aire acondicionado

08/04/2013

ESCUELA DE REFRIGERACION DEL PERU (DIPLOMADO DE AIRE ACONDICIONADO) ACONDICIONADO)

Carga Car ga Térmica Térmica – Psi Psicro crometr metría ía – Dia Diagra grama ma de Mollier Mollier – Sis Sistema temas s VRV

ING. MANUEL AZAHUANCHE ASMAT CÌP: 96351

INDICE 1.- Intr Introduc oducció ción n 2.- Cálcul Cálculo o de Carga Carga Térmica 3.- Psicr Psicrometría ometría ( Selección de Equipos: Convencionales; 100% Aire Exterior;) 4.- Tipos de Sistemas de Aire Acondicionado Acondicionado 5.- Diagra Diagrama ma de Mollier (Ciclo de Refrigeración y Gases Refrigerantes ) 6.- Sistemas de Gas Refrigerante de Volumen Volumen Variable ( VRV) VRV)

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INTRODUCCION APLICACIONES DEL AIRE ACONDICIONADO 1.- Residencial ( Casas – Departamentos ) 2.- Comercial ( Edificios de oficinas – Centros Comerciales) 3.- Industrial ( Laboratorios farmacéuticos – Hospitales – Centros de computo – Salas de Operaciones – Salas eléctricas etc. ) RESPONSABILIDAD DE LOS INGENIEROS

INTRODUCCION AIRE ACONDICIONADO Es una aplicación de la refrigeración, orientado a generar condiciones de confort para las personas y/o condiciones ambientales especiales para la fabricación de ciertos productos. Así mismo podemos indicar en forma general que el aire acondicionado es una carrera de aplicación de la ingeniería, es decir el profesional que se dedica a esta disciplina deberá tener conocimientos sólidos de termodinámica, mecánica de fluidos, transferencia de calor, turbo maquinas, electricidad y principalmente la capacidad de diseñar y crear sistemas mecánicos que se complemente con las otras disciplinas de la ingeniería.

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AIRE ACONDICIONADO 1.- Control de la Temperatura (22°C a 24°C confort humano) ; para procesos es diferente y es recomendado por el usuario. 2.- Control de la Humedad (50% a 60 %) ; para procesos es diferente y es recomendado por el usuario.

3.- AIRE FRESCO: Calidad del Aire • Aire Fresco: Aire Atmosférico Filtrado. • Sistema de Filtrado: Filtros en los Equipos.

CARGA TERMICA Es la cantidad de calor que debemos evacuar de un ambiente para mantenerlo a ciertas condiciones de temperatura y humedad relativa (condiciones internas). El cálculo de la carga térmica se debe de hacer para los meses de verano y bajo las situaciones mas criticas. •TBS y TBH : Alcanzan simultáneamente su máximo valor •La Radiación Solar es máxima •Todas las cargas internas están en funcionamiento De esta manera se estará calculando un sistema de aire acondicionado apto para cualquier régimen de exigencia. Nota Importante: Carga Térmica NO ES CAPACIDAD DE EQUIPO.

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CALOR SENSIBLE Es aquel flujo de energía que se le adiciona o se quita a una sustancia para que cambie su ESTADO variando su temperatura.

CALOR LATENTE Es aquel flujo de energía que se le adiciona o se quita a una sustancia para cambiarla de FASE. Aplicando este concepto al aire, el calor latente es aquel flujo de energía que se le adiciona o se quita para que varíe su humedad absoluta.

DIGRAMA DE FLUJO PARA EL CALCULO DE CARGA TERMICA MEDIANTE EL METODO DE ∆Te

1/11.- Datos Generales 2/11.- Cálculos de “U”

3/11.- Peso de los Muros(kg/m²piso)

11/11.- Hoja Resumen

4/11.- Peso de la Estructura (kg/m²piso) 5/11.- Cálculo del Día de M ayor Aportación Solar 6/11.- Max. Aportaciones Solares 7/11.- Radiación Ventanas Ext. 8/11.- Radiación Paredes Ext. 9/11.- Radiación Techos Ext . 10/11.- Cálculo de la Hora de Mayor Aportación Solar

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IMPORTANTE El factor de calor sensible es un numero que IDENTIFICA a la sala que estamos analizando y sirve para determinar las condiciones de T y HR del aire que debo inyectar a la sala. Si no se utiliza este numero para calcular la capacidad del equipo, las condiciones que alcance en la sala serán cualquiera menos las que pide el proyecto.

