DISEÑO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN MECÁNICA Y AIRE...
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DISEÑO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN MECÁNICA Y AIRE ACONDICIONADO PARA EL AUDITORIO DE LA FACULTAD TECNOLÓGICA (UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS), BASADO EN LA NORMA ANSI/ASHRAE 62.1 MILTON YESID BECERRA ALMANZA EDGAR FERNANDO ARIZA GABALAN TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO MECÁNICO TUTOR DEL TRABAJO ING MAURICIO GONZALES COLMENARES UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA COORDINACIÓN DE TECNOLOGÍA E INGENIERÍA MECÁNICA BOGOTÁ D.C 2018
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DISEÑO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN MECÁNICA Y AIRE ACONDICIONADO PARA EL AUDITORIO DE LA FACULTAD TECNOLÓGICA
(UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS), BASADO EN LA NORMA ANSI/ASHRAE 62.1
MILTON YESID BECERRA ALMANZA
EDGAR FERNANDO ARIZA GABALAN
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO MECÁNICO
TUTOR DEL TRABAJO
ING MAURICIO GONZALES COLMENARES
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
COORDINACIÓN DE TECNOLOGÍA E INGENIERÍA MECÁNICA
BOGOTÁ D.C
2018
CONTENIDO
CAPÍTULO 1 ............................................................................................................................... 1
INTRODUCCCION E INFORMACIÓN GENERAL ............................................................................. 1
1. ANTECEDENTES ........................................................................................................... 3
2. JUSTIFICACION DEL PROBLEMA ............................................................................... 5
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................................... 6
4. OBJETIVOS .................................................................................................................... 7
4.1 Objetivo General .......................................................................................... 7
4.1.1. Objetivos Específicos ................................................................................ 7
CAPITULO 2 ........................................................................................................................... 8
5. MARCO TEORICO CONCEPTUAL Y METODOLOGIA .................................................. 8
5.1 Aire Acondicionado ......................................................................................... 8
5.1.1 Ciclo de refrigeración ......................................................................................... 9
5.2 Equipos De Climatización ............................................................................. 10
5.2.1 Aire Acondicionado Split ................................................................................. 10
5.2.2 Aire Acondicionado Tipo Chiller ..................................................................... 11
5.2.3 Aire Acondicionado Tipo Vrf ........................................................................... 13
5.3 Clasificación del sistema de expansión de los equipos de aire
acondicionado ...................................................................................................... 15
5.4 Clasificación de los equipos autónomos o de expansión directa .......... 16
5.4.1 Equipos de expansión indirecta. La enfriadora de agua ........................... 18
5.5 Norma ANSI/ASHRAE 62.1 ........................................................................... 19
5.5.1 Propósito ........................................................................................................... 19
5.5.2 Alcance .............................................................................................................. 19
5.5.3 Sistemas y equipos .......................................................................................... 20
5.6 Psicrometría ................................................................................................... 26
5.6.1 Tabla Psicrometrica ......................................................................................... 27
5.7 La Climatización De Aire ............................................................................... 28
5.7.1 Ventilación Mecánica ....................................................................................... 28
5.7.2 Presiones ........................................................................................................... 29
5.7.3 Clasificación De Los Ventiladores ................................................................. 30
5.8 Software Cype 2018 ....................................................................................... 30
6. METODOLOGIA DEL DISEÑO ................................................................................................ 32
CAPITULO 3 ......................................................................................................................... 33
7. DESARROLLO DE LA PROPUESTA .......................................................................... 33
7.1 Análisis Psicrometrico .............................................................................. 34
7.2 Determinación De Caudal Mínimos De Renovación ............................. 38
7.3 Calculo De Carga Térmica Bajo Los Estándares 62.1 Y 50-74 De La
Ashare Mediante Un Software Especializado En Cálculo De Carga Térmica
