PROYECTO DE REFRIGERACION Y VENTILACION DE AIRE ACONDICIONADO

Presentado por:

Manuel De piñeres AlgarínLuis Duarte Palacio

Holmes Maestre OrozcoErnesto Morales Carrioni

Pedro Suarez Crespo

Grupo: BN

Al docente:

Ing. Hermes Ramírez León

Facultad de ingenieríaPrograma de ingeniería eléctrica

Universidad de la costa cucBarranquilla, Colombia

2015

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TABLA DE CONTENIDO

Pág.

Introducción ………………………………………………………………2 Objetivos ……………………………………………………………….....3 Justificación ………………………………………………………………4 Marco teórico ………………………………………………………….....5 Planteamiento del problema ……………………………………….….8 Desarrollo del problema ………………............................................9 Cálculo de las cargas térmicas……………………………………….16 Cálculos psicométricos………………………………………………..26 Selección de equipos………………...………………………………..29 Conclusión …………………………………………………………......32 Bibliografía ……………………………………………………………..33

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INTRODUCCION

Este proyecto de refrigeración sobre el tema de acondicionamiento de áreas por el método de las cargas térmicas, este proyecto trata de acondicionar un lugar empleando todos los conocimientos adquiridos para ofrecer y brindar comodidad en un área específica. El acondicionamiento del aire es un proceso que enfría, limpia y circula el aire, controlando así el su contenido de humedad. Teniendo en cuenta las condiciones ideales para lograr todo esto de manera simultánea.

El objetivo es eliminar el calor o en otras palabras refrigerar un área específica de un edificio, que para nuestro proyecto es el área de bodegas No obstante, para el desarrollo de este proyecto se tendrá que tener en cuenta un diseño de las instalaciones técnicas las cuales se basan en un conjunto de premisas, conocimientos de condiciones interiores a cumplimentar, de los condicionantes exteriores, así como de los criterios y preceptos que permitan estimar y alcanzar su adecuado comportamiento respecto a la ventilación del lugar para asegurar la calidad del aire interior.

Como condiciones interiores a tener en cuentas serian como por ejemplo: las personas, el alumbrado, utensilios, motores, tuberías y depósitos de agua caliente, fuentes diversas como (escapes de vapor, absorción de agua por materiales higroscópicos, etc.) entre otras condiciones internas que se definan por aquellas características que condicionan los intercambios térmicos del cuerpo humano con el ambiente, en función de la actividad de la persona. Y como condiciones externas estarían presentes por ejemplo las radiaciones solares que ingresan por las ventanas, los rayos del sol que inciden sobre las paredes y techos y la temperatura del aire exterior.

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Acondicionar totalmente el aire diseñada de cierta características con el fin de regular las condiciones en cuanto a la temperatura (calefacción o refrigeración), humedad, limpieza (renovación, filtrado) y el movimiento del aire adentro de los las bodegas y el área administrativa.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Adquirir conocimientos y herramientas técnicas necesarias para la el acondicionamiento de áreas y ventilación de esta mismas.

Detectar y evaluar problemas y situaciones relacionadas con el acondicionamiento ambiental de un problema de la vida real.

Aplicar los conocimientos aprendidos en clase en un proyecto que ocurre en el entorno laboral.

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JUSTIFICACIÓN

Este proyecto se está para que nosotros los estudiantes de ingeniería que estamos cursando la asignatura de refrigeración en la universidad de la costa, para tener una práctica y enfoque en los problemas que se presentan en la industria.

Atreves de este proyecto desarrollaremos los conceptos aprendidos en las asignaturas de refrigeración para acondicionamiento de áreas con el fin de darle confort a las personas que se encuentren en un recinto es necesario darles ciertas comodidades para que su labor sea con la mayor comodidad posible, por esta razón se hace necesario el uso de equipos de acondicionamiento de aire para recintos para darle a un usuario la mejor estadía posible.

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MARCO TEORICO

Acondicionamiento de aire

El acondicionamiento de aire es el proceso que se considera más completo de tratamiento del aire ambiente de los locales habitados; consiste en regular las condiciones en cuanto a la temperatura (calefacción o refrigeración), humedad, limpieza (renovación, filtrado) y el movimiento del aire dentro de los locales.

