Acondicionamiento de Aire

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS SUPERIORES

PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería Mecánica ASIGNATURA: Acondicionamiento de Aire

SEMESTRE:

Noveno

OBJETIVO GENERAL: El alumno aplicará las técnicas, métodos y procedimientos vistos en clase, en el diseño, cálculo, operación y mantenimiento de los sistemas de acondicionamiento de aire.

CONTENIDO SINTÉTICO: I. Conceptos Generales y Psicrometría II. Balance Térmico III. Cálculo de Carga para Acondicionamiento de Aire IV. Equipo para Modificar Características Psicrométricas V. Equipos para Manejo de Aire VI. Controles VII. Instalaciones de Acondicionamiento de Aire VIII. Operación y Mantenimiento

METODOLOGÍA: Técnicas grupales para la discusión de conceptos y resolución de problemas. Búsqueda y discusión de material relacionado con los conceptos y leyes que fundamentan el contenido del curso. Análisis, mediante técnicas expositivas con apoyo de material didáctico, de los contenidos del curso. Trabajos extra clase y tareas relacionados con los temas del curso. Prácticas de laboratorio referidas a la operación de los sistemas de acondicionamiento de aire.

EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Aplicación de tres exámenes departamentales que comprenden las nueve unidades del curso. Reportes de prácticas de laboratorio. Participación en clase. Trabajos de búsqueda de información y tareas.

BIBLIOGRAFÍA: Jennings, Lewis. Aire Acondicionado y Refrigeración. 1Oa. Ed. CECSA, México, 1991, 800 págs. Jennings, B. H. Environmental Enginieering.10ª. Ed. International Testbook Co., U.S.A. ,1987, 560 págs. Stoecker,W.F. Refrigeración y Acondicionamiento de Aire. 9ª.Ed. McGraw-Hill, México, 1988, 480 págs.

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ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica CARRERA: Ingeniería Mecánica OPCIÓN: COORDINACIÓN: Academias de Térmicas Ingeniería Térmica DEPARTAMENTO:

e

ASIGNATURA: Acondicionamiento de aire SEMESTRE: Noveno CLAVE: CRÉDITOS: 7.5 VIGENTE: TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-práctica MODALIDAD: Escolarizada

TIEMPOS ASIGNADOS

HRS/SEMANA/TEORÍA: HRS/SEMANA/PRÁCTICA:

3.0 1.5

HRS/SEMESTRE/TEORÍA: HRS/SEMESTRE/PRÁCTICA:

54 27

HRS/TOTALES:

81

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academia de Térmicas de la ESIME

Azcapotzalco y Academia de Ingeniería Térmica de ESIME Culhuacán REVISADO POR: Subdirecciones Académicas de ESIME Azcapotzalco y Culhuacán APROBADO POR: Consejos Técnicos Consultivos Escolares de ESIME Azcapotzalco y Culhuacán. Ing. Jorge Gómez Villarreal Ing. Ernesto Mercado Escutia

AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del I.P.N.

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ASIGNATURA: Acondicionamiento de Aire

CLAVE

HOJA: 2 DE 13

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA La asignatura de Acondicionamiento de Aire cuya característica principal es la de ser de aplicación, ha sido insertada en el Plan de Estudios para la Carrera de Ingeniería Mecánica, en virtud de que se requiere que el profesional egresado haya sido formado en el diseño y proyecto de los procesos psicrométricos aplicados en acondicionamiento de aire. De esta forma, para que el alumno curse esta asignatura, deberá poseer conocimientos de Física, Mecánica de Fluidos, Termodinámica, Refrigeración, a fin que estos le permitan fundamentar sólidamente su aprendizaje para aplicarlo exitosamente en su vida profesional.