Y Sistemas Hvac (Cype). ..................................................................................... 41
7.4.1 Piso 1, Planta Baja ......................................................................................... 42
7.4.2 Pasillo Piso 1, Planta Baja .................................................................................... 45
7.4.3 Archivo 1, Planta Baja .......................................................................................... 48
7.4.5 Sala De Cámara, Planta Baja ................................................................................ 54
7.4.6 Piso 2, Planta 1 ..................................................................................................... 57
7.4.7 Pasillo Segundo Piso, Planta 1 ............................................................................. 60
7.5 Análisis De Los Diferentes Tipos De Sistemas De Aire Acondicionado Y
Ventilación Mecánica Mediante Una Matriz de Selección. ............................. 65
7.6 Selección De Sistemas De Climatización Y Ventilación Mecánica ........ 67
7.7 Selección De Equipos ................................................................................... 67
7.7.1 Sistema De Aire Acondicionado VRF ........................................................... 67
7.7.2 Sistema De Extracción Tipo HONGO ........................................................... 73
7.8 Diseño De Redes De Refrigeración Y Conductos De Aire. ...................... 74
7.9 Diseño De Especificaciones Técnicas HVAC Para El Auditorio De La
Facultad Tecnológica De La Universidad Distrital .......................................... 78
7.9.1 Conductos En Panel Pre aislados De Polisocianurato .............................. 78
7.9.2 Conductos En Lámina ..................................................................................... 81
7.9.3 Ventiladores Tipo HONGO ............................................................................. 84
7.9.4 Rejillas ............................................................................................................... 84
7.9.5 Tubería Flexible ................................................................................................ 85
7.9.6 Sistema De Control .......................................................................................... 85
7.9.7 Tubería De Refrigeración En Cobre ............................................................. 86
CAPITULO 4 ............................................................................................................................. 97
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................................................... 97
RECOMENDACIONES ............................................................................................................... 98
CAPITULO 5 ............................................................................................................................. 99
BIBLIOGRAFIA Y ANEXOS ......................................................................................................... 99
5.1Bibliografía ......................................................................................................................... 99
ANEXO A ............................................................................................................................... 100
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Ciclo de refrigeración ................................................................................ 9
Figura 2. Unidades Interiores ................................................................................. 10
Figura 3. Unidades Exteriores................................................................................ 11
Figura 4. Chiller Condensado por Aire. .................................................................. 12
Figura 5. Diagrama de flujo Chiller de absorción ................................................... 13
Figura 6. Sistema de Volumen de Refrigerante Variable ....................................... 14
Figura 7. Sistema de expansión directa ................................................................. 15
Figura 8. Sistema de expansión indirecta. ............................................................. 15
Figura 9. Equipos condensados por aire ............................................................... 16
Figura 10. Equipos condensados por agua ........................................................... 17
Figura 11. Esquema de un climatizador de aire ..................................................... 28
Figura 12. Comportamiento de la Presión en conductos de ventilación ................ 29
Figura 13. Temperatura de bulbo húmedo…………………………………………....33 Figura 14. Mezcla de dos corrientes de aire………………………………………….34 Figura 15. Condiciones iniciales para ajuste carta psicrometrica........................... 35
Figura 16. Introducción Punto Exterior ................................................................... 36
Figura 17. Introducción Punto Interior. ................................................................... 36
Figura 18. Introducción Punto de rocio. ................................................................. 37
Figura 19. Estado final del aire…………………………………………………………37 Figura 20. Carga Máxima PISO 1 .......................................................................... 42
Figura 21. Carga térmica de diseño y pérdida térmica de diseño por transición
