T int. 20C
T ext. 30C
Temperatura recomendada para Karaoke Pub.
T int. 18C
T ext. 26C
Temperatura recomendada para depsitos de alimentos.
T int. 16C
T ext. 30C
Cabe resaltar que algunos materiales restringen con mayor medida el
intercambio de calor en comparacin con otros; por ejemplo, un vidrio
reflejante permite un menor ingreso de calor radiante al ambiente que un
vidrio templado simple. Por otro lado la orientacin del edificio influir en
gran manera la aportacin de calor sobre los diferentes ambientes del
hotel.
Tabla 2.- Potencia de equipos Watt/hr
A continuacin se muestran los valores de los coeficientes globales de
transmisin de los muros, vidrios y dems materiales utilizados en la
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 38
construccin del edificio en mencin; por otro lado tambin se
proporcionan los factores de sombra de los vidrios y materiales
traslcidos.
El clculo del Q se har en funcin del rea y el coeficiente B y f.
A continuacin se muestran las tablas para la seleccin del coeficiente (B)
obtenido del manual INPROTER.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 39
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 40
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 41
3.1.3 CALCULO DE LA CARGA TERMICA
A continuacin se presenta el clculo detallado, para los diferentes
ambientes del hotel. Durante el desarrollo del procedimiento se utilizan
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 42
relaciones del manual de INPROTER as como expresiones extradas
de los manuales y estndares de ASHRAE.
Posteriormente se mostrar un resumen de todos los valores obtenidos
para los diferentes ambientes del hotel. Anexo 4
Tabla 3.- clculo de la carga trmica Stano Video Pub BTU/H
Tabla 4.- clculo de la carga trmica Stano Depsito BTU/H
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 43
Tabla 5.- clculo de la carga trmica Primer piso Comedor BTU/H
Tabla 6.- clculo de la carga trmica Primer piso recepcin BTU/H
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 44
Tabla 7.- clculo de la carga trmica Segundo Piso H-1BTU/H
Tabla 7.- clculo de la carga trmica Segundo Piso H-2 BTU/H
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 45
Tabla 8.- clculo de la carga trmica Segundo Piso H-3 BTU/H
Tabla 9.- clculo de la carga trmica Segundo Piso H-4 BTU/H
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 46
Tabla 10.- clculo de la carga trmica Segundo Piso H-5 BTU/H
Las cargas trmicas del Segundo, Tercero y Cuarto piso son iguales para
objeto de clculo de este Hotel, considerando la misma carga trmica en
las habitaciones.
Estos valores de cargas trmicas nos servirn para seleccionar la Unidad
de Aire Acondicionado apropiado para el hotel.
3.1.4 CLCULO DE LA CADA DE PRESIN EN DUCTOS EN PULG DE
AGUA.
Para seleccionar un equipo de aire acondicionado no basta solo con
calcular el calor total a remover del ambiente y el caudal de aire a
suministrar sino tambin se debe considerar la cada de presin en el
ducto que debe vencer el ventilador, este dato es de vital importancia para
seleccionar el motor adecuado.
Para hallar la cada de presin en los ductos se evaluar el tramo ms
largo de cada uno de los Sistemas de aire desde la salida del ventilador
del equipo hasta la rejilla o difusor ms lejano a este. Se tomar como
ejemplo el clculo de la cada de presin del manual de aire acondicionado
y refrigeracin INPROTER , los datos que se encuentran en la siguiente
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 47
tabla estn en pulgadas ya que la cada de presiones y la presin de
velocidad obtenidas del ductulador se encuentran en pulgadas de
columna de agua, ver Anexo 1
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 48
3.1.5 DISEO DE DUCTOS DE ACONDICIONAMIENTO
El diseo de los ductos de acondicionamiento se realiza con la
consideracin de que la velocidad mxima del aire no exceda los por 1600
FT/MIN para el stano Video Pub y primer piso y 1300 FT/MIN para todas
las habitaciones. Ver Anexo 2
Las tablas utilizadas para el clculo de las dimensiones de los ductos
fueron extradas del manual de INPROTER.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 49
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 50
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 51
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 52
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 53
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 54
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 55
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 56
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 57
Con estos datos y con los resultados obtenidos de los clculos trmicos
se obtienen los respectivos dimetros de los ductos como se puede
apreciar en plano AA-001, y el Anexo 1.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 58
3.1.6 CALCULO DE RECIRCULACION
La Recirculacin de aire en los ambientes tiene como objetivo evitar los
siguientes efectos:
Concentracin de malos olores.