Lo anterior, también se vincula con el perfil esperado del egresado ya que los equipos de acondicionamiento de aire requieren el manejo de técnicas y métodos propios para los fines a que se les destina, sean éstos domésticos, comerciales o industriales, para lo cual, la preparación desde el nivel superior contribuye a asegurar el éxito en el desempeño profesional. La asignatura ha sido dispuesta a lo largo de nueve unidades, mismas que guardan entre sí una relación directa; en toda ella, se pondera el confort humano, toda vez que es el hombre el centro de partida para el acondicionamiento de aire de los espacios en donde él se encuentra. De esta suerte, en el temario se estudian los conceptos básicos, la psicrometría para establecer las condiciones del aire, el balance térmico de espacios, los procedimientos del cálculo analítico para sistemas de acondicionamiento de aire, los equipos para manejo de aire, los controles asociados, para terminar con los requerimientos de la instalación, la operación y el mantenimiento.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno aplicará las técnicas, métodos y procedimientos propios de la disciplina, en el diseño, cálculo, operación y mantenimiento de los sistemas de acondicionamiento de aire.

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ASIGNATURA: Acondicionamiento de Aire

No. UNIDAD

I

CLAVE:

HOJA: 3 DE 13

NOMBRE: Conceptos Generales y Psicometría

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno explicará los conceptos generales del acondicionamiento de aire para su entendimiento y sus aplicaciones. Utilizará la carta psicrométrica para la solución de diferentes procesos planteados en clase.

No. TEMA

1.1 1.1.1 1.1.2 1.2 1.2.1 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.4 1.4.1 1.4.2 1.4.3

TEMAS

HORAS

T 1.5

Terminología Ciclo de refrigeración Aplicaciones industriales y comerciales Comodidad Carta de comodidad Procesos básicos Calentamiento Enfriamiento Humidificación De-humidificación Ecuaciones fundamentales Ecuaciones de calor sensible Ecuaciones de calor latente Aplicaciones del calor sensible y latente

P

9.0

12.0

3.0

6.0

6.0

Sub total

2C 4C 6C

1.5

1.5 3.0

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

EC 1.5

9.0

12.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Estudio grupal acerca de los procesos básicos del aire y de la utilización de la carta psicrométrica. Resolución de problemas relacionados con los procesos básicos del aire y el uso de las ecuaciones y la carta psicrométrica Estudio grupal de la terminología y los conceptos relacionados con el ciclo de refrigeración Análisis grupal del concepto de comodidad y de la carta.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Primer examen parcial que abarca las Unidades I y II (50%). Participaciones dentro del aula (10%). Prácticas de laboratorio (30%). Trabajos extra clase (10%).

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ASIGNATURA: Acondicionamiento de Aire

No. UNIDAD

II

CLAVE:

HOJA: 4 DE 13

NOMBRE: Balance Térmico

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno calculará la variación de la energía almacenada que se agrega o se elimina a los sistemas de calefacción y enfriamiento.

No. TEMA

2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.3 2.3.1 2.4

TEMAS

HORAS

Variación de la energía almacenada Energía que se agrega o entra al sistema Energía que se elimina o sale del sistema Condiciones interiores: Temperatura, humedad, pureza y velocidad del aire Determinación analítica de las condiciones de entrada y salida del aire Mezclas de aire Cálculo del caudal de aire de inyección y de retorno

Sub total

T 1.5

P 6.0

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

EC 1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

6.0

6.0

2C 4C 6C

6.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Estudio colectivo sobre el balance de energía en un sistema. Discusiones grupales acerca de la clasificación y descripción de las turbinas y de sus características constructivas. Práctica de laboratorio. Trabajos extra clase.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Primer examen parcial que abarca las Unidades I y II (50%). Participaciones dentro del aula (10%). Prácticas de laboratorio (30%). Trabajos extra clase (10%).

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ASIGNATURA: Acondicionamiento de Aire

No. UNIDAD

III

CLAVE:

HOJA: 5 DE 13

NOMBRE: Cálculo de Carga para Acondicionamiento de Aire

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno calculará la carga para acondicionamiento de aire para su aplicación en la selección de los equipos.