PISO 1 Elaboración propia mediante CYPE .......................................................... 43
Figura 22. Perdida térmica de diseño por ventilación y capacidad térmica de
calentamiento PISO 1 ............................................................................................ 43
Figura 23. Datos del recinto PISO 1 ...................................................................... 44
Figura 24. Perdida térmica de diseño por ventilación PISO 1 ................................ 44
Figura 25. Carga Máxima Pasillo PLANTA BAJA .................................................. 45
Figura 26. Carga térmica de diseño y pérdida térmica de diseño por transición
PASILLO PLANTA BAJA ....................................................................................... 46
Figura 27. Perdida térmica de diseño por ventilación y capacidad térmica de
calentamiento PASILLO PLANTA BAJA ................................................................ 46
Figura 28. Datos del recinto PASILLO PLANTA BAJA .......................................... 47
Figura 29. Perdida térmica de diseño por ventilación PASILLO PLANTA BAJA ... 47
Figura 30. Carga Máxima Pasillo ARCHIVO 1 PLANTA BAJA .............................. 48
Figura 31. Carga térmica de diseño y pérdida térmica de diseño por transición
ARCHIVO 1 PLANTA BAJA ................................................................................... 49
Figura 32. Perdida térmica de diseño por ventilación y capacidad térmica de
calentamiento ARCHIVO 1 PLANTA BAJA ........................................................... 49
Figura 33. Datos del recinto ARCHIVO 1 PLANTA BAJA ...................................... 50
Figura 34. Perdida térmica de diseño por ventilación ARCHIVO 1 PLANTA BAJA
............................................................................................................................... 50
Figura 35. Carga Máxima Pasillo ARCHIVO 2 PLANTA BAJA .............................. 51
Figura 36. Carga térmica de diseño y pérdida térmica de diseño por transición
ARCHIVO 2 PLANTA BAJA ................................................................................... 52
Figura 37. Perdida térmica de diseño por ventilación y capacidad térmica de
calentamiento ARCHIVO 2 PLANTA BAJA ........................................................... 52
Figura 38. Datos del recinto ARCHIVO 2 PLANTA BAJA ...................................... 53
Figura 39. Perdida térmica de diseño por ventilación ARCHIVO 2 PLANTA BAJA
............................................................................................................................... 53
Figura 40. Carga Máxima Pasillo ARCHIVO 2 PLANTA BAJA .............................. 54
Figura 41. Carga térmica de diseño y pérdida térmica de diseño por transición
SALA DE CÁMARA PLANTA BAJA ....................................................................... 55
Figura 42. Perdida térmica de diseño por ventilación y capacidad térmica de
calentamiento SALA DE CÁMARA PLANTA BAJA ............................................... 55
Figura 43. Datos del recinto SALA DE CÁMARA PLANTA BAJA .......................... 56
Figura 44. Perdida térmica de diseño por ventilación SALA DE CÁMARA PLANTA
BAJA ...................................................................................................................... 56
Figura 45. Carga Máxima Pasillo AUDITORIO PISO 2 .......................................... 57
Figura 46. Carga térmica de diseño y pérdida térmica de diseño por transición
PISO ...................................................................................................................... 58
Figura 47. Perdida térmica de diseño por ventilación y capacidad térmica de
calentamiento PISO 2 ............................................................................................ 58
Figura 48. Datos del recinto PISO 2 ...................................................................... 59
Figura 49. Perdida térmica de diseño por ventilación PISO ................................... 59
Figura 50. Carga Máxima PASILLO SEGUNDO PISO .......................................... 60
Figura 51. Carga térmica de diseño y perdida térmica de diseño por transición
PASILLO SEGUNDO PISO ................................................................................... 61
Figura 52. Perdida térmica de diseño por ventilación y capacidad térmica de
calentamiento PASILLO SEGUNDO PISO ............................................................ 61
Figura 53. Datos del recinto PASILLO SEGUNDO PISO ...................................... 62
Figura 54. Perdida térmica de diseño por ventilación PASILLO SEGUNDO PISO 62
Figura 55. Resumen de resultados para conjunto de recintos ............................... 63
Figura 56. Resumen de resultados para conjunto de recintos ............................... 63
Figura 57. Equipo tipo Fan Coil .............................................................................. 68
Figura 58. Ductulador ............................................................................................ 75
Figura 59. Guía para la caída de presión de los conductos. .................................. 76
Figura 60. Características tubería tipo L. ............................................................... 86
Figura 61. Características tubería tipo L flexible .................................................... 87
Figura 62. Árbol Para Selección de Equipos ......................................................... 91
