342_03112010_memoria tecnica tcp 10 marzo

Memoria Técnica TCP Ventilador Tuboaxial Jet J et Fan F an 400, 450 Y 500 mm de diámetro

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MEMORIA TÉCNICA EQUIPOS DE VENTILACIÓN TUBOAXIALES TIPO JET FAN

INDICE 1.

In t r o d u c c i ó n

2

2.

Venta ntajas jas cont contra ra un sis siste tema ma de vent ventililaación ción conv conveencion ncionaal

3

3.

No r m at i v as

3

4.

Mét o d o s d e Cál c u l o 4.1. Cálculo de ventilación por líneas de impulsión 4.1.1. Caudal Total 4.1.2. Distancia entre líneas de ventilación 4.1.3. Número y distancia entre líneas de ventilación 4.1.4. Di D istancia entre ventiladores 4.1.5. Caudal por línea de ventilación 4.1.6. Caudal por metro lineal 4.1.7. Caudal del ventilador 4.1.8. Conclusiones

4 5 5 5 6 6 7 7 7 7

4.2. 4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. 4.2.4. 4.2.5. 4.2.6. 4.2.7.

Cálculo de ventilación por dilución de CO Cálculo de la distancia de recorrido Cantidad de CO Cálculo de Caudal Caudal por línea de ventilación Caudal por metro lineal Caudal del ventilador Conclusiones

7 8 8 8 9 9 9 9

4.3. 4.3.1. 4.3.2. 4.3.3. 4.3.4. 4.3.5. 4.3.6. 4.3. 4.3.7. 7. 4.3.8. 4.3.8. 4.3.9. 4.3.9. 4.3.10 4.3.10..

Cálculo por áreas de ventilación Cálculo del volumen del recinto Cálculo del Caudal Cálculo de la velocidad inducida Cálculo de Fuerza Áreas cubiertas por el ventilador Cálculo del dardo Dist Distan ancia cia entr entree equip equipos os Número Número y dist distanc ancia ia de línea líneass de venti ventilac lación ión Distri Distribuc bución ión de dimens dimension iones es Conclu Conclusio siones nes

5.

9 9 9 9 10 10 10 10 11 11 12

Ven t i l ac i ó n t r ad i c i o n al 5.1. 5.1. Cauda audall tot total al por por renov enovac acio ione ness 5.2. 5.2. Cauda audall por por núm número ero de plaz plazas as 5.3. 5.3. Equi Equipo poss de de ven ventitila laci ción ón y ext extra racc cció iónn 5.4. Ducteria

12 12 12 13 13

5.5. Costos 5.5.1. 5.5.1. Costos Costos sist sistema ema trad tradicio icional nal con con ducter ducteria ia 5.5. 5.5.2. 2. Cost Costos os sis siste tema ma Jet Jet Fans Fans

14 14 14

5.6. 5.6. 5.7.

14 15

Cons Consum umoo ene energ rgét étic icoo ent entre re sist sistem emas as Conclusiones

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1. INTRODUCCION La ventilación en espacios cerrados como estacionamientos o parqueos, es fundamental, para eliminar de la atmósfera todos aquellos contaminantes, dañinos a las personas que se encuentran dentro del recinto, aportando aire fresco necesario para transeúntes o conductores. Los caudales a desplazar, pueden ser calculados con base en diferentes parámetros: renovaciones de aire, cantidad de aire requerida para la dilución de contaminantes o volumen por cantidad de ocupantes en estacionamientos. El criterio a aplicar depende de las regulaciones y normativas establecidas; además de los contaminantes existentes. Los sistemas tradicionales de extracción y algunas veces de inyección, trabajan en conjunto con la colocación de ductos y rejillas, aunque la colocación de estas no es la más adecuada para llevar al cabo una ventilación eficiente.

Zonas poco efectivas en un recinto El sistema propuesto se basa en la colocación de unidades pequeñas de ventilación, en l a parte superior del recinto, de manera que se tenga el control de la ventilación y distribución de la misma, dentro de la estructura. Los equipos toman el aire y lo impulsan sucesivamente, haciendo una cobertura total y uniforme de la altura del lugar, haciendo más eficiente la ventilación, ya que el mismo volumen de aire es arrastrado captando contaminantes en cada paso. El resultado final, es similar al que se obtiene por un sistema mecánico por ducteria, impulsando el aire de un lugar a otro, hasta extraerlo.