DATOS GENERALES 1.- Nombre de la Zona 2.- Número de Personas 3.- Calor Sensible de las Personas 4.- Calor Latente de las Personas 5.- Area de la Zona (m² - ft²) 6.- Altura (m – ft) 7.- Ubicación Geográfica( Grados – Latitud – Altitud –Hemisferio) 8.- Condiciones Exteriores ( TBS – HR) 9.- Condiciones Interiores de Sala ( TBS – HR) 10.- Potencia de Iluminación 11.- Variación de la Temperatura Exterior en 24 horas. 12.- Número de horas de funcionamiento del equipo. 13.- Factor de Sombras 14.- Temperatura Exterior a las 15horas (3pm) 15.- Potencia de Equipos

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DATOS GENERALES 1.- Nombre de la Zona Nos permite dar una descripción o nombre del ambiente que estamos calculando, Por Ejemplo: Sala de Reuniones, Oficina 1, Oficina 2, Directorio etc. Es importante mencionar que la UNION DE ZONAS hacen un GRUPO o VOLUMEN DE CONTROL UNICO

DATOS GENERALES 2.- Número de Personas Nos permite ingresar el número de personas que típicamente ocuparan la zona. Este dato es propio del proyecto que se coordina con el propietario. Si no se tiene información puede estimar mediante la siguiente tabla.

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DATOS GENERALES 3.- Calor Sensible de las Personas 4.- Calor Latente de las Personas

DATOS GENERALES 5.- Area de la Zona ( m² o ft² ) Es el área “Acondicionada” de la zona. 6.- Altura (m o ft) Es la altura “ Piso – Techo” de la zona. 7.- Ubicación Geográfica ( Grados-Latitud-Hemisferio-Altitud) Es la ubicación geográfica del Departamento donde se esta realizando el proyecto. Ejemplo: Lima: 12 Grados Latitud Sur, a 100 msnm. 8.- Condiciones Exteriores ( TBS – HR) Se refiere a las condiciones climáticas del ambiente exterior que tomaremos como condiciones de diseño para hacer los cálculos respectivos Ejemplo: Lima: 30°C – 80% Humedad Relativa. Es un dato estadístico que nos proporciona ASHRAE 2009

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DATOS GENERALES 9.- Condiciones Interiores de Sala ( TBS - HR ) Son las condiciones del ambiente interior que depende del grado de confort que se requiera tener dentro del local o de los requerimientos de producción. Cuando decimos requerimientos de producción nos referimos a condiciones especiales diferentes a las comerciales, Ejm: 20°C y 35% HR:

DATOS GENERALES 10.- Potencia de Iluminación Corresponde a potencia de iluminación del local, es decir cuanta energía en kw se va a consumir en iluminar el local. Esta energía es real (dato del cliente) o en función al tipo de actividad que se realizará en el local y su área respectiva puede ser estimada con la siguiente tabla.

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DATOS GENERALES 11.- Variación de la Temperatura en 24 Horas Es la diferencia promedio entre las temperaturas altas y bajas que se dan durante el día en los meses de verano, en otras palabras es él numero de grados en que varía la temperatura exterior durante el día, un buen valor para efectos de cálculo es 8°C, este valor influ ye en la determinación de la diferencia equivalente de temperatura 12.- Número de horas de Funcionamiento del Equipo Nos indica el número de horas que funcionará el equipo de aire acondicionado, generalmente puede ser 12, 16 ó 24h. Este número de horas influye en forma inversa a la capacidad del equipo, en el caso no se conozca este número de horas, un buen valor para efectos de cálculo es 16.