Figura 63. Parte 1 Propuesta de Instalación. ......................................................... 92
Figura 64. Parte 2 Propuesta de Instalación. ......................................................... 93
Figura 65. Parte 1 Propuesta de Instalación .......................................................... 94
Figura 66. Parte 2 Propuesta de Instalación .......................................................... 95
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Tasas mínimas de ventilación en zonas de respiración ........................... 25
Tabla 2. Tabla psicométrica Bogotá ....................................................................... 27
Tabla 3. Condiciones de ambiente interior. ............................................................ 33
Tabla 4. Condiciones de Diseño ............................................................................ 38
Tabla 5. Tasas mínimas de ventilación en zonas de respiración ........................... 39
Tabla 6. Tasas mínimas de ventilación en el auditorio .......................................... 40
Tabla 7. Carga térmica total del auditorio en Kcal/h. ............................................. 64
Tabla 8. Conversión de unidades de Carga térmica .............................................. 65
Tabla 9. Tabla de selección en sistemas de aire acondicionado ........................... 66
Tabla 10. Tabla de selección en sistemas de ventilación mecánica ...................... 66
Tabla 11. Características conductos FC1 .............................................................. 75
Tabla 12. Características conductos FC2 .............................................................. 76
Tabla 13. Características conductos FC3 .............................................................. 76
Tabla 14. Caída de Presión Sistema FC-1 ............................................................ 77
Tabla 15. Caída de Presión Sistema FC-2. ........................................................... 77
Tabla 16. Caída de Presión Sistema H-1. .............................................................. 77
Tabla 17. Tamaño Mínimo de colgantes de Ductos Rectangulares ....................... 80
Tabla 18. Tamaño Mínimo de colgantes para Ductos Redondos .......................... 80
Tabla 19. Características soldadura HARRIS 0% .................................................. 88
Tabla 20. Cantidades de Obra ............................................................................... 89
1
CAPÍTULO 1
INTRODUCCION E INFORMACIÓN GENERAL
El calentamiento global y los cambios climáticos que se vienen presentándose en
el planeta han causado que el ser humano se vea en la necesidad de crear
ambientes artificiales de confort. Siendo los sistemas de climatización de aire
acondicionado y ventilación en conjunto, los más adecuados para crear espacios
de confort y saludables para el desarrollos de las actividades de las personas.
En el proceso de generar condiciones ideales de confort es indispensable estudiar
los sistemas HAVC, en la actualidad una de las mayores preocupaciones de la
sociedad es la calidad del aire en los recintos donde se habitan, debido a que se
acumula un alto volumen de persona. En ciudades que su posición geográfica
genera que sus condiciones psicométricas sean bajas como las de Bogotá es
vital poseer lugares de confort térmico que permitan laborar, descansar o
desarrollar cualquier actividad recreativa de manera ideal.
Se entiende por confort térmico la sensación de completo bienestar físico, desde
un punto de vista de equilibrio en el intercambio de calor. En un ambiente cerrado
son cuatro los factores ambientales que intervienen directamente en el confort
térmico: temperatura del aire, humedad, movimiento del aire y pureza del aire.
En la búsqueda de obtener condiciones de confort térmico y ambiente saludable
en el auditorio de tecnología en la universidad distrital determinaron que un diseño
detallado de un sistema de ventilación mecánica y aire acondicionado para el
2
auditorio, debido que en la actualidad dentro de proceso constructivo de
edificaciones no posee un sistema de climatización que no genera confort térmico
y calidad del aire para las personas que se encuentren en estos recintos.
3
1. ANTECEDENTES
Los cambios que se han presentado en el clima y la baja calidad del aire, la
humanidad se ha visto en la necesidad de desarrollar sistemas que ayuden a
mejorar las condiciones de confort a su alrededor. A partir de esto se generan
investigaciones en el campo de la calidad del aire, utilizando sistemas de
ventilación con porcentajes altos de filtración e implementado los avances
tecnológicos en los sistemas para dar soluciones a una necesidad preservando el
ambiente y la calidad de vida.
Como lo es la información suministrada por la ASHRAE en una norma [1], donde
estudian y especifican las tasas mínimas de ventilación para edificaciones nuevas
o existentes, ayudando a determinar parámetros para el diseño de sistemas de
ventilación, dándonos una guía para mejorar la calidad del aire interior en
edificaciones y hallar los caudal necesario en el auditorio, teniendo como objetivo
principal preservar la salud humana; además tomamos en cuenta para el análisis
psicométrico lo descrito por el autor Miguel Hadzich (1) , donde hace un análisis
psicométrico para el diseño de sistemas de aire acondicionado, donde dan pautas
para hallar parámetros iniciales de temperatura y humedad , obteniendo datos
necesarios para el inicio de diseños de este tipo.