No. TEMA

3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3

TEMAS

HORAS

Cálculo de la carga para acondicionamiento de aire Calculo de la carga en techos, muros y cristales Cálculo por infiltración, equipos y personal Hoja de cálculo

Sub total

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

T 3.0 3.0 3.0 3.0

P 3.0

EC 3.0 3.0 3.0 3.0

12.0

3.0

12.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposición oral por parte del profesor. Análisis grupal de las consideraciones y los procedimientos de cálculo de la carga térmica para el acondicionamiento de aire. Prácticas de laboratorio. Trabajos extra clase.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Segundo examen parcial que abarca las Unidades III, IV y V (50%). Participaciones dentro del aula (10%). Prácticas de laboratorio (30%). Trabajos extra clase (10%).

1C 5C

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ASIGNATURA: Acondicionamiento de Aire

No. UNIDAD

IV

CLAVE:

HOJA: 6 DE 13

NOMBRE: Equipos para Modificar Características Psicrométricas

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno identificará los diversos equipos y dispositivos para acondicionar un recinto y explicará su funcionamiento y sus características constructivas.

No. TEMA

4.1 4.2 4.3 4.4

TEMAS

Lavadoras de aire Manejadoras de aire Humidificadores Deshumidificadores

HORAS

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

T 1.5 1.5 1.5 1.5

P 3.0

EC 1.5 1.5 1.5 1.5

6.0

3.0

6.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Estudio grupal de los equipos para el acondicionamiento de recintos. Discusiones grupales acerca de las características y funcionamiento de los equipos. Práctica de laboratorio. Trabajos extra clase de búsqueda de información.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Segundo examen parcial que abarca las Unidades III, IV y V (50%). Participaciones dentro del aula (10%). Prácticas de laboratorio (30%). Trabajos extra clase (10%).

1C 5C 2C 7C

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ASIGNATURA: Acondicionamiento de Aire

No. UNIDAD

V

CLAVE:

HOJA: 7 DE 13

NOMBRE: Equipo para Manejo de Aire

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno identificará y explicará el funcionamiento de los diversos equipos y dispositivos usados para el manejo del aire.

No. TEMA

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

TEMAS

HORAS

Ventiladores Extractores Equipos auxiliares Torres de enfriamiento Equipos de paquete

Sub total

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

T 6.0

P 3.0

EC 6.0

6.0

3.0

6.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Estudio grupal de los equipos para el manejo de aire. Discusiones grupales acerca de las características y funcionamiento de los equipos. Práctica de laboratorio. Trabajos extra clase de búsqueda de información.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Segundo examen parcial que abarca las Unidades III, IV y VI (50%). Participaciones dentro del aula (10%). Prácticas de laboratorio (30%). Trabajos extra clase (10%).

1C 5C 2C 7C

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ASIGNATURA: Acondicionamiento de Aire

No. UNIDAD

CLAVE:

HOJA: 8 DE 13

NOMBRE: Controles

VI

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno describirá los diversos controles que se utilizan en los equipos de acondicionamiento de aire.

No. TEMA

6.1 6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.2

TEMAS

HORAS

T 1.5

Tipos de controles Eléctricos Electrónicos Neumáticos Programas en computadoras (Software)

P 3.0

1.5

1.5

Sub total

3.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Estudio grupal de los diversos tipos de controles. Práctica de laboratorio. Trabajos extra clase de búsqueda de información.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Tercer examen parcial que abarca las Unidades VI, VII y VIII (50%). Participaciones dentro del aula (10%). Prácticas de laboratorio (30%). Trabajos extra clase (10%).

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

EC 1.5

3.0

3.0

1C 5C 9C

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ASIGNATURA: Acondicionamiento de Aire

No. UNIDAD

VII

CLAVE:

NOMBRE:

HOJA: 9 DE 13

Instalaciones de Acondicionamiento de Aire

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno describirá los diversos elementos que componen una instalación de acondicionamiento de aire y enunciará las normas aplicables al caso.

