proyecto de aire acondicionado de vivienda unifamiliar
Post on 06-Jul-2018
236 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
1/65
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
2/65
INTRODUCCIÓN
Un aparato de aire acondicionado es un artículo de necesidad que disfrutan
mucha personas en la sociedad actual, pues es muy utilizado en empresas, demáslugares de trabajo, en hogares, entre otros. Un mal funcionamiento de las
instalaciones de aires acondicionados además de privar a las personas de este
sistema de refrigeración ambiental puede provocar problemas de salud como tos,
mareos, nauseas, problemas respiratorios, etcétera; por lo tanto, es menester la
aplicación de un debido mantenimiento para su continuo funcionamiento. Se
pretende que éste estudio sirva como marco de referencia para profundizar
investigaciones sobre mantenimiento de equipos de aire acondicionado.
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 funcionanpor 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 delaire, 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
http://es.wikipedia.org/wiki/Caldera_%28calefacci%C3%B3n%29http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quinas_frigor%C3%ADficashttp://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n_por_compresi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n_por_absorci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_refrigeraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_refrigeraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_refrigeraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_refrigeraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n_por_absorci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n_por_compresi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quinas_frigor%C3%ADficashttp://es.wikipedia.org/wiki/Caldera_%28calefacci%C3%B3n%29
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
3/65
máquinas capaces de refrigerar, hubiera necesidad de crear sistemas que
redujesen también la humedad ambiente.
OBJETIVO
Diseñar el sistema de aire acondicionado para una Vivienda Unifamiliar de 99 m2
en la zona de Ciudad Guayana, Venezuela
Objetivos Específicos
1.
Determinar las condiciones de diseño de la vivienda.2. Calcular las cargas térmicas que afectan a la vivienda.
3. Hacer el estudio psicométrico de las cargas térmicas.
4. Seleccionar la unidad de aire acondicionado.
5. Calcular los ductos y elementos terminales para el sistema.
ALCANCE
Con la ejecución del presente trabajo se realizará el diseño de un sistema de
aire acondicionado para una vivienda de 99 m2 en Ciudad Guayana, Estado Bolívar,
Venezuela.
DELIMITACIONES
El estudió térmico realizado a la vivienda unifamiliar será válido sólo para la
vivienda de 99 (en la que se basa este proyecto) y para la zona geográfica dePuerto Ordaz, Estado Bolívar Venezuela. Esto, pues, se consideran distintas las
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
4/65
condiciones atmosféricas, que mucho influyen en los cálulos realizados dentro del
proyecto, en otra parte del país o del mundo. También, la geometría de la casa
también influye en los cálculos, por lo cual este proyecto no sería válido para otra
vivienda con una geometría diferente. Mas sin embargo, este proyecto puede
servir de guía para la elaboración de otro similar.
JUSTIFICACIÓN
Para un buen confort del ser humano, es necesario, entre muchas otras
cosas, estar a una temperatura y humedad confortable para el cuerpo humano. En
Ciudad Guayana las temperaturas pueden ser relativamente elevadas en lamayoría del año, por lo que se requiere que las edificaciones cuenten con un
sistema de aire acondicionado, para crear confort en las mismas. Este trabajo es
llevado a cabo bajo esta razón; diseñar un sistema de aire acondicionado a una
edificación ya establecida.
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
5/65
UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEL PROYECTO
El sistema de aire acondicionado se diseñará para una vivienda unifamiliar ubicada
en la urbanización Villa Asia, Manzana 6, calle Camboya, casa Mary #10. Alta VistaSur, Parroquia Universidad, Ciudad Guayana, Estado Bolívar, Venezuela.
USO DEL ESPACIO
El ambiente es una vivienda unifamiliar, en la cual habitarán un máximo de 6personas y un mínimo 1 (una). Ninguna de las personas presenta algún tipo decuidado especial, y en el interior de la vivienda será un área libre de humo de
tabaco.