Con relación a las ventilaciones que se van a proponer vamos a catálogo de la
marca Soler & Palau (2) donde los autores describen conceptos básicos para el
diseño y selección de las ventilaciones más optimas de acuerdo a la aplicación
que se requiere dar a estos equipos, así mismo nos dan el planteamiento para
calcular la caída de presión en los conductos y ejemplos claros de la manera en
que debemos abordar el tema; en cuanto la realización de proyectos en Colombia
de este tipo o similares , el autor Sebastián Villegas (3) realizo el diseño de un
sistema de aire acondicionado para un quirófano donde determina parámetros de
diseño y calcula la carga térmica al recinto que deseaba proponer el diseño del
sistema de aire acondicionado.
4
Respecto al cálculo de carga computarizado de cargas térmicas, los autores
Agustín Valverde y Mario Álvarez (4) donde exponen la manera de utilizar una
herramienta informática para el cálculo de cargas térmicas y además exponen
cuales son los parámetros iniciales para la selección de equipos; por otro lado la
ASHRAE (5) donde nos entregan un manual de fundamentos para el cálculo de la
carga de enfriamiento de un área determinada.
Para la especificación de los equipos, tomaremos la información suministrada por
la empresa TRANE (6), donde realizan una descripción minuciosa de cada uno de
los sistemas de aire acondicionado que se puede utilizar y sus características
principales, dándonos de esta manera y junto con los parámetros previamente
obtenidos una idea clara de los equipos que se deben utilizar para nuestro diseño,
optando por soluciones técnicas de gran acogida , amigables con el medio
ambiente y de una eficiencia alta.
Por su parte el autor Néstor Quadri, no ilustra desde los principios básicos del aire
acondicionado, pasando por confort térmico, calidad de aire y descripción de
equipos, para emitir como datos finales la elección de los sistemas adecuados
para instalar.
Como podemos evidenciar, hay diversas fuentes de información que nos pueden
ayudar a desarrollar nuestro diseño de una manera efectiva y con soluciones
técnicas actuales, basados en parámetros ya estudiados por diferentes autores
dando la factibilidad a desarrollar proyectos como estos.
5
2. JUSTIFICACION DEL PROBLEMA
El presente proyecto está planteado para diseño de un sistema de ventilación
mecánica y aire acondicionado en uno de los espacios de mayor concentración de
personal que tiene la facultad como lo es el auditorio, allí es necesario contar con
el mejor confort para las personas que acudan a alguna actividad que allí se
realice; el auditorio tiene una capacidad aproximada de 270 personas,
presentándose un cambio de temperatura de 18,7°C a 22,5°C en el primer piso y
19,7°C a 25,1°C en el segundo piso (según mediciones realizadas directamente el
día 28 de agosto de 2018), esto es normal debido a la transferencia de calor entre
cuerpos, carga emitida por cada persona y la temperatura del exterior.
Al realizar visitas de campo al auditorio en cuestión se observó que solo cuenta
con una entrada de ventilación natural, la cual corresponde a la puerta principal de
acceso, además se evidencia que el aire al ingresar choca con una pared lo cual
genera que el aire recircule en el pasillo de entrada sin ingresar al auditorio en
mención. En las demás áreas del auditorio no se cumple con el mínimo caudal
propuesto en la norma ASHRAE (ver tabla 1) que es de 5 CFM por persona, esto
se constató con el anemómetro el cual una vez se ubicó en diferentes puntos del
auditorio su indicación no llego al mínimo recomendado por la norma.
Lo anterior refleja que existe una inconformidad al no tener una temperatura de
confort adecuada y la mínima ventilación necesaria, generando incomodidad a las
personas que acuden a este recinto a una actividad puntual y posibles problemas
de salud a corto plazo.
Con ayuda del software CYPE, se obtendrá el análisis de cargas térmicas y
caudales para el proceso de selección, especificación, con el fin de entregar un
proyecto viable para su implementación que beneficiara a la comunidad
universitaria.
6
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la actualidad la planificación y diseño de los sistemas de ventilación así como
los de aire acondicionado se han orientado a mejorar la calidad de aire que se
suministra al interior de las edificaciones y demás recintos, con el fin de preservar
la salud de las personas.
