Universidad Industrial de Santander Escuela de Ingeniería Mecánica

Semestre 2 – 2014 Bucaramanga

Colombia

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y APROVECHAMIENTO DE FLUIDOS

PROYECTO FINAL

Un edificio de biblioteca de la Universidad Industrial de Santander encuentra realizando el

diseño del sistema de redes de alimentación hídrica del sistema de aire acondicionado,

para lo cual se necesita la prestación del servicio por parte de los estudiantes de STAF de

la escuela de ingeniería mecánica.

Para el análisis, se proporcionará los planos con los trazos de la tubería, caudales de

funcionamiento y detalle de conexiones en los diferentes equipos.

El sistema consta de:

Torre de Enfriamiento Una torre del tipo ventilador axial, flujo cruzado, de tiro forzado modelo FXT de la Baltimore Aircol, La torre de enfriamiento, deberá ser fabricada para que garantice el enfriamiento de 608 GPM.

UNIDADES ACONDICIONADORAS DE AGUA (ACW) El edificio tiene 6 unidades acondicionadoras de agua ACW, compuestas (como se puede ver en la siguiente gráfica), debe seleccionarse las válvulas reguladoras de caudal que se especifican en la gráfica, por cada manejadora.

El caudal demandado por cada unidad a máxima capacidad se presenta en la siguiente tabla.

ACW CAUDAL

01 26.85 GPM

02 35.90 GPM

03 47.16 GPM

04 11.00 GPM

05 64.44 GPM

06 42.91 GPM

UNIDADES ACONDICIONADORAS (UCW) En todo el edificio hay 4 Unidades acondicionadoras UCW de las siguientes características: (debe seleccionarse las válvulas reguladoras de acuerdo a los requerimientos)

El caudal demandado por cada unidad a máxima capacidad se presenta en la siguiente tabla.

UCW CAUDAL

UC-01 3.66 GPM

UC-02 3.66 GPM

UC-03 4.74 GPM

UC-04 4.74 GPM

CONDENSADOR: Un condensador tipo intercambiador de casco y tubos, el cual está en funcionamiento con un sistema de tuberías aparte del sistema de tuberías del de enfriamiento, el cual desde el sótano, mediante una batería de bombas, envía hasta 608 GPM hacia la torre de enfriamiento, las condiciones de operación del condensador son las siguientes:

ENFRIADOR (EVAPORADOR): El enfriador deberá ser de expansión directa del tipo casco y tubos con el refrigerante en los tubos y el agua a enfriar en el casco. El enfriador (evaporador), estará diseñado para una presión de trabajo de 150 psi por el lado de los tubos. El cabezal del casco del lado del refrigerante será removible. El enfriador de agua funciona con glicol de etileno al 25% (para efectos de cálculo, tome solo agua), con capacidad de 164.5 toneladas de refrigeración, que será capaz de enfriar 260 GPM de agua de 54ºF a 38ºF, con 608 GPM de agua de condensación, entrando a 86.5ºF y saliendo a 95ºF. El enfriador debe ser igual o equivalente al modelo YCWS de YORK.

El caudal de demanda para la línea de agua fría a lo largo del día está dado por la siguiente tabla y figura:

Debido a que el flujo de agua para la línea del condensador depende del flujo de agua de la línea de agua fría, determine un perfil de consumo para la línea de condensación mediante una relación de proporcionalidad.

0

50

100

150

200

250

300

6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00

LINEA DE AGUA FRIA CAUDAL (GPM) vs Hora del día

SISTEMA DE VENTILACIÓN

La biblioteca cuenta con 6 Unidades manejadoras (ACW) y 3 unidades recuperadoras (REC).

Unidades manejadoras (ACW): Su función es usar el agua fría proveniente del evaporador para enfriar el aire e impulsar a éste para que pueda ser distribuido en todo el piso. El aire que esta unidad enfría proviene del piso (aire de retorno). No todo el aire de retorno es recirculado por la ACW, un porcentaje de este aire se desvía al recuperador.

Unidades Recuperadoras (REC): Se encargan de llevar aire exterior al interior del edificio y extraer el aire interior, esto con el objetivo de renovar el aire al interior del edificio evitando un incremento de las concentraciones de CO2 y otros contaminantes.

REQUISITOS:

Las tuberías deben estar fabricadas en acero comercial cédula 40, los trazados se encuentran especificados en los planos, y se deben seleccionar la tubería de tal manera que cumplan con los requisitos de caudal especificados.

Se debe seleccionar el sistema de bombeo para cada red de tuberías ( enfriador y condensador)

Adicionalmente será necesario realizar la selección de equipos de ventilación. Esto incluye selección de ventiladores para cumplir con la refrigeración del edificio.

Adjunto se encuentran los planos con los trazos de los ductos, y las conexiones en las unidades acondicionadoras.

EL INFORME DEBE CONTENER LOS SIGUIENTE NUMERALES RESUELTOS Y SER ENTREGADO IMPRESO (ARCHIVOS CASALS, EPANET, EES, ETC EN UN CD) EL DÍA 6 DE FEBRERO DE 2015

1. Seleccionar la tubería del sistema, teniendo en cuenta los requisitos de caudal especificados.

2. Seleccionar el (los) sistema(s) de bombeo, realizar la simulación en EPANET de los sistemas completos, entregar las curvas pertinentes.(tener en cuenta codos, válvulas, uniones, etc)

3. Seleccionar las válvulas de las unidades manejadoras que correspondan al diámetro de la tubería, y según requisitos de carga, cada manejadora debe trabajar entre el 10 y el 100% del caudal de diseño, especificar Cv,Cvmin y Cvmax.

4. Selección de ventiladores que distribuirán el aire a través del edificio, de acuerdo a las necesidades de refrigeración.