Entre los sistemas de acondicionamiento se cuentan los autónomos y los centralizados. Los primeros producen el calor o el frío y tratan el aire (aunque a menudo no del todo). Los segundos tienen un/unos acondicionador/es que solamente tratan el aire y obtienen la energía térmica (calor o frío) de un sistema centralizado. En este último caso, la producción de calor suele confiarse a calderas que funcionan con combustibles. La de frío a máquinas frigoríficas, que funcionan por compresión o por absorción y llevan el frío producido mediante sistemas de refrigeración.

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. [1]

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Cargas térmicas de climatización

Se trata de la cantidad de energía térmica por unidad de tiempo (potencia térmica) que un recinto cerrado intercambia con el exterior debido a las diferentes condiciones higrotérmicas del interior y del exterior, considerando las exteriores como las más desfavorables posible. El cálculo de estas cargas permite disponer los sistemas adecuados de calefacción o refrigeración para compensarlas.

Cargas térmicasLas cargas térmicas pueden deberse a dos solicitaciones:

cargas de calefacción, que serían las que se producen en condiciones exteriores de invierno (y que físicamente traducen el calor perdido por el edificio hacia el exterior en la unidad de tiempo) y las cargas de refrigeración que análogamente, se refiere a las producidas en las condiciones de la estación cálida (físicamente, calor ganado por los locales en la unidad de tiempo).

Las cargas térmicas se deben a varios fenómenos de intercambio de calor del edificio con el exterior, así como a ganancias de calor interiores (en la estación cálida): Transmisión por conducción a través de los elementos constructivos que separan el interior del exterior o de otros locales no climatizados.

Dependen de la diferencia de temperatura (salto térmico) entre el interior y el exterior, de las características constructivas de cada elemento (muros, huecos) en lo que se refiere al aislamiento térmico (expresado por la transmitancia térmica, U) y de la superficie de cada elemento. En el caso de los muros o de las ventanas con vidrio coloreado, el calentamiento de su superficie por el sol, cuando están expuestos, hace que el salto térmico sea mayor en verano, lo que hay que tener en cuenta.

También deben considerarse los llamados puentes térmicos que son los lugares donde los elementos constructivos tienen una discontinuidad en el aislamiento térmico. Se dan en los bordes de ventanas y puertas, en el encuentro de muros y forjados, etc.

Tratamiento térmico del aire exterior necesario para la ventilación y renovación de aire de los ambientes.

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Determinación de los parámetros

Condiciones interiores: Las normativas de la mayoría de los países fijan unos valores límite para las condiciones del interior de los recintos. Estos límites vienen determinados por un lado, por la comodidad de los usuarios y por el otro extremo por el necesario ahorro de energía. Dependiendo las cargas de la diferencia de temperaturas entre el exterior y el interior, cuando menor sea esa diferencia, menores serán las cargas térmicas.

Condiciones exteriores: También en este caso las normativas suelen dar unas temperaturas de cálculo obtenidas a partir de datos meteorológicos tomados a lo largo de una serie de años. Respecto a la humedad relativa exterior, se dan los datos del mismo modo: una humedad relativa media máxima y un valor de humedad relativa punta. Se deja a criterio del proyectista prevenir una o la otra (la segunda da como resultado aparatos más potentes), en función del uso de los locales y de la necesidad específica de comodidad que requieran los usuarios.

Condiciones de invierno: La manera de darlas varía de unos países a otros. En algunos se dan zonas climáticas mediante mapas fijando para cada una de ellas una temperatura de cálculo. En otros se dan para cada localidad concreta, a veces con una tabla de ajuste de esas temperaturas para localidades menores (generalmente sin observatorio meteorológico) en función de la diferencia de altitud con respecto al nivel del mar, de la localidad con observatorio. En general se dan solamente las temperaturas y no la humedad relativa.

Condiciones de verano: Para verano deben darse tanto la temperatura de cálculo como la humedad relativa de cálculo. En general la temperatura se da de dos modos: una temperatura de cálculo, hallada como media de temperaturas elevadas a lo largo de cierto periodo extenso, y una temperatura máxima que se puede alcanzar con cierta frecuencia, pero en periodos cortos, en la localidad o zona.