MEMORIA DE CÁLCULO
DATOS:
Cantidad de personas: 6
Ventanas:
Orientación Designación Dimensiones (m) Cant. Área (m2)
SE V-1 0,63 x 0,7 1 0,315
SE V-2 0,63 x 1 2 1,26
SO V-3 1,7 x 2,1 2 7,14
NO V-4 0,63 x 1 2 1,26
NE V-5 0,63 x 0,7 3 1,323
NE V-6 0,63 x 1 3 1,89
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
6/65
Puertas
Puerta principal SO: 0,8 x 2,1 m
Puerta trasera NE: 0,8 x 2,1 m
Área de Piso = 99 m2 = 1065,6 ft2
Área de Techo = 99 m2 = 1065,6 ft2
Humedad Específica
We = 140 granos/Lbm de aire limpio
Wr = 54 granos/Lbm de aire limpio
CONDICIÓN DE DISEÑO
Condiciones
Condiciones Exteriores: 95 °F bulbo seco y 81 °F bulbo húmedo
Condiciones Interiores: 75 °F bulbo seco. Humedad: 50 %
Ubicación: Puerto Ordaz, Ciudad Guayana, Estado Bolívar
Tipo de Instalación: Vivienda unifamiliar
Tiempo de Utilización: 12 horas
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
7/65
Materiales de Construcción:
- Techo: bloque hueco de concreto, friso de cemento y arena
¼” por ambos lados, fieltro asfáltico 3/8”, película de aire en
movimiento 7,5 mph y película de aire quieto.
-
Paredes exteriores: Ladrillo macizo, friso de cemento y arena
¼” por ambos lados, película de aire en movimiento 7,5 mph
y película de aire quieto.
- Paredes interiores: Bloque de arcilla de 4”, friso y cemento de
arena ¼” por ambos lados y película de aire quieto por ambos
lados.
- Piso: Concreto Macizo C3, Yeso ¾ y Linoleum 1/8.
- Puerta: Madera de 2’’.
Ocupación: Máxima: 6 personas; Mínima: 1 persona.
Iluminación: Fluorescente. Nivel de Iluminación = 160 watios/m2.
I. DÍAS CRÍTICOS DE DISEÑO
Día Crítico de Diseño
Orientación Fecha Hora
Sureste 21 DIC 10 am
Noroeste 21 JUN 4 pm
Suroeste 21 DIC 4 pm
Noreste 21 JUN 10 am
Por ser techo insolado, a las horas
anteriores se les incluye, 4pm y 6pm
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
8/65
II. CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA
A. LADO SURESTE
Ventanas
Designación Dimensiones (m) Cant. Área (m2)
V-1 0,63 x 0,7 1 0,315
V-2 0,63 x 1 2 1,26
Área Total de Ventanas
Ventana SE = 1,575 m2 = 16,953 ft2
Área Pared Exterior
Pared SE = 9 m x 3,2 m = 28,8 m2 = 310,00 ft2
Área Total Pared SE = 24,225 m2 = 260,7557 ft2
SE: 21 DICIEMBRE. 10 am
1.
Ganancia Térmica por radiación solar en ambiente
Donde, Av = 16,953 ft2
Fs = Por ser vidrio color Ambar (Tabla 13) = 0,7
FGCS = Por ser Diciembre y Sureste (Tabla 3) = 249
FCE = Por ser SE a las 10 am (Tabla 6) = 0,79
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
9/65
2. Conducción, Convección y Radiación Combinada
Pared Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para la
pared, por lo que Ap = 310,00 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑ ∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,3
Techo Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para el
techo, por lo que At = 1065,6 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑
á
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
10/65
∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,2
Calor por Conducción, Convección. Vidrio Exterior
Calor por Conducción, Convección de Pared Interior
∑
∑
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
11/65
SE: 21 DICIEMBRE. 4 pm
1. Ganancia Térmica por radiación solar en ambiente
Donde,
Av = 16,953 ft2
Fs = Por ser vidrio color Ambar (Tabla 13) = 0,7
FGCS = Por ser Diciembre y Sureste (Tabla 3) = 249
FCE = Por ser SE a las 10 am (Tabla 6) = 0,79
FCE = Por ser SE a las 4 am (Tabla 6) = 0,22
2. Conducción, Convección y Radiación Combinada
Pared Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para la
pared, por lo que Ap = 310,00 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑
∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,3
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
12/65
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
13/65
Calor por Conducción, Convección de Pared Interior
∑
∑
SE: 21 DICIEMBRE. 6 pm
1. Ganancia Térmica por radiación solar en ambiente
Donde,
Av = 16,953 ft2
Fs = Por ser vidrio color Ambar (Tabla 13) = 0,7
FGCS = Por ser Diciembre y Sureste (Tabla 3) = 249
FCE = Por ser SE a las 6 am (Tabla 6) = 0,18
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