Cobertura de ventilación con equipos tipo Jet Fan

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La ubicación de los equipos debe ser anali zada como algo especial para cada aplicación, ya que le estructura del lugar puede llegar a afectar la eficiencia del sistema, por la ubicación de columnas, cubos de ascensores, rampas, etc. La inducción de aire a través de múltiples equipos resulta en una cadena de aire moviéndose continuamente que pueden remover gases orgánicos como monóxido de carbono (CO) proveniente de los carros o dióxido de carbono proveniente de seres humanos ocupantes de un espacio cerrado. La densidad del CO es de 0.968, por lo que se acumulará normalmente en las partes altas del estacionamiento.

Velocidades de aire en sistemas convencionales

2.VENTAJAS CONTRA UN SISTEMA DE VENTILACIÓN CONVENCIONAL · Elimina la inversión por diseño e instalación de ducteria, así como el mantenimiento. Reduce las pérdidas de presión por fricción, con lo que los ventiladores principales de inyección, pueden reducir sus RPM; bajando el consumo energético (costo de operación) y reduciendo el nivel sonoro general. · Facilita la optimización de espacios, al eliminar grandes tiros de ducteria con diferentes diámetros a lo largo de la misma. · Optimización por uso por demanda, ya que es factible la colocación de sensores y la operación de equipos se puede hacer por zonificación.

3.NORMATIVAS Normativas empleadas para el cálculo de estacionamientos: · La norma ANSI/ASHRAE STANDARD 62-1989 Para estacionamientos cerrados. Define para la ventilación los siguientes parámetros: cfm/ft2 de área de piso, o 6 Cambios de aire por hora. · NFPA STANDARD 88-A Para estacionamientos cerrados. 1 cfm/ft2 Mínimo. · El reglamento de construcciones del Distrito Federal (México) indica: 10 renovaciones de aire por hora.

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En cada caso, deberán observarse los Reglamentos y Normativas existentes para cada aplicación. A manera de guía, adjunto una breve tabla con los parámetros de referencia actuales en distintos países. Paises Belgica Croacia Dinamarca Irlanda Francia Alemania Italia Inglaterra España Holanda Canada India Japon Singapur USA ASHRAE NFPA Mexico DF

Requerimientos de Ventilación por d iferentes paises Ventilación Concentración MAX permitida CO 3 300 m /h / espacio 6 renovaciones / hora 5 renovaciones / hora 6 renovaciones / hora 300 m3/h / espacio 300 m3/h / espacio 300 m3/h / espacio 6 renovaciones / hora 120 l/seg / espacio 4 renovaciones / hora CO 200ppm / 30min CO 11/13 ppm in 8h CO 25/30ppm in 1h 6 a 10 renovaciones / hora 6.35 - 7.62 l/s / m2 6 renovaciones / hora CO 50 ppm 2 7.6 l/s / m CO 9ppm in 8h CO 35ppm in 1h 6 renovaciones / hora 10 renovaciones / hora

4. MÉTODOS DE CÁLCULO Los caudales a desplazar, pueden ser calculados con base en diferentes parámetros: renovaciones de aire, cantidad de aire requerida para la dilución de contaminantes o volumen por cantidad de ocupantes en estacionamientos. El criterio a aplicar depende de las regulaciones y normativas establecidas; además de los contaminantes existentes. Es por ello que a continuación se establecen tres métodos ejemplificados de cálculo distintos, para el mismo estacionamiento; el uso y aplicación de alguno(s) de ellos, dependerá del objetivo que se persiga, de acuerdo a las necesidades de ventilación contempladas en el diseño, así como el nivel sonoro máximo permisible. La ventilación de estacionamientos o zonas subterráneas puede calcularse por los siguientes métodos: · Líneas de Impulsión: Este método contempla una “red” de colocación de Jet Fans que se expande en el recinto; calculando primeramente la ubicación de los equipos y posteriormente las necesidades de caudal. El número de equipos puede ser mayor, por lo que el caudal de cada uno de ellos se ve reducido. · Dilución de CO: Para casos en los que las regulaciones de contaminantes, sean el punto principal a observar, éste método garantiza la ventilación mínima para eliminarlos, contemplando los parámetros máximos permitidos de concentración de CO. Para ello, se tomarán en cuenta el tipo de vehículo así como sus contaminantes emitidos. Este cálculo, permite hacer más útil el uso de sensores para programar ventilaciones zonificadas. · Áreas de ventilación: Este método garantiza una ventilación eficiente, para casos en los que se necesite controlar temperatura, humedad y disminución de aire vici ado. A partir de los ventiladores a usar, de acuerdo a las restricciones

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4.1. CALCULO DE VENTILACIÓN POR LINEAS DE IMPULSIÓN Información inicial: Estacionamiento de un nivel para oficinas, con tráfico por la mañana. Porcentaje de espacios ocupados por hora : 70 % H= Altura del estacionamiento= 3.0 mts. Número de lugares de estacionamiento: 334 L= Largo del estacionamiento = 126 mts A= Ancho del estacionamiento = 70 mts. Número de renovaciones a considerar: 6 cambios / hora En este ejemplo, se está considerando que la extracción del aire se efectuará en la parte opuesta a las rampas de acceso. Por ello, la colocación de las líneas de ventilación se hará en el sentido con longi tud más corta. En cada caso, es conveniente analizar el sentido del aire, para definir correctamente la colocación de los equipos.