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Método de cálculo

El método de cálculo de las cargas es demasiado extenso para presentarlo aquí, pero empieza por el cálculo de pérdidas o ganancias de cada uno de los locales que componen el edificio a estudiar. Este cálculo permitirá dimensionar el aparato terminal (radiador, ventilo convector o caudal y temperatura del aire, mediante sus conductos y rejillas de impulsión), que climatizará dicho local. La suma de las cargas de todos los locales, en su caso corregidas para tener en cuenta horarios distintos en distintos locales, será la potencia de los equipos centralizados de producción de calor o de frío.El cálculo se hace para las condiciones exteriores más desfavorables. Los sistemas de regulación y control de la instalación se encargarán de adaptar la potencia de los aparatos terminales a las cargas reales en cada momento.

Fotografía infrarroja de las pérdidas de calor por transmisión de un edificio; cuanto mayor es la temperatura superficial, mayores son las pérdidas en ese punto Básicamente, el cálculo consiste en obtener las pérdidas o ganancias por trasmisión de cada uno de los elementos de cierre del local, que son función de su transmitancia térmica, de su superficie y de la diferencia de temperaturas de cálculo entre el interior y el exterior (o de otro local con temperatura distinta a la del estudiado). Un cálculo más afinado exige que también se calculen las pérdidas o ganancias por los puentes térmicos que pueda haber en los separadores, que se hace de modo análogo. Luego se calcula la cantidad de energía térmica necesaria para calentar o enfriar el aire de ventilación, función del caudal exigido por la normativa y de la diferencia de temperaturas.

Específicamente para refrigeración, además de lo dicho en el párrafo anterior, hay que tener en cuenta también el soleamiento que pueda entrar por los huecos acristalados, función de la superficie, de la orientación y de la inclinación de estos, en el día más desfavorable del año; es muy importante también tener en cuenta los elementos exteriores que puedan impedir la entrada del sol por los vidrios (que arrojen sombra sobre ellos). También las cargas interiores, por ocupación, iluminación y maquinaria (que en calefacción son favorables). Y, por supuesto, las cargas latentes, debidas a la necesidad de condensar la humedad del aire, tanto interiores (especialmente la evapotranspiración de los ocupantes, así como las posibles actividades productoras de vapor), como las exteriores (humedad contenida en el aire de ventilación). [2]

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Psicrometría

Psicrometría es una rama de la ciencia por la cual se estudian las propiedades termodinámicas del aire húmedo y del efecto de la humedad atmosférica en los materiales y en el confort humano. Este aire, conocido como aire húmedo, está constituido por una mezcla de aire seco y vapor de agua.El aire seco es una mezcla de varios gases. Su composición general es la siguiente:

Nitrógeno: 77% Oxígeno: 22% Dióxido de carbono y otros gases: 1%

En relación con su temperatura, el aire tiene la propiedad de retener cierta cantidad de vapor de agua. A menor temperatura, menor cantidad de vapor, y a la inversa: a mayor temperatura, mayor cantidad de vapor de agua, si se mantiene éste a presión atmosférica constante.

También se considera que es un método para controlar las propiedades térmicas del aire húmedo. Se representa mediante un diagrama psicométrico. Es útil para conservación de alimentos en cámaras frigoríficas, climatización de locales, procesos de secado y fabricación de medicamentos.

Diagrama psicométrico

Es un diagrama en el que se relacionan múltiples parámetros referentes a una mezcla de aire húmedo: temperatura, humedad relativa, humedad absoluta, rocío, entalpía o calor total, calor sensible, calor latente y volumen específico del aire.

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Los valores del diagrama no son constantes: varían según la altura sobre el nivel del mar. En la bibliografía especializada es usual encontrarlo referido a «la altura» del nivel del mar.

Se utiliza en arquitectura e ingeniería en la enseñanza de las instalaciones termo mecánicas en edificios para dimensionamiento de sistemas de calefacción y de aire acondicionado. [3]

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Grupo no.4: se tiene una bodega de 18 metros de frente por 40 metros de fondo y 8,0 metros de alto. Se encuentra ubicada sobre la calle acera occidental y a los lados se tiene edificaciones no más altas que esta.