14/65
2. Conducción, Convección y Radiación Combinada
Pared Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para la
pared, por lo que Ap = 310,00 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑
∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,3
Techo Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para el
techo, por lo que At = 1065,6 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑
á ∑
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
15/65
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,2
Calor por Conducción, Convección. Vidrio Exterior
Calor por Conducción, Convección de Pared Interior
∑
∑
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
16/65
B. LADO NOROESTE
Ventanas
Designación Dimensiones (m) Cant. Área (m2)
V-4 0,63 x 1 2 1,26
Área Total de Ventanas
Ventana NO = 1,26 m2 = 15,563 ft2
Área Pared Exterior
Pared NO = 9 m x 3,2 m = 28,8 m2 = 310,00 ft2
NO: 21 JUNIO. 4 pm
1. Ganancia Térmica por radiación solar en ambiente
Donde,
Av = 15,563 ft2
Fs = Por ser vidrio color Ambar (Tabla 13) = 0,7
FGCS = Por ser Junio y Noroeste (Tabla 3) = 199
FCE = Por ser NO a las 4pm (Tabla 6) = 0,73
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
17/65
2. Conducción, Convección y Radiación Combinada
Pared Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para la
pared, por lo que Ap = 310,00 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑ ∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,3
Techo Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para el
techo, por lo que At = 1065,6 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑
á
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
18/65
∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,2
Calor por Conducción, Convección. Vidrio Exterior
Calor por Conducción, Convección de Pared Interior
∑
∑
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
19/65
NO: 21 JUNIO. 6 pm
1. Ganancia Térmica por radiación solar en ambiente
Donde,
Av = 15,563 ft2
Fs = Por ser vidrio color Ambar (Tabla 13) = 0,7
FGCS = Por ser Junio y Noroeste (Tabla 3) = 199
FCE = Por ser NO a las 6pm (Tabla 6) = 0,82
2. Conducción, Convección y Radiación Combinada
Pared Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para la
pared, por lo que Ap = 310,00 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑
∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,3
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
20/65
Techo Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para el
techo, por lo que At = 1065,6 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑
á ∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,2
Calor por Conducción, Convección. Vidrio Exterior
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
21/65
Calor por Conducción, Convección de Pared Interior
∑
∑
Calor por conducción, Convección. Puerta Interior
∑
∑
C. LADO SUROESTE
Ventanas
Especificación Dimensiones (m) Cantidad Área (m2)
V-3 1,7 x 2,1 2 7,14
Área Total de Ventanas
Ventana SO = 7,14 m2 = 27,9862 ft2
Área Pared Exterior
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
22/65
Pared SO = 10,9 m x 3,2 m = 34,88 m2 = 375,45 ft3
Área Total Pared SE = 27,74 m2 = 298,59 ft2
SO: DICIEMBRE 21. 4PM.
1. Ganancia Térmica por radiación solar en ambiente
Donde,
Av = 27,9862 ft2
Fs = Por ser vidrio color Ambar (Tabla 13) = 0,7
FGCS = Por ser Diciembre y Suroeste (Tabla 3) = 249
FCE = Por ser SO a las 4pm (Tabla 6) = 0,81
2. Conducción, Convección y Radiación Combinada
Pared Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para la
pared, por lo que Ap = 298,59 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
23/65
∑
∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,3
Techo Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para el
techo, por lo que At = 1065,6 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑
á ∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,2
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
24/65
Calor por Conducción, Convección. Vidrio Exterior
Calor por Conducción, Convección. Vidrio Interior
Calor por Conducción, Convección de Pared Interior
∑ ∑
SO: DICIEMBRE 21. 6PM.
1.