4.1.1. Caudal total, considerando 6 C/hr Qt = Volumen del estacionamiento x renovaciones hr Qt = (L x A x H) x

renovaciones hr

2 Qt = 126 x 70 x 3 x 6 = 158,760 m hr 3 3 158,760 m /hr (Aprox 475 m /hr por automóvil)

4.1.2. Distancia entre líneas de ventilación (B)

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Donde B=Distancia entre líneas de ventilación H = altura del estacionamiento B = 3*3 = 9 mts.

B=9 mt s

4.1.3. Número y d istri bución de las líneas de ventilación En este ejemplo, las líneas se distribuirán sobre la longitud del estacionamiento, tal y como muestra el diagrama. Núm. segmentos = L = 126 = 14 segmentos 9 B

Líneas de ventilación

126 m

70 m

Distribución de 14 segmentos con 13 líneas de ventiladores 4.1.4. Distancia entre ventiladores (D) D = 1.32 BH 

Sustituyendo los valores D = 1.32 * 5.19 = 6.85 mts. La longitud a lo largo de la cual se colocarán los ventiladores es de 70 metros, por lo que el número de ventiladores por línea es de 7. Para calcular esto se considera una longitud aprox. para el Jet Fan.

1.9 6.85

8.75

8.75

8.75

8.75

8.75

8.75

8.75

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4.1.5. Caudal por línea de ventilación El caudal por línea de ventilación lo podemos calcular dividiendo el caudal total (Qt) entre en número de líneas m3 = 12,212 m3 158,760 hr hr 13 líneas 4.1.6. Como cada línea tiene 70 mts (en este ejemplo, esta es la longitud de cada línea de ventilación),el caudal por unidad de longitud de línea (q) será 3 q = 12,212 = 174.45 m por cada metro lineal hr 70

4.1.7. El valor de caudal de cada ventilador (Qv) será determinado por la siguiente fórmula 4

4

Qv = 4.5 x H B

x q = 4.5 x

3 9

3 m x 174.45 = 596.49 hr

4.1.8. Conclusión Se requieren 13 líneas de ventilación y 7 ventiladores en cada una, 91 ventiladores en total. El caudal para elegir el ventilador es de 597 m3/hr. Es un número muy elevado de ventiladores, por ello se elaborarán otros dos métodos para su comparación. Para la extracción de aire, con un caudal de 79,380 m3/hr, se emplearán dos equipos modelo CM tamaño 1250 girando a 720 RPM con 20 HP.

4.2. CALCULO DE VENTILACIÓN POR DILUCIÓN DE CO De acuerdo a Norma Alemana VDI 2053 JAN 2002

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Estacionamiento de un nivel para oficinas, con tráfico por la mañana. P= Porcentaje de espacios ocupados por hora : 70 % H= Altura del estacionamiento= 3.0 mts. n1= Número de lugares de estacionamiento: 334 L= Largo del estacionamiento = 126 mts A= Ancho del estacionamiento = 70 mts. 4.2.1. Cálculo de distancia (recorrido de un carro dentro del recinto) Donde: S = Total de la distancia manejada Sman = Distancia manejada en maniobras Srmp = Distancia en rampas S1 = Porcentaje promedio de distancia manejada en n1 S1 = 266 mts ; Sman = 10 mts; Sentr = 8.6 mts; Ssal= 8.6 mts.

S = S man + 1/2 S n + Srmp S = 10 + 266/2 + 17.2 = 160.2 mts

4.2.2. Fórmula para determinar la cantidad de CO Donde: P= Porcentaje de ocupación e= emisión de CO de acuerdo a tabla 1

Tabla 1 Emisiones de CO (gr)

En este caso, al ser S > 80 mts, se considera: e= 0.89 x S 0.49 =0.89 x 160.20.49 = 10.70 gr 3 co= Densidad de CO= 1.16 kg/m a 200 ºC

Motor caliente Motor frío Motor frío

0.008 x S S