Concentraciones de dixido de carbono.
Ingreso de aire fresco.
En el Anexo 1 y el Plano AA-002 se presenta el clculo de la recirculacin
de aire para las reas refrigeradas de cada piso.
3.2 SELECCION DE EQUIPO
3.3 CRITERIOS PARA LA SELECCION DE EQUIPO
3.3.1 SELECCIN DE UNIDAD DE AIRE ACONDICIONADO (U.A.A.)
La configuracin usual es la de una caja rectangular con conexiones de
suministro y retorno en el frente y tomas para succin y descarga del aire
de condensacin en los laterales y en la parte de atrs.
El arreglo interno es relativamente sencillo, el aire de retorno es
succionado a travs del evaporador de tubos y aletas por un ventilador
centrifugo que a su vez lo descarga como aire de suministro por el frente,
en los tamaos ms pequeos el ventilador es del tipo acople directo al
motor.
Limitantes para la seleccin de la Unidad de Aire Acondicionado:
Drenaje de condensados canalizados
Ambiente Corrosivo
Pequeas cadas de presin
Capacidad de disipacin de calor sensible
Capacidad de volumen de aire
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 59
Datos requeridos para la seleccin de la Unidad de Aire Acondicionado:
Condiciones del lugar, altura sobre el nivel del mar
Ganancias trmicas de calor sensible, y calor latente
Perdidas trmicas
Capacidad en btu/h.
Temperaturas: temperatura exterior de diseo, bulbo seco, Tbs/Tbh
entrada al serpentn.
Volumen de aire (CFM), ms presin esttica externa.
3.3.2 SELECCIN DE INYECTORES (DIFUSORES)
La seleccin de extractores se realiza bsicamente en funcin del caudal
de aire y la cada de presin a vencer en el ducto y accesorios.
En la prctica, una vez calculado el caudal de aire a introducir en cada
ambiente, la seleccin del tipo y nmero de difusores est ligada a muchos
factores, tales como el caudal requerido, el alcance necesario, las
caractersticas arquitectnicas y estructurales, etc.
La posicin de los difusores debe ser elegida de manera que se tenga una
distribucin del aire lo ms uniforme posible y que tenga en cuenta las
fuentes de cargas trmicas del ambiente.
Repartiendo el caudal de diseo entre el nmero de elementos de difusin
necesarios para obtener una distribucin del aire adecuada, es decir, que
cada elemento difusor posea un alcance adecuado; as como un nivel de
ruido para dicho caudal admisible, junto con prdidas de carga
adecuadas.
El dimensionamiento de difusores se realiza con la ayuda de los datos y
los diagramas suministrados en catlogos y en programas de ordenador
que toman en consideracin todos los factores que influyen en la
distribucin a obtener.
As pues el programa que acompaa al catlogo proporciona opciones de
seleccin, donde los elementos mostrados cumplen con ciertos lmites de
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 60
ruido y presin que se consideran los mximos admisibles para cualquier
aplicacin de aire acondicionado de aire.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 61
3.4 SELECCION DE EQUIPO
3.4.1 UNIDAD DE AIRE ACONDICIONADO (U.A.A.)
A) En marca Carrier tenemos el siguiente modelo:
- 50UA/UH ROOF-TOP.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 62
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 63
3.4.2 INYECTORES DE AIRE (DIFUSORES)
3.4.2.1 DIFUSORES TIPO PLACA
Los difusores tipo placa son adecuados para aplicaciones tanto de
inyeccin como de retorno. Su diseo crea un patrn de flujo
horizontal que logra una ptima induccin y una excelente integracin
arquitectnica.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 64
3.4.2.2 DIFUSORES PERFORADOS
La lnea de difusores perforados se recomienda para sistemas de
volumen constante o variable en aplicaciones de ventilacin,
calefaccin y enfriamiento.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 65
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 66
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 67
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 68
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 69
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 70
3.5 DESIGNACION DE EQUIPOS POR AMBIENTE
Para tener una idea ms clara de la distribucin de los equipos dentro del
hotel se presenta en el Anexo 3 una tabla resumen con todos los ambientes
climatizados y los equipos de aire acondicionado, extraccin y ventilacin
que actan sobre cada uno de ellos. Adems se ha colocado una columna
de observaciones donde se presentan las particularidades de cada
ambiente.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 71
CAPITULO IV
4 LISTADO DE PLANOS
4.1 PLANO AA-001 VISTA DE PLANTA SECCION DE DUCTOS
4.2 PLANO AA-002 VISTA DE PLANTA RECORRIDO DE DUCTERIA
4.3 PLANO AA-003 VISTA DE PLANTA UBICACIN DE LAS UAA
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 72
CAPITULO V
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES FINALES
5.1 CONCLUSIONES
La carga de enfriamiento del proyecto est en el orden de 233302.40736
BTU/hr equivalente a 19.44186728 toneladas de refrigeracin para 1er
Equipo y 193622.7013 BTU/hr equivalente a 16.13522511 toneladas para el
2do equipo. Por lo cual considerando los equipos seleccionados es
necesario 2 UAA de 20 y 16 TON.