El auditorio no cuenta con un sistema de ventilación o de aire acondicionado y si
se estima que alrededor de 270 personas pueden ocupar el sitio, es necesario
mejorar las condiciones térmicas de este lugar, ya que pueden presentar molestias
al no estar a una temperatura de confort térmico y al no tener una calidad de aire
aceptable, se pueden ver afectados con problemas de salud o dificultades para
concentrarse en la actividad que estén desarrollando.
Todo esto sumado al aumento de la temperatura ambiente en los últimos años por
problemas medio ambientales en el mundo, se requiere una solución técnica a la
ocupación que puede tener el auditorio cuando se realizan actividades como
conferencias, reuniones de alumnos etc.
Por lo cual se ve la necesidad de desarrollar un proyecto que presente una
solución técnica al problema anteriormente planteado mediante la normativa
americana ASHRAE en los estándares 62.1 y 55-74.
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4. OBJETIVOS
4.1 Objetivo General
Diseñar un sistema de ventilación mecánica y aire acondicionado basado en la
norma ANSI/ASHRAE 62.1- 2010 (Ventilación para una calidad aceptable del aire
interior) para el auditorio de la facultad tecnológica de la universidad distrital
Francisco José de Caldas.
4.1.1. Objetivos Específicos
Diagnosticar las condiciones ambientales y psicrométricas que el diseño del
sistema de ventilación mecánica y aire acondicionado debe satisfacer.
Diseñar la distribución de ductos de suministro, extracción de aire y cálculo
de carga térmica utilizando el software CYPE, caudales de aire para el
auditorio, con el fin de determinar las especificaciones técnicas del sistema
de ventilación y aire acondicionado.
Determinar los costos, basados en las especificaciones técnicas y cálculos
obtenidos en el diseño de los sistemas.
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CAPITULO 2
5. MARCO TEORICO CONCEPTUAL Y METODOLOGIA
5.1 Aire Acondicionado
Entendemos por aire acondicionado al sistema de refrigeración del aire que se
utiliza de modo doméstico para refrescar los ambientes cuando las temperaturas
del ambiente son muy altas y calurosas. El aire acondicionado, si bien hace
referencia al aire en sí, es un aparato que se instala en casas, locales y demás
espacios cerrados con el objetivo de proveer de aire fresco que se renueva
permanentemente.
El aire acondicionado funciona a partir de la puesta en circulación del aire de un
espacio cerrado. Esta puesta en circulación suma, además, la variación que se
genera en la temperatura y en la humedad a partir de la entrada de aire frío y de la
salida del aire más caliente o cálido. Hay dos tipos principales de sistemas de aire
acondicionado: los centralizados y los autónomos. Mientras que los segundos son
los más comunes, aquellos que se encuentran en las casas particulares, en
locales, etc., los centralizados son los que dependen de un sistema central como
por ejemplo una caldera que recibe y otorga el tipo de aire específico.
Los aires acondicionados se componen de varias partes que pueden realizarse en
el mismo equipo o fuera de él. Como la mayoría de estos aparatos requiere un
ventilador externo, se considera que el daño que los aires acondicionados generan
al medio ambiente es alto por alterar la humedad y temperatura. Es decir que, en
cierto sentido, los aires acondicionados buscan neutralizar un fenómeno con el
cual colaboran directamente.
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5.1.1 Ciclo de refrigeración
La refrigeración es un proceso que consiste en bajar o mantener el nivel de calor
de un cuerpo o un espacio. Considerando que realmente el frío no existe y que
debe hablarse de mayor o menor cantidad de calor o de mayor o menor nivel
térmico (nivel que se mide con la temperatura), refrigerar es un proceso
termodinámico en el que se extrae calor del objeto considerado (reduciendo su
nivel térmico), y se lleva a otro lugar capaz de admitir esa energía térmica sin
problemas o con muy pocos problemas.
5.1.1.1 Componentes
1. Compresor: Suministra la energía del sistema, comprimiendo el
refrigerante en estado de vapor.
2. Condensador: El condensador es un intercambiador de calor, en el que se
disipa el calor absorbido en el evaporador.
3. Sistema de expansión: El refrigerante líquido entra en el dispositivo de
expansión donde reduce su presión.
4. Evaporador: El refrigerante a baja temperatura y presión pasa por el
evaporador, que al igual que el condensador es un intercambiador de calor,
y absorbe el calor.