Esta bodega se desea adecuar de tal forma que tenga:

Un área administrativa de 10 metros x 5 metros Veinte (20) locales, cada uno de 60 mt2 . El techo de la bodega es tipo plancha de concreto. Reparto de las áreas. Consideraciones de ventanas, cantidad, área, ubicación. Características de los muros. Cantidad máxima de personas por área separada. Cantidad y tipo de electrodomésticos y equipos de oficina para área. Levantamiento de planta, no necesita que sea en AutoCAD, pero si para

tener una visión del reparto de las áreas y las cargas térmicas que afectarán a cada área.

Las acciones a ejecutar son las siguientes:

Definición de condiciones ambientales externas críticas para identificar el punto de partida del diseño.

Definición de condiciones ambientales de confort interno en el área acondicionar.

La carga térmica dentro del área a acondicionar por concepto ambiental. Incremento de carga térmicas por transferencia de paredes, ventanas y

elementos estructurales, según su criterio. Incremento de cargas térmicas por transferencia de personas o actividad. Definición de carga total dentro del recinto. Definición de cualquiera desviación que estime pueda afectar su diseño.

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DESARROLLO DEL PROBLEMA

Se encuentra ubicada sóbrela calle acera occidental y a los lados tiene edificaciones no más alta que este el área de la bodega es de 18 metros de ancho y 40 metros de largo y una altura de 8,0 metros, Un área administrativa de 10 metros x 5 metros y bodegas de 60 metros cuadrados cada una. La bodega debido el área se dividió en dos piso en el primer piso contiene el área administrativa y 10 bodegas y un baños, en el segundo piso 10 bodegas y un baño.

El área total acondicionar es de 720 mt2 . Las áreas parciales del recinto son el área administrativa y el área de

bodegas que se divide en dos pisos.

LAS CONDICIONES AMBIENTALES:

Se desea realizar un sistema de acondicionamiento de aire hay que tener en cuenta que el área acondicionar está ubicada en el área industrial del distrito especial industrial y portuario de barranquilla en el cual las temperaturas oscilan de 8°C en el transcurso del día alcanzando su máximo de temperatura de 34°C, se seleccionó el mes se tomaron los valores de la siguiente tabla.

Temperatura externa : 34° C , humedad relativa : 83 % Temperatura interna: 24°C , humedad relativa : 50 %

Los valores de temperatura se tomaron dependiendo de las temperaturas promedio y humedad promedio de la tabla del clima de la ciudad de barranquilla. [4]

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CONSIDERACIONES DE VENTANAS Y PUERTAS, CANTIDAD, ÁREA, UBICACIÓN:

esta bodega costa de dos piso en el primer piso contiene 3 ventanas en el área administrativa cada una de uno punto veinte metro de largo y uno punto veinte metro de ancho (1.20m x 1.20 m) y en el segundo piso son 11 ventanas de un área de uno punto veinte metro de largo y uno punto veinte metro de ancho (1.20m x 1.20 m) y cuenta con puertas de 0.90 m x 2m en el área administrativa 5 y en el área de las bodegas 10 y un portón principal de 4.3 m x 3.5 m.

Cantidad de ventanas: 14 Cantidad de puertas : 16

CARACTERÍSTICAS DE LAS PAREDES, TECHO Y PISOS:

Para las características de los diferentes materiales seleccionaron dependiendo del material seleccionado para las características de los materiales empleados en este proyecto. [5]

Características de las paredes: Bloque de concreto de agregado ligero de un espesor de 10 cm,

conductividad térmica de (K): 1.4 W/ (m·K). El espesor de los muros en total es de 17 cm.

Características del techo: El techo está construido con concreto con un espesor de 15 cm,

conductividad térmica de (K): 0.80 W/ (m·K).

Características de los pisos: El piso está construido con concreto pulido con un espesor de 20 cm,

conductividad térmica de (K): 0.80 W/ (m·K).

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CANTIDAD MÁXIMA DE PERSONAS POR ÁREA SEPARADAS:Existen 3 tipos de áreas separadas el área administrativa, el área de las bodegas y las áreas comunes:

Área administrativa: 10 personas máximo. Áreas de bodega: 50 personas máximo en las bodegas. Áreas comunes: 5 personas máximo. La cantidad de personas en el área total: 65 personas máxima.