Se puede verificar el valor de la carga trmica obtenida mediante ratios
Comerciales, dichos ratios aproximan la carga trmica en funcin del rea y
de la actividad que vaya a desarrollarse en el ambiente. Ciertamente estos
ratios no son muy precisos pero permite visualizar si los valores obtenidos
estn dentro de los rangos habituales. Los ratios proporcionado por
proyectistas de las empresas GCI S.A.C, CIME Comercial S.A y Coinrefri Air
S.A.C se encuentran entre los 650 BTU/h y 700BTU/h por metro cuadrado.
Entonces si se conoce que el rea total acondicionarse es de 4 489.4 m se
puede estimar que la carga total de enfriamiento debe estar entre los 2 918
110 BTU/h y los 3 142 580 BTU/h. Por lo tanto el valor de la carga total
calculada de 426925.10866 BTU/h est dentro del rango recomendado por
diversas empresas proyectistas.
Otro valor interesante a ser comparado es el ratio de costo total del proyecto,
que en el mercado local las empresas proyectistas estiman en USD
2000/tonelada de refrigeracin, pero por razones establecidas no se est
considerando el costo de refrigeracin para la elaboracin de este proyecto.
Finalmente, cuando se comparan diversas alternativas no solo basta con
considerar los costos de inversin inicial sino tambin se debe contemplar
los costos de instalacin, mantenimiento y operacin ya que se seleccionar la
alternativa ms econmica que cumpla con los requerimientos del proyecto.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 73
5.2 BIBLIOGRAFIA
ASHARAE HANDBOOK Aplications. Atlanta, GA: ASHRAE Inc., 2007
Azahuanche, Manuel, Psicometra aplicada al aire acondicionado y diseo de agua helada, Charla tcnica ao 2005
CARRIER AIR CONDITION COMPANY Manual de Aire Acondicionado. Barcelona: Marcombo S.A., 1986
IDAE 2007 Comentarios RITE 2007. Reglamento de instalaciones trmicas en los edificios (2007). Ahorro y eficiencia de energa. Publicaciones IDAE. Espaa, Octubre. Consultada: 14 Octubre de 2007 www.idae.es/revision-rite/documentos/ITE-02-00.pdf
McQUISTON, FAYE, and PARKER, Gerald. Heating,Ventilation and Air Conditioning, Anlisis and Design. New Cork: John Wiley and Sons Inc., 1977
Organismo Supervisor de de Inversin en Energa y Mina 2008 Pliegos Tarifarios del Servicio Pblico de Electricidad. Tarifas elctricas. Portal de OSINERGMIN. Lima, noviembre. Consultada: 8 de noviembre de 2008.
Portal de la Refrigeracin Aire Acondicionado y Ventilacin 2004 Tipos de equipos de aire acondicionado. Tipos de equipos de aire acondicionado. Portal de Aire Acondicionado. Mxico D.F, Abril. Consultada: 20 de Noviembre de 2007.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 74
5.5 ANEXO
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 75
ANEXO 1
CALCULO DE LA CADA DE PRESIN EN DUCTOS POR FRICCIN EN
PULGADAS DE AGUA.
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 76
ANEXO 2
DISEO DE DUCTOS DE AIRE ACONDICIONADO
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 77
ANEXO 3
DESIGNACION DE EQUIPOS POR AMBIENTE
-
UNIVERSIDAD PRIVADA JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS
PROYECTO DE AIRE ACODICIONADO Y REFRIGERACION Pg. 78
ANEXO 4
CALCULO DE LA CARGA TERMICA POR AMBIENTE