Figura 1. Ciclo de refrigeración
Fuente: Tomado de www.daikin.es
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5.2 Equipos De Climatización
5.2.1 Aire Acondicionado Split
Cuando se habla de aire acondicionado Split, el equipo como tal que recibe el
famoso nombre Split es en realidad la unidad que se ubica dentro del área a
acondicionar, dicha unidad requiere para su funcionamiento de otra en el exterior
la cual, por lo general, se instala en la parte exterior con el fin de extraer el calor.
La parte externa es el condensador donde se da una parte del ciclo de
refrigeración, mientras que, la unidad interior es un evaporador el cual lo compone
(ventilador, motor y tarjeta electrónica). Las dos secciones están vinculadas con
un conjunto de tubos que transportan el refrigerante entre ellas.
Figura 2. Unidades Interiores
Fuente: Elaboración propia
El compresor es controlado por un termostato interior que detecta el aire caliente y
lo activa para que circule el gas refrigerante, aumentando así la presión y la
temperatura del refrigerante que posteriormente es movido hacia el condensador.
En el condensador, un sistema de refrigeración se deshace del calor del gas de
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alta presión y esto causa que el gas cambie de estado, pasando a líquido. Luego
este líquido pasa por el elemento de expansión donde baja súbitamente la presión
y temperatura entregando al evaporador liquido sub-enfriado.
Figura 3. Unidades Exteriores
Fuente: Elaboración propia
El ventilador del evaporador acumula el aire caliente y lo transfiere a través de una
cámara la cual contiene el refrigerante líquido enfriado. El sistema de ventilación
sirve para inyectar este aire refrigerado hacia el área a acondicionar, lo que tiene
como resultado la disminución de la temperatura.
Es por éste sistema de dos unidades separadas que se le llama SPLIT.
5.2.2 Aire Acondicionado Tipo Chiller
Se le conoce como Chiller a un sistema de aire acondicionado que se encarga de
enfriar agua y esta a su vez pasa por una unidad manejadora que realiza la
entrega del aire frio al área a acondicionar. Este equipo puede enfriar el agua
hasta 6°C y es más eficiente que la torre de enfriamiento.
Las unidades enfriadoras de líquido o generadoras de agua helada Chiller son la
solución ideal para cubrir las necesidades de Aire Acondicionado en edificios
comerciales, hospitales, universidades, hoteles, instalaciones gubernamentales,
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etc., ya que el costo de la energía para generar refrigeración usando otros
sistemas de aire acondicionado en los mismos serian bastante altos. Estos
equipos tienen la ventaja de llevar el agua refrigerada a las manejadoras a
cualquier distancia mediante el bombeo adecuado.
Figura 4. Chiller Condensado por Aire.
Fuente: Elaboración propia
El Chiller se coloca en el exterior del edificio. En el interior del edificio se colocará
las unidades termo-ventiladas denominadas FAN-COIL que son similares a las
unidades interiores de un sistema de expansión directa. Las únicas conexiones
entre la unidad interna y la unidad externa es un circuito hidráulico común
cerrando un circuito.
El líquido tratado en la unidad exterior enfriado o calentado y circulará impulsada
por la bomba incluida en el sistema hidrómico, por todas las unidades FAN-COIL.
Finalmente el FAN-COIL utiliza el agua que circula por él, enviando el resultante
del intercambio térmico (Aire frío o aire caliente), mediante un ventilador al
ambiente según las demandas de confort del usuario.
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Figura 5. Diagrama de flujo Chiller de absorción
Fuente: Tomado de arquigrafico.com
5.2.3 Aire Acondicionado Tipo Vrf
Un sistema VRF es un sofisticado sistema de bomba de calor. En el nivel más
básico, un sistema VRF (bomba de calor o recuperador de calor) es una bomba de
calor. Cuenta con una sola unidad exterior conectada a varios tipos de unidades
interiores a través de una sola red de tuberías de refrigerantes. En América del
Norte todos los sistemas VRF utilizan actualmente el refrigerante R410a. ASHRAE
y AHRI (Instituto de Aire Acondicionado, Calefacción y Refrigeración), han
formulado una definición del VRF. Los principales criterios son que el sistema
tenga una red de refrigeración común y tres pasos de control.