CANTIDAD Y TIPO DE ELECTRODOMÉSTICOS Y EQUIPOS DE OFICINA POR ÁREA:

La potencia que se le asigna a los electrodoméstico y equipos de se tomaron de tablas de potencia de estos diferentes artículos. [6]

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Área Electrodomésticos y equipos de oficina

Cantidad Potencia

Área administrativa

Computadores 5 565 W

Impresora 5 150 W

Fotocopiadora 1 900 W

Fax 1 150 W

Scanner 1 150 W

Dispensador de agua 1 112 W

Potencia total 4887 W

Área Electrodomésticos y equipos de oficina

Cantidad Potencia

Áreas de bodega

Dispensadores de agua 2 112 W

Computadores 1 565 W

Impresora 1 150 W

Potencia total 939 W

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Potencia total de electrodomésticos y equipos de oficina:

4887W +939W=5826W

CÁLCULO DE LAS CARGAS TÉRMICAS

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Cantidad Potencia Potencia Total

Punto de iluminación

100 70 W 7000 W

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Ganancia de calor por personas:

La cantidad de personas en el área total es de 65 personas máxima.

Área administrativa: 10 personas máximo. Áreas de bodega: 50 personas máximo en las bodegas. Áreas comunes: 5 personas máximo.

Se determina la ganancia de calor por personas con el calor sensible y el calor latente:

Q personas sensible=numero de personas∗Q sensibleQ personas latente=numerode personas∗Qlatente

Se verifico la tabla suministrada por el docente se determinó la actividad fábrica trabajo algo pesado se seleccionó la temperatura interna de 24° C selecciona el calor latente y sensible.

Área administrativa:Qsensible=62Q latente=52

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Q personas sensible=10∗62=620 Kcalh

Q personas latente=10∗52=520 Kcalh

Gananciade calor por personas=620 Kcalh

+520 Kcalh

=1140 Kcalh

Áreas de bodega:Qsensible=96Q latente=156

Q personas sensible=50∗96=4800 Kcalh

Q personas latente=50∗156=7800 Kcalh

Gananciade calor por personas=4800 Kcalh

+7800 Kcalh

=12600 Kcalh

Áreas comunes:Qsensible=62Q latente=52

Q personas sensible=10∗62=620 Kcalh

Q personas latente=10∗52=520 Kcalh

Gananciade calor por personas=620 Kcalh

+520 Kcalh

=1140 Kcalh

QTOTALGananciadecalor por personas=¿

1140Kcalh

+12600 Kcalh

+1140 Kcalh

=14880 Kcalh

GANANCIA DE CALOR POR ILUMINACIÓN:

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Se diseñó e sistema de iluminación de bodega Para este diseño se eligió la lámpara Fluorescente de 70 w y su referencia es CR444B/W30L120, Flujo luminoso 6293.64lm. [7]

Por la iluminación fluorescente es:

Q=E∗FB∗0.86 Kcalh

Dónde:

E : Consumo eléctrico en watts.FB :Factor de balastro:

1.20 para balastros electromagnéticos y 1.05 para balastros electrónicos de alta eficiencia.

Q=7000W∗1.05∗0.86 Kcalh

=6321 Kcalh

GANANCIA DE CALOR POR EQUIPO ELÉCRICO:

El calor producido por los diferentes tipos de aparatos y equipos eléctricos, incluyendo los contactos para cargas pequeñas, debe cuantificarse tomando en cuenta un factor de demanda, cuando no todo el equipo funcione simultáneamente.

Q=E∗0.86∗FdKcalh

Dónde:

E : Consumo eléctrico en wattsFd : Factor de demanda.

Q=5826W∗0.86∗1=5010.36 Kcalh

CARGA TÉRMICAS POR TRANSFERENCIA DE PAREDES, VENTANAS Y ELEMENTOS ESTRUCTURALES:

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Para calcular las cargas térmicas de las ventanas, las puertas, las Paredes, techo y pisos aplicamos la siguiente formula:

Q=Co∗Ci∗K∗S∗¿

Q : Carga térmica transmitida en Kcal/h. Co :Coeficiente de orientación:

1,15 si está ubicado sobre el costado oriente 1,10 si está ubicado sobre el costado occidente. 1,05 si está ubicado sobre costado norte o sur.