Ganancia Térmica por radiación solar en ambiente
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
25/65
Donde,
Av = 27,9862 ft2
Fs = Por ser vidrio color Ambar (Tabla 13) = 0,7
FGCS = Por ser Diciembre y Suroeste (Tabla 3) = 249
FCE = Por ser SO a las 6 pm (Tabla 6) = 0,69
2. Conducción, Convección y Radiación Combinada
Pared Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para la
pared, por lo que Ap = 298,59 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑ ∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,3
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
26/65
Techo Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para el
techo, por lo que At = 1065,6 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑
á ∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,2
Calor por Conducción, Convección. Vidrio Exterior
Calor por Conducción, Convección. Vidrio Interior
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
27/65
Calor por Conducción, Convección de Pared Interior
∑
∑
D. LADO NORESTE
Designación Dimensiones (m) Cantidad Área (m2)
V-5 0,63 x 0,7 3 1,323
V-6 0,63 x 1 3 1,89
Área Total de Ventanas
Ventana NE = 3,213 m2 = 34,584 ft2
Área Pared Exterior
Pared NE = 10,9 m x 3,2 m = 34,88 m2 = 375,45 ft2
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
28/65
Área de la Puerta
Puerta NE : 1 x 2,1 m = 2,1 m2 = 22,6042 ft2
Área Total Pared SE = 29,567 m2 = 318,26 ft2
NE: 21 JUNIO. 10 am
1. Ganancia Térmica por radiación solar en ambiente
Donde,
Av = 34,584 ft2
Fs = Por ser vidrio color Ambar (Tabla 13) = 0,7
FGCS = Por ser Junio y Noreste (Tabla 3) = 199
FCE = Por ser NE a las 10 am (Tabla 6) = 0,37
2. Conducción, Convección y Radiación Combinada
Pared Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para la
pared, por lo que Ap = 318,26 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
29/65
∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,3
Techo Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para el
techo, por lo que At = 1065,6 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑
∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,2
Calor por Conducción, Convección. Vidrio Exterior
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
30/65
Calor por Conducción, Convección. Vidrio Interior
Calor por Conducción, Convección de Pared Interior
∑ ∑
Calor por conducción, Convección. Puerta Interior
∑
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
31/65
∑
NE: 21JUNIO. 4 pm.
1. Ganancia Térmica por radiación solar en ambiente
Donde,
Av = 34,584 ft2
Fs = Por ser vidrio color Ambar (Tabla 13) = 0,7
FGCS = Por ser Junio y Noreste (Tabla 3) = 199
FCE = Por ser NE a las 4 pm (Tabla 6) = 0,2
2. Conducción, Convección y Radiación Combinada
Pared Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para la
pared, por lo que Ap = 318,26 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
32/65
∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,3
Techo Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para el
techo, por lo que At = 1065,6 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑
∑
DT= Diferencial de temperatura corregida = 0,2
Calor por Conducción, Convección. Vidrio Exterior
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
33/65
Calor por Conducción, Convección. Vidrio Interior
Calor por Conducción, Convección de Pared Interior
∑ ∑
Calor por conducción, Convección. Puerta Interior
∑
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
34/65
∑
NE: 21JUNIO. 6 pm.
1. Ganancia Térmica por radiación solar en ambiente
Donde,
Av = 34,584 ft2
Fs = Por ser vidrio color Ambar (Tabla 13) = 0,7
FGCS = Por ser Junio y Noreste (Tabla 3) = 199
FCE = Por ser NE a las 6 pm (Tabla 6) = 0,16
2. Conducción, Convección y Radiación Combinada
Pared Exterior
Hc = Flujo de calor a través del techo a pared exterior
A = Aréa de techo o pared exterior. En este caso se va a realizar el cálculo para la
pared, por lo que Ap = 318,26 ft2
U = Coeficiente transferencia de calor pared o techo.