Hay dos componentes fundamentales en un sistema VRF: un compresor de
velocidad variable, controlado por un sistema inverter, conmutado digitalmente y la
válvula de expansión electrónica, o EXV.
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Figura 6. Sistema de Volumen de Refrigerante Variable
Fuente: Tomado de www.acrlatinoamerica.com
Los sistemas VRF utilizan la tecnología inverter con válvulas de expansión
electrónicas para controlar el flujo de refrigerante a fin de variar la capacidad. El
inverter es un componente electrónico que varía la velocidad del compresor. Al
variar la velocidad, el caudal másico del refrigerante aumenta o disminuye para
que coincida con la carga interna requerida. Esto permite que el sistema VRF
produzca solo la capacidad necesaria requerida en un momento determinado. La
mayoría de fabricantes de VRF están utilizando los compresores controlados por
un sistema inverter en la unidad exterior.
La válvula de expansión electrónica, EXV, se abre y cierra en incrementos que
permiten que fluya la cantidad precisa de refrigerante a través de la bobina
evaporadora. Cada unidad interior tiene una EXV. La EXV tiene una frecuencia de
pulso variable que modula el flujo de refrigerante en la unidad interior. Permite el
paso a la unidad interior de la cantidad requerida de refrigerante para satisfacer la
demanda de la zona.
Out 1
RHXYQ24ATL
RHXYQ12ATL RHXYQ12ATL
½"×1" ½"×1"
BHFP22P100
33.3m
KHRP26A73T +
KHRP26M73TP
⅝"×1⅛"
Ind 1
FXZQ32MVE
0.9m¼"×½"
2.3m
KHRP26A72T
⅝"×1⅛"2.7m
KHRP26A22T
⅜"×¾"
Ind 2
FXFQ63AVE
0.4m⅜"×⅝"
Ind 3
FXFQ100AVE
3.9m⅜"×⅝"
4.3m
KHRP26A72T
½"×1⅛"
Ind 4
FXZQ50MVE
1.8m¼"×½"
2.0m
KHRP26A33T
⅜"×⅞"
Ind 5
FXMQ200MAVE
1.0m⅜"×¾"
2.9m
KHRP26A22T
⅜"×⅝"
Ind 6
FXEQ25AVE
0.8m¼"×½"
Ind 7
FXEQ25AVE
4.8m¼"×½"
15
5.3 Clasificación del sistema de expansión de los equipos de aire
acondicionado
Los sistemas de climatización se pueden dividir en primer lugar atendiendo al tipo
de expansión, en equipos autónomos o de expansión directa y equipos
centralizados o de expansión indirecta.
Equipos autónomos o de expansión directa: estos equipos tienen un
intercambio directo entre el aire a acondicionar y el refrigerante, el aire se
enfría por la expansión directa de un refrigerante. No utilizan agua como
fluido calor portador y presentan baterías de expansión directa
(evaporadores o condensadores). El equipo puede producir frío sólo o frío y
calor.
Figura 7. Sistema de expansión directa
Fuente: Tomado de Equipos de climatización.pdf
Equipos centralizados o de expansión indirecta: estos equipos presentan un
intercambio indirecto entre el aire a acondicionar y el refrigerante a través
de agua como fluido intermedio (sistemas hidrónicos) o salmuera.
Figura 8. Sistema de expansión indirecta.
Fuente: Tomado de Equipos de climatización.pdf
16
5.4 Clasificación de los equipos autónomos o de expansión directa
Atendiendo al fluido en contacto directo con el condensador se distinguen:
Equipos condensados por aire (air-cooled). Son los llamados equipos aire-
aire. Extraen el calor del aire exterior y lo transfieren a los locales mediante
una red de conductos.
Figura 9. Equipos condensados por aire
Fuente: Tomado de Equipos de climatización.pdf
Equipos condensados por agua (water-cooled), son los llamados equipos
agua aire. El agua utilizada para la condensación puede ser agua de una
torre de enfriamiento o puede ser agua perdida de pozos, lagos, ríos, etc.
Producen unos rendimientos energéticos mejores que las que utilizan aire
exterior, debido a la menor temperatura de condensación y la mayor
uniformidad de la temperatura a lo largo del año.
17
Figura 10. Equipos condensados por agua
Fuente: Tomado de Equipos