Ci : Coeficiente de intermitencia o de seguridad, normalmente se toma 1,10 (es decir el 10% de factor de seguridad).K : Es el coeficiente de transmisión de calor del vidrio o pared utilizado (kcal/h-m2ºC).S :El área.

APORTE POR INSOLACIÓN DE VENTANAS:

Ventanas occidentales:

Las ventanas del lado occidental del edificio que son 3 ventanas de un área de

1.20m x 1.20 m y con una K=1 W

m2k=0.86 Kcal

hm °C

Q=1,10∗1,10∗0.86 Kcalhm°C

∗1.44m∗(34 ° C−24 °C )=14.9 Kcalh

Q=14.9 Kcalh

∗3ventanas=44.7 Kcalh

Ventanas sur y norte:

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Las ventanas del lado sur y norte del edificio que son 11 ventanas de un área de

1.20m x 1.20 m y con una K=1 Wmk

=0.86 Kcalhm°C

Q=1,05∗1,10∗0.86 Kcalhm°C

∗1.44m∗(34 ° C−24 °C )=14.3 Kcalh

Q=14.3 Kcalh

∗11ventanas=157.3 Kcalh

QTOTALVENTANAS=44.7 Kcalh

+157.3 Kcalh

=202 Kcalh

APORTE POR INSOLACIÓN DE PUERTAS: Las puertas del lado occidental del edificio que son 2 una de un área de 0.90 m x 2m de madera con una

K=0.13 Wmk

=0.1118 Kcalhm°C

y la otra de un área de 4.3 m x 3.5 m de acero

inoxidable con una K=16 Wmk

=13.7 Kcalhm°C

Aplicando la fórmula: Q=Co∗Ci∗K∗S∗¿

Puerta 1:

Q=1.05∗1.10∗0.1118 Kcalhm °C

∗1.8m∗(34 ° C−24 ° C )=2.32 Kcalh

Puerta 2:

Q=1.05∗1.10∗13.7 Kcalhm°C

∗15m∗(34 °C−24 ° C )=2373.525 Kcalh

QTOTALPUETAS=2.32 Kcalh

+2373.525 Kcalh

=2375.845 Kcalh

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APORTE POR INSOLACIÓN DE PAREDES: son 4 paredes por el área general de 18 metros de frente por 40 metros de fondo y 8,0 metros de alto las condiciones de las paredes son:

Bloque de concreto de agregado ligero de un espesor de 10 cm,

conductividad térmica de (K ) :1.4 W(m·K )

=1.2 Kcalhm°C .

El espesor de los muros en total es de 17 cm.

Pared occidental(O): 144m2

Pared oriental (E) :144m2

Pared norte (N) y sur (S):160m2

En las paredes del norte y sur se tiene en cuenta que el área de esta paredes disminuye a la mitad debido que tiene dos edificaciones a los lados que solo tienen el alto del primer piso por eso se determina que el área de las paredes norte y sur el área es 160m2.

Pared occidental (O ) :1,10∗1,10∗1.2 Kcalhm °C

∗1.44m∗(34 °C−24 ° C )=¿

2090.58Kcalh

Pared oriental(E) :1,15∗1,10∗1.2 Kcalhm°C

∗1.44m∗(34 ° C−24 °C )=¿

2185.92Kcalh

Pared norte (N ) y sur (S ) :1,05∗1,10∗1.2 Kcalhm °C

∗160m∗(34 ° C−24 ° C )=¿

2217.6Kcalh

QTOTALPAREDES :2090.58Kcalh

+2185.92 Kcalh

+2217.6

¿6494.1 Kcalh

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APORTE POR INSOLACIÓN DE TECHO: El techo está construido con concreto con un espesor de 15 cm, Y con una capa de yeso del lado interno con un espesor de 5 cm, el área del techo es de 18 x 40 m.