∑
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
35/65
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
36/65
Calor por Conducción, Convección. Vidrio Interior
Calor por Conducción, Convección de Pared Interior
∑ ∑
Calor por conducción, Convección. Puerta Interior
∑
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
37/65
∑
CÁLCULOS EQUIVALENTES PARA TODAS LAS ORIENTACIONES
Calor por Conducción, Convección. Techo Interior
Ati = 861,1128 ft2
∑
∑
Calor por Conducción, Convección. Piso Interior
Api =
ft2
∑ ∑
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
38/65
Calor por Conducción, Convección. Piso Interior Comunica con Tierra
Asi = ft2
∑
∑
Tw = 82°F
Calor por Iluminación
Asu = 80 m2
Filu = Por iluminación Fluorescente = 160 watios/m2
a2 = 1,25 (Fluorescente)
Calor por Personas
N° de personas = 6
De la tabla 11 para un actividad: Sentado, Trabajo y TBS = 75°, se tiene
Mets= 240
Metl= 160
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
39/65
Calor debido al aire fresco
a) En base al área de piso
siendo:
AF1 : flujo de aire fresco, pie3 /min.
Asu : área de piso, pie2 = pie2 N
1 : flujo de aire fresco por área de piso, PCM/pie2 (Ver tabla 12, para un
apartamento) = 0,33
b) En base al número de personas
siendo:
AF1 : flujo de aire fresco, pie3 /min.
N2 : flujo de aire fresco por área de piso, PCM/pie2 (Ver tabla 12, para un
apartamento) = 20
Se escoge el mayor resultado entre AF1 y AF2
Luego la carga sensible y latente debido al aire fresco es:
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
40/65
TABLAS RESUMEN DE LAS CARGAS CÁLCULADAS ANTERIORMENTE
Resumen Orientación SURESTE
Tipo de Carga Carga * +
10amCarga * + 4pm
Carga * + 6pm
Ganancia Térmica por RadiaciónSolar en Ambiente
Conducción, Convección y
Radiación combinada. (Pared)
Conducción, Convección y
Radiación combinada. (Techo)
Vidrios Exteriores Calor por Conducción,
Convección Vidrio Interior.
Calor por Conducción,
Convección de Pared Interior.
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
41/65
Resumen Orientación NOROESTE
Tipo de Carga Carga * +
4pm
Carga * + 6pm
Ganancia Térmica por RadiaciónSolar en Ambiente
Conducción, Convección y
Radiación combinada. (Pared)
Conducción, Convección y
Radiación combinada. (Techo)
Vidrios Exteriores Calor por Conducción,
Convección Vidrio Interior.
Calor por Conducción,
Convección de Pared Interior.
Resumen Orientación SUROESTE
Tipo de Carga Carga * + 4pm Carga * + 6pmGanancia Térmica por Radiación
Solar en Ambiente
Conducción, Convección y
Radiación combinada. (Pared)
Conducción, Convección y
Radiación combinada. (Techo)
Vidrios Exteriores Calor por Conducción,
Convección Vidrio Interior.
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
42/65
Calor por Conducción,
Convección de Pared Interior.
Resumen Orientación NORESTE
Tipo de Carga Carga * +
10amCarga * + 4pm
Carga * + 6pm
Ganancia Térmica por
Radiación Solar en Ambiente
Conducción, Convección y
Radiación combinada. (Pared) Conducción, Convección y
Radiación combinada. (Techo)
Vidrios Exteriores Calor por Conducción,
Convección Vidrio Interior.
Calor por Conducción,Convección de Pared Interior.
Calor por conducción,
Convección. Puerta Interior.
III.