DATOS GENERALES 13.- Factor de Sombras El factor de sombra se debe a elementos que por razones arquitectónicas deben de instalarse en las ventanas (persianas ó cortinas), estos elementos hacen que disminuya la carga real de refrigeración

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DATOS GENERALES 14.- Temperatura Exterior a las 15 horas (3pm) Es la temperatura promedio que se da a las 3pm, esto debería ser un valor real estadístico de la zona donde se realizará el proyecto, sin embargo cuando no se cuenta con este dato, un buen valor para efectos de cálculo es considerar la temperatura exterior a las 15h igual a la temperatura exterior del proyecto

15.- Potencia de Equipos Se refiere al calor sensible o latente que los equipos mecánicos eléctricos pueden generara como carga interna, ejm. Computadoras, motores eléctricos, transformadores, tableros eléctricos, hornos, marmitas etc.

CALCULO DE LOS COEFICIENTES GLOBALES DE TRANSFERENCIA DE CALOR ( U ) Existen varias configuraciones de los muros verticales (paredes) y las lozas horizontales (techos) Sin embargo las paredes o los techos pueden de dos tipos: Exteriores (soleados) o interiores.

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CALCULO DE LOS COEFICIENTES GLOBALES DE TRANSFERENCIA DE CALOR ( U )

El coeficiente global de transferencia de calor se determina por la siguiente expresión: i=n

1

Uext 

=

∑  R

i

i =1

Uext  :Coeficiente global de transferencia de calor:

 Kcal   m 2 − h − o C   No sepuedemostrar laimagen en estemomento.

 Ri :

Resistencias Térmicas de los materiales

CALCULO DE LOS COEFICIENTES GLOBALES DE TRANSFERENCIA DE CALOR ( U )

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CALCULO DE LOS COEFICIENTES GLOBALES DE TRANSFERENCIA DE CALOR ( U )

COEFICIENTES GLOBALES EN PAREDES EXTERIORES

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COEFICIENTES GLOBALES EN PAREDES EXTERIORES

Resistencia de la Película del aire Externo

:

Resistencia del enlucido de cemento Externo:

= R2

Resistencia de la pared de concreto / ladrillo:

= R3

Resistencia del enlucido de cemento Interno:

= R4

Resistencia de la Película del aire Interno

:

∑  R

=

Resistencia total

= R1

= R5 =R

COEFICIENTES GLOBALES EN PAREDES INTERIORES

Resistencia de la Película del aire Interno

:

Resistencia del enlucido de cemento Externo:

= R2

Resistencia de la pared de concreto / ladrillo:

= R3

Resistencia del enlucido de cemento Interno:

= R4

Resistencia de la Película del aire Interno

:

∑  R

=

Resistencia total

= R1

= R1 =R

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COEFICIENTE GLOBAL DE LOS VIDRIOS Para vidrios simples el factor U depende en gran medida de los coeficientes peliculares de convección interna y externa y se determina por la siguiente expresión: 1

1

U vidrio

=

hint

e

1 +

hext 

+

k 

 Kcal   m 2 − h − oC    

U vidrio :

Coeficiente Global del Vidrio……………...

 Kcal   m 2 − h − o C    

hint :

Coeficiente Pelicular Interior………………

 Kcal   m 2 − h − o C  

Coeficiente Pelicular Exterior……………..

 Kcal   m 2 − h − o C  

hext  :

e: k  :

Espesor del vidrio………………………….. [m ] Conductividad Térmica del Vidrio…………

 Kcal   m − h − o C  

COEFICIENTE GLOBAL DE LOS VIDRIOS Para efectos prácticos de cálculo el factor (e/k) es despreciable, por lo tanto el coeficiente global de transferencia de calor para el vidrio simple se puede calcular mediante la siguiente expresión: U vidrio

1 =

1

hint

1 +

hext 

Para otros tipos de vidrio se puede usar la siguiente tabla:

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COEFICIENTE GLOBAL DE TRASFERENCIA Resumiendo el valor de U básicamente depende de los materiales que conforman la pared o techo y el espesor correspondiente.

U3

U6

U3 U4

U1 U4 U1

U5

U2

U4

GRACIAS. (Demostración de Cálculo)

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