No. TEMA

7.1 7.1.1 7.1.2

TEMAS

HORAS

Normas para instalar sistemas de acondicionamiento de aire. Tuberías Ductos de aire

Sub total

T 6.0

6.0

P

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

EC 6.0

1C 5C 7C

6.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Estudio grupal de las características de los elementos que conforman las instalaciones de acondicionamiento de aire. Discusión de las Normas aplicables en instalaciones de acondicionamiento de aire. Trabajos extra clase de búsqueda de información.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Tercer examen parcial que abarca las Unidades VII, VIII y IX (50%). Participaciones dentro del aula (10%). Prácticas de laboratorio (30%). Trabajos extra clase (10%).

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ASIGNATURA: Acondicionamiento de Aire

No. UNIDAD

VIII

CLAVE:

HOJA: 10 DE 13

NOMBRE: Operación y Mantenimiento

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno expondrá los métodos y las técnicas de mantenimiento preventivo y correctivo y de puesta en marcha.

No. TEMA

8.1 8.2

TEMAS

HORAS

T 1.5 1.5

Técnicas de puesta en marcha Mantenimiento preventivo y correctivo

Sub total

3.0

P

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

EC 1.5 1.5

1C 2C 5C

3.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Estudio de las técnicas específicas de puesta en marcha de sistemas de acondicionamiento de aire. Discusiones grupales acerca de las estrategias del mantenimiento preventivo y correctivo para equipos e instalaciones de acondicionamiento de aire. Trabajos extra clase de búsqueda de información.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Tercer examen parcial que abarca las Unidades VI, VII y VIII (50%). Participaciones dentro del aula (10%). Prácticas de laboratorio (30%). Trabajos extra clase (10%).

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ASIGNATURA Acondicionamiento de Aire

CLAVE:

HOJA: 11 DE 13

RELACIÓN DE PRÁCTICAS PRACT. No.

NOMBRE DE LA PRÁCTICA

UNIDAD

DURACIÓN

1

Psicrometría I

I

4.5

2

Psicrometría II

I

4.5

3

Balance térmico

II

6.0

4

Carga térmica

III

3.0

5

Equipo I

IV

3.0

6

Equipo II

V

3.0

7

Operación y mantenimiento

VI

3.0

Total

27.0

LUGAR DE REALIZACIÓN

Todas las prácticas se efectuarán en el Laboratorio de Ingeniería Térmica y de Térmicas

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ASIGNATURA: Acondicionamiento de Aire PERÍODO UNIDAD

CLAVE:

HOJA: 12 DE: 13

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Primer examen parcial que abarca las Unidades I y II (50%). Participaciones dentro del aula (10%). Prácticas de laboratorio (30%). Trabajos extra clase (10%).

1

I y II

2

III, IV y V

Segundo examen parcial que abarca las Unidades III, IV y V (50%). Participaciones dentro del aula (10%). Prácticas de laboratorio (30%). Trabajos extra clase (10%).

3

VI, VII y VIII

Tercer examen parcial que abarca las Unidades VI, VII y VIII (50%). Participaciones dentro del aula (10%). Prácticas de laboratorio unidad VII (30%). Trabajos extra clase (10%). Nota. La evaluación final será el promedio de los tres periodos.