CÁLCULO TOTAL DE CARGA
Se va a realizar un ejemplo y los demás resultados se presentan en una tabla. Es
importante recalcar que el siguiente proceso se va a realizar para cada todas las
horas de cada orientación, por ejemplo:
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
43/65
21 de Junio 10 am. Orientación Noreste
Donde,
Hr : Ganancia Térmica por Radiación Solar en Ambiente
Hc, pe: Conducción, Convección y Radiación combinada. (Pared)
Hc, pi : Calor por Conducción, Convección de Pared Interior
Hc, te: Conducción, Convección y Radiación combinada. (Techo)
Hc, ti: Calor por Conducción, Convección. Techo Interior
Hc, ve : Vidrios Exteriores
Hc, vi : Calor por Conducción, Convección Vidrio Interior
Hilum : Calor por Iluminación
Hsmest : Calor por Persona, Sensible
Hcpi : Calor por Conducción, Convección. Piso Interior
HCsi : Calor por Conducción, Convección. Piso Interior Comunica con Tierra
Hcpu: Calor por conducción, Convección. Puerta Interior
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
44/65
Para los demás casos, se recuerda que la carga sensible interna y carga sensibleexterna se mantienen igual, se tiene lo siguiente,
Día / Hora/
Orientación
Carga
Sensible
Interna
(BTU/hr)
Carga
Latente
Interna
(BTU/hr)
Total
Carga
Interna
(BTU/hr)
Total
Carga
Externa
(BTU/hr)
Total
Carga
Ambiente
(BTU/hr)
21 Dic.10am
SE 21 Dic. 4pm SE 83764.8679 84604.8679 22756.1094 107360.977321 Dic. 6pm SE 82695.2533 83535.2533 22756.1094 106291.362721 Dic. 4pm NO 83943.0101 84783.0101 22756.1094 107539.119521 Dic. 6pm NO 84099.2350 84939.2350 22756.1094 107695.344421 Jun. 4pm SO 83938.7347 84778.7347 22756.1094 107534.844121 Jun. 6pm SO 83041.0660 83881.0660 22756.1094 106637.1754
21 Jun.
10amNE 76531.8286
77371.8286 22756.1094 100127.9380
21 Jun. 4pm NE 81636.8047 82476.8047 22756.1094 105232.914121 Jun. 6pm NE 80769.5830 81609.5830 22756.1094 104365.6924
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
45/65
Ahora para este Centro de Conferencia se tiene que la Carga Total Máxima se
presenta el día 21 de Diciembre a las 6 pm, siendo la carga igual a 107695,3444
BTU/hr para un área de 80 m2. La capacidad de refrigeración necesaria es de
8,9746 Ton/hr.
Se procede a dividir esta carga entre los sub-ambientes que hay en la Vivienda
Área 1 : Habitación Principal = 11,2 m2
Área 2 : Habitación 1 = 11,2 m2
Área 3 : Habitación 2 = 11,2 m2
Área 4 : Sala-Comedor-Lavadero = 22,4 m2
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
46/65
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
47/65
Factor de Calor Sensible Interno
Factor de Calor Sensible Total
Factor de Calor Sensible Efectivo
Se sabe que el factor de By-Pass (BF) se encuentra entre 0,1 y 0,2. Por lo
cual se va a tomar el valor de 0,2, por seguridad. Se recuerda que y ; luego
Se grafican los valores anteriores en la carta psicométrica
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
48/65
De carta psicométrica se tiene que:
hs=23,5 Btu/Lb,
Tm= 76ºF,
hm=29,3 Btu/lb
Con estos datos podemos calcular el caudal de suministro
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
49/65
V. SELECCIÓN DE LA UNIDAD
Selección de la unidad: Catálogo LG
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
50/65
.
Dato comprobatorio
Debe estar entre 5% a 15% mayor que el del sistema en latabla de carga térmica. En nuestro caso:
( ) ; Valor aceptable!
Requerimientos Básicos del serpentín
Htt >1,05-1,15* >- 75º
Hr 50%
95ºFHs 23,8 Btu/lb
Hm 29,3 BTU/lb
TADP 59,2 ºF
1) Curva de Confort:
En la siguiente grafica se muestra el rango de temperatura de confort.
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
51/65
La temperatura interior está dentro del índice de valoración del confort para las
personas.