ELEMENTOS CANTIDAD ÁREA FACTOR CALORÍAS

Techo Exterior 1 720 m2 35 25200

Techo interior 1 720 m2 7 5040

TOTAL DE CARGAS TÉRMICAS EN CALORIAS30240

Kcalh

APORTE POR VENTILACIÒN E INFILTACIONES:

Se asume el valor de V̇=13 m

h

3

=13

msg

3

3600=0.003611 m

3

sg de una tabla de

volumemen de flujo de aire en mh

. [9]

SENSIBLE:1.23∗V̇∗∆T

QS=1.23∗0.003611 m3

sg∗(34 ° C−24 °C )=0.0444153KW

QS=38.215 Kcalh

LATENTE:QL=3010∗V̇∗∆w

QL=3010∗0.003611 m3

sg∗(28 gr

Kg AS−11 gr

Kg AS )=0.18477487KW=¿

QL=158.877 Kcalh

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QT=QS+QL=0.0444153KW +0.18477487KW=0.22919017KW

QT=197.068 Kcalh

CARGA TOTAL DE CARGAS TERMICAS CALCULADAS:

CALCULO REALIZADO CARGA TERMICA EN Kcal/h

CARGA TERMICA EN BTU/h

CARGA TERMICA EN TR

ganancia de calor por personas 14880

Kcalh

59043.84BTUh

4.9TR

ganancia de calor por iluminación 6321

Kcalh

25081.72BTUh

2TR

ganancia de calor por equipo eléctrico 5010.36

Kcalh

19881.10BTUh

1.6TR

aporte por insolación de ventanas 202

Kcalh

801.536BTUh

0.0667TR

aporte por insolación de puertas

2375.845Kcalh

9427.35BTUh 0.78TR

aporte por insolación de paredes

6494.1Kcalh

25768.58BTUh

2.14TR

aporte por insolación de techo 30240

Kcalh

119992.32BTUh

9.9TR

aporte por ventilación197.068

Kcalh

781.965BTUh

0.06516TR

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TOTAL CARGAS TÉRMICAS CALCULADAS 21.4TR85399.893

Kcalh

338866.7754BTUh

CALCULOS PSICOMÉTRICOS

Para determinar el cálculo de acondicionamiento del área se necesita determina el calor sensible y el calor latente que la suma de estos dos resulta la carga térmica total.

QSensible=Qiluminación+Qequipo eléctrico+Qventanas+Q puertas+Q paredes+Q personas sensible+Qventilacion y infiltaciones sensible

QSensible=56721.5 Kcalh

∗0.001163KW=65.96KW

Q latente=Qperosnas latente+Qventilacion y infiltaciones latente=¿

Qlatente=8998.877 Kcalh

QTOTAL=Q Sensible+Qlatente=56721.5 Kcalh

+8998.877 Kcalh

=¿

QTOTAL=65720.377 Kcalh

∗0.001163KW=76.43KW

calculamos el factor de calorel sensible debe ser mayor o igual a 0,6 (SHR > 0,6) :

SHR=Q SensibleQTOTAL

=65.96KW76.43KW

=0,86

como el factor de calor sensible es mayor a 0,6 se trazó una línea en el des de la temperatura interna 24°C hasta el punto de cold deck en 90 % HR y se determinó la temperatura de cold deck.

Tcold deck=13 °C

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ahora se determina el flujo total de aire con los valores de carga térmica y las temperaturas interna y cold deck.

˙VT=¿ QSensible

1.23∗(Tinterna−Tcold deck )¿

˙VT=¿ 65.96KW

1.23∗(24 °C−12 °C )=4.46 m

3

sg¿

ahora se determina por medio de tabla el porcentaje de aire externo:

Como hay una gran cantidad de personas, el porcentaje de aire externo estará entre un 25% y 30%. Entonces, el porcentaje de aire externo será de un 30 %.

%AE=25%

%AI=100%−25%=75%

ahora calculamos la temperatura de mezcla:

T mezcla= (%AI∗Tint )+(%AE∗Text )

T mezcla= (0,75∗24 °C )+(0,25∗34 °C )=26.5 ° C

Determinamos las entalpias de la temperatura de mezcla y cold deck

i temperatura demezcla=63kJ /Kgitemperatura decold deck=34 kJ /Kg

ahora determinamos el calor de enfriamiento esta es el valor que determinaremos el equipo para acondicionar esta área propuesta en el proyecto.