CLAVE

B

C

1

X

2

X

3

X

4

X

5

X

6

X

7

X

8

X

BIBLIOGRAFÍA Carrier Internacional. Manual de Aire Acondicionado. España. Marcombo. 5ª ed. 1980. 800 págs. Lewis, Jennings. Aire Acondicionado y Refrigeración. 1Oa. Ed. México. CECSA. 1991. 800 págs. Jennings, B. H. Environmental Enginieering.10ª. Ed. U.S.A. International Testbook Co. 1987. 560 págs. Stoecker , W. F. Refrigeración y Acondicionamiento de Aire.9ª. Ed. México. Mc.Graw- Hill. 1988. 480 págs. Manuales Ashrae. -1999 HVAC Applications IP& SI Editions -2000 HVAC Systems and Equipment IP & SI Editions. -2001 Fundamentals IP& SI Editions -2002 Refrigeration IP& SI Editions Sprenger, Recknagel. Manual de Calefacción y Climatización 2ª ed. México. Blume. 1985. 700 págs. Traine, Co. Trane Air Conditioning Manual 9ª ed. U.S.A. La Cross Wis. 1985. 600 págs. Turnquist y Bracciano, Althouse. Modern Refrigeration and Air Conditioning. 5ª ed. U.S.A.. The Heart Willcok Co. 1988. 1054 págs.

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ASIGNATURA: Acondicionamiento de Aire CLAVE 9

B

C X

CLAVE: BIBLIOGRAFÍA

Software y Videos - Ashrae The Handbook CD USA. - CHVAC 10 Zonas Elite Software - E 20 –II Carrier Software Systems Network - Genetron for windows - Calculando enfriamiento evaporativo y extracción 2.0 ( IMPCO) - Delta control products - Automated HVAC Designer - Titus T2K 2000 Catalog Teams 4.1 B - Psychart for windows ( ELITE SOFTWARE) - Breidert air products version versión 3.0 - Compute a fan V 6.1 Fan Drafter V2.2 - The New York Blower Ver 1.0 Ver. 1.0 - Soler & Palau 2000 Ventilation - Catalogs McQUAY - Trane Master Catalog 3/31/00 Ver 1.3 - York 1 Electronic Publications Library - York Works 5.0 - York Works Ver 2.0 Library - Carrier Electronic Catalog Oct 2000 - Software Systems Network Techlit - Colls Comercial on-line Literature System - Abb Building Technologies - Catálogo Electrónico 2000 - Lavadoras de aire, SerieRGML for windows, elite Software - Taco Product guide. - Fan Engineering Ninth Edition,an engineers´s Handbooks on fans, Howden Buffalo.

HOJA: 13 DE 13

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PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA 1. DATOS GENERALES ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica unidad Azcapotzalco y Culhuacan SEMESTRE

CARRERA:

Ingeniería Mecánica

ÁREA:

BÁSICAS C. INGENIERÍA

ACADEMIA:

D. INGENIERÍA

Térmicas e Ingeniería Térmica

Noveno

C. SOC. y HUM.

ASIGNATURA: Acondicionamiento de aire

ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO:

Ingeniero Mecánico

2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno aplicará las técnicas, métodos y procedimientos propios de la disciplina, en el diseño, cálculo, operación y mantenimiento de los sistemas de acondicionamiento de aire. 3. PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS

Ingeniero titulado en el área de Mecánica o aeronáutica. Cursos de didáctica o pedagogía. Cursos en el área de ingeniería térmica. Preferentemente con maestría en el área de energéticos.

EXPERIENCIA PROFESIONAL

HABILIDADES

2 años en la industria: • Automotriz • Generación de energía eléctrica • Transformación • En plantas industriales.

Liderazgo. Trabajo en equipo. Organizado. Capaz. Creativo. Excelente comunicación oral y escrita.

ACTITUDES

Honesto. Asertivo. Ético. Compromiso social. Tolerante.

1 año en la docencia o experiencia en dar cursos.

Paquetería computacional.

ELABORÓ

M. en C. Alejandro Zacarías S. Ing. Rodolfo Ortega Tenorio PRESIDENTES DE ACADEMIA

REVISÓ

M. en C. Ricardo Cortés Olivera Ing. Rubén Juárez Barrientos SUBDIRECTORES ACADÉMICOS

AUTORIZÓ

Ing. Jorge Gómez Villarreal Ing. Ernesto Mercado Escutia DIRECTORES DE LOS PLANTELES FECHA:

2006