24,44ºC
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
52/65
VI. CÁLCULO DE DUCTOS
Distribución de ducto de unidad para aire fresco de 10 Ton
Se aplica el método de igual fricción, para calcular las pérdidas en el ducto, se
parte del caudal que circula y la velocidad que se asume. Se tiene que el caudal
por el ducto es Q = 4060 cfm y se recomienda una velocidad de V = 1200
pies/min. En la siguiente gráfica se muestra el resultado
2
360
3
1,4
0,5
2
2
2
1,5
2,3
0,6
800
800
800
1300
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
53/65
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
54/65
De la gráfica ΔP/L=0,073 pulgada/pie. Con este valor de f y el flujo de aire de cada
tramo se determina el diámetro circular equivalente para todos los tramos (en la
carta de fricción), sus tamaños (tabla Nº 3) y su pérdida de presión
correspondiente en base a su longitud equivalente (Tabla N°1), se va a realizar un
ejemplo de un tramo cualquiera, para los demás se muestran los valores en una
tabla:
Tramo 2-3
Q = 800 cfm
ΔP/L=0,073 Diámetro Equivalente = 13,8 pulg (Tabla N°3) 21 pulg x
8’’
(Tabla N°1) Longitud Equivalente = 5,8 pie
Se muestran los valores para los demás tramos en la tabla siguiente
TramoCaudal
(cfm)
Velocidad
(pie/min)
Deq
(pulg)
A x B
(pulg)
Leq (pie)
Pérdida por Presión(pulg H2O) de
acuerdo a Leq
1-2 4060 1200 25,5 24x21’’ 11,5 0,008395
2-3 800 800 13,8 21x8’’ 5,8 0,004234
2-4 800 800 13,8 21x8’’ 5,8 0,004234
2-5 2460 1080 21 22x17’’ 10,35 0,007555
5-6 800 800 13,8 21x8’’ 5,8 0,004234
5-7 1660 950 18 16x17’’ 9 0,00657
7-8 1300 900 16,6 18x13’’ 6,85 0,005
7-9 360 640 10 11x8’’ 4,4 0,003212
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
55/65
Cálculo de Pérdidas por Presión
a)
Tramo 1-2
Q = 4060 cfm.
ΔP/L=0,115 Diámetro Equivalente = 25,5 pulg (Tabla N°3) 24 pulg x 21’’
(Tabla N°1) Longitud Equivalente = 11,5 pie
TramoCaudal
(cfm)
Velocidad
(pie/min)
Deq
(pulg)
A x B
(pulg)
Leq
(pie)
1-2 4060 1200 25,5 24x21’’ 11,5
Ya que en este tramo se tienen dos codos de 90°, la pérdida de presión es:
Pérdida de Presión
En Curvas
Ya que en este tramo se tienen dos codos de 90°, la pérdida de presión es
En el ducto
Se sabe que la distancia de este tramos es 3,8 m = 3800 mm
( )
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
56/65
Recuperación Estática
Ésta existe antes del tramo 2-3, se sabe que la velocidad inicial (Ce) es
1200 pie/min = 6,096 m/s y la velocidad de salida (Cs) es 1080
pie/min=5,4864 m/s
b) Tramo 2-5
Q = 2460 cfm.
ΔP/L=0,073 Diámetro Equivalente = 21 pulg (Tabla N°3) 22 pulg x 17’’
(Tabla N°1) Longitud Equivalente = 10,35 pie
TramoCaudal
(cfm)
Velocidad
(pie/min)
Deq
(pulg)
A x B
(pulg)
Leq
(pie)
2-5 2460 1080 21 22x17’’ 10,35
Pérdida de Presión
En el ducto
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
57/65
Se sabe que la distancia de este tramos es 3 m
( )
Recuperación Estática
Esta existe entre el tramo 2-3 y 3-4, se sabe que la velocidad inicial (Ce) es
1080 pie/min=5,4864 m/s y la velocidad de salida (Cs) es 950 pie/min =
4,826 m/s
c) Tramo 5-7
TramoCaudal
(cfm)
Velocidad
(pie/min)
Deq
(pulg)
A x B
(pulg)
Leq
(pie)
5-7 1660 950 18 16x17’’ 9
Pérdida de Presión
En el ducto
Se sabe que la distancia de este tramos es 0,7 m
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
58/65
()
Recuperación Estática
Esta existe entre el tramo 5-7 y 7-8, se sabe que la velocidad inicial (Ce) es
950 pie/min = 4,826 m/s y la velocidad de salida (Cs) es 900 pie/min=4,572
m/s
d) Tramo 7-8
TramoCaudal
(cfm)
Velocidad
(pie/min)
Deq
(pulg)
A x B
(pulg)
Leq
(pie)
7-8 1300 900 16,6 18x13’’ 6,85
Pérdida de Presión
En el ducto
Se sabe que la distancia de este tramos es 2 m
( )
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
59/65
Pérdida por Rejilla
Cálculo de la Pérdida Total
Cálculo de los Ramales
Para el cálculo de ramales, se debe tomar en cuenta que la pérdida total que se
obtiene en cada uno de los circuitos debe ser igual a lo que se obtuvo de la ramaprincipal.