Qenfriamiento=1,2∗ ˙V∗I ∆

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Qenfriamiento=1,2∗˙

4.46m3

sg∗(63 Kj

Kg−34

KjKg )=155.20KW

Qenfriamiento=155.20∗0,2843T R

1Kw=44TR

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SELECCIÓN DE EQUIPOS

Se toma la carga de enfriamiento determinada por psicometría para seleccionar el equipo para acondicionar el área :

Qenfriamiento=155.20∗0,2843T R

1Kw=44TR

Aire carrier 50A Unidad de paquete para techo Modelo: 50A  

Características clave:

Compresores con desplazamiento de alta eficiencia

Dispositivo para la medida del refrigerante TXV para cada circuito

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Enfriamiento de dos etapas en las unidades con volumen constante, con control de demanda adaptable múltiple para hasta 5 etapas de capacidad de enfriamiento

Rango operativo de enfriamiento desde 35º F hasta 120º F de temperatura ambiente

Circuito de control de 115 voltios y 24 voltios

Bandeja para el condensado, con pendiente, de acero alunizado

Filtros desechables de dos pulgadas para el aire de retorno (opción de cuatro pulgadas disponible)

Motores de alta eficiencia que cumplen con EPACT (Motores alternos disponibles)

El humidificador exterior de dos posiciones es estándar, capaz de admitir hasta un 25% de aire exterior durante el funcionamiento del ventilador; se cierra cuando el ventilador está desconectado.

Cumple o supera los requisitos de EER de la norma ASHRAE 90.1-1999

Descripción del Producto

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Todos los modelos 50AJ, AK, AW, AY cuentan con un gabinete de grado industrial con paneles de acceso con bisagras. Rendimiento superior del ventilador de abastecimiento con hasta 3,5 pulgas. de presión estática externa es lo estándar. Disponibles en modelos con flujo de aire de retorno /abastecimiento lateral horizontal y vertical hacia abajo. Hay modelos de la serie "A" disponibles para aplicaciones con volumen constante o con volumen de aire variable. Unidades disponibles únicamente para enfriamiento o con una variedad de opciones para calefacción eléctrica. Todas las unidades de la serie "A" están equipadas con control ComfortLink™ y compresores de desplazamiento sobre circuitos de refrigeración controlada mediante TXV independientes duales. [10]

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• 20 a 60 toneladas• 50AJ - CV, Vertical• 50AK - VAV, Vertical• 50AW - CV, Horizontal• 50AY - VAV, Horizontal

CONCLUSIÓN

En conclusión en este proyecto se aplicaron los conocimientos y cálculos de carga térmica y psicrometría a un problema de una bodegas donde se necesitaba acondicionar el área, mediante un método explicado en clase se logró calcular las cargas térmicas para saber cuál es el equipo a seleccionar para el acondicionamiento del área a del problema desarrollado ya que se aprendió a realizar estos cálculos y analizar y desarrollo un problema practico que ocurre en nuestro medio laboral.

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En la comunidad, se hace necesario estar en un ambiente propicio para el desarrollo de diferentes actividades, con el fin de darle confort a las personas que se encuentren en un recinto es necesario darles ciertas comodidades para que su labor sea con la mayor comodidad posible, por esta razón se hace necesario el uso de equipos de acondicionamiento de aire para recintos para darle a un usuario la mejor estadía posible.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1]. http://es.wikipedia.org/wiki/Acondicionamiento_de_aire.[2]. http://es.wikipedia.org/wiki/Cargas_t%C3%A9rmicas_de_climatizaci

%C.[3]. http://es.wikipedia.org/wiki/Psicrometr%C3%ADa[4]. http://es.wikipedia.org/wiki/Barranquilla.[5]. http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_conductividad_t

%C3%A9rmi.[6]. http://www.electrocalculator.com.

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[7]. http://www.lighting.philips.com/main/prof/indoor-luminaires/waterproof-and-cleanroom/cleanroom/cleanroom-led/910501984703_EU/product.

[8]. http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn251.htm.[9]. http://www.aq.upm.es/Departamentos/Fisica/UDinstalaciones/

Paginas%2010-11.pdf.[10]. http://www.carriercca.com/product_detail.cfm?

product_id=37&cat_id=44&parent_id=7.

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