Cálculo de la pérdida de presión :
Cálculo de la pérdida de presión :
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
60/65
Cálculo de las pérdida de presión y :
VII. ELEMENTOS TEMINALES
Cálculo de Rejillas
√ Donde,
para propósitos prácticos ; siendo L la altura de recinto, en nuestrocaso L = 3 m.K 2 = 0,4, para una disposición de rejillas divergentes con ángulo de divergencia de
60°
Sustituyendo,
√
Se despeja a x b
( )
Para las Rejillas en 3, 4 y 6
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
61/65
En éstas el caudal es de Q = 800 cfm = 22,64 m3 /min, se aplica la fórmula
anterior
Se asumen valores para a y b
a = 100 cm ; b = 68,2 cm
Para la Rejilla en 8
En éstas el caudal es de Q = 1300 cfm = 36,79 m3 /min, se aplica la fórmula
anterior
Se asumen valores para a y b
a = 150 cm ; b = 120 cm
Para la Rejilla en 9
En éstas el caudal es de Q = 360 cfm = 10,188 m3 /min, se aplica la fórmula
anterior
Se asumen valores para a y b
a = 46,1 cm ; b = 30 cm
Cálculo de Ductos de Retorno
Se realiza el mismo procedimiento mostrado en la parte anterior cuando se
calcularon los diámetros equivalentes y las áreas de ductos, por el método de igual
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
62/65
fricción. Se partió de una velocidad de 600 fpm y con un caudal de 2030 cfm. Se
utiliza la carta de fricción para determinar el diámetro equivalente y la velocidad y
de la tabla N° 3 se obtienen las áreas, por último de la tabla N°1 se calcula el valor
de longitud equivalente
TramoDeq
(pulg)
A x B
(pulg)
Leq
(pie)
Pérdida por Presión
(pulg H2O) de
acuerdo a Leq
1 14 15x11’’ 6,1562 0,001293
2 14 15x11’’ 6,1562 0,001293
3 14 15x11’’ 6,1562 0,001293
4 14 15x11’’ 6,1562 0,001293
5 14 15x11’’ 6,1562 0,001293
Cálculo de Rejillas (Retorno)
√ Donde,
para propósitos prácticos ; siendo L la altura de recinto, en nuestrocaso L = 4 m.
K 2 = 0,4, para una disposición de rejillas divergentes con ángulo de divergencia de
60°
Sustituyendo,
√
Se despeja a x b
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
63/65
( )
Para todas las Rejillas de retorno
En éstas el caudal es de Q = 406 cfm = 11,4898 m3 /min, se aplica la fórmula
anterior
Se asumen valores para a y b
a = 48 cm ; b = 36,6 cm
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
64/65
MEMORIA DESCRIPTIVA
TIPO DE SISTEMA
Lg Split Tipo Gabinete
Model : TN-C120BT00
10 Toneladas, 220 Volts, trifásico (3ø), control remoto alámbrico.
Características:
Tamaño compacto.
Tarjeta de control micro computarizada.
Paneles de servicio de fácil acceso.
Filtros anti -Hongo higiénicos.
Control remoto alámbrico.
Medidas:
Unidad interna: 1.760x890x840(mm)
Unidad externa: 1330x1570x740(mm)
COMPONENTES QUE INTEGRAN EL SISTEMA
Unidad Externa (Compresor)
Unidad Interna
Ductos Externo
Ductos Internos
Rejillas de Suministro
Ductos de Retorno
Rejillas de Retorno
-
8/17/2019 Proyecto de Aire Acondicionado de Vivienda Unifamiliar
65/65
COSTO
El equipo Lg Tipo Gabinete para 10 Tn, tiene un costo de 46,859 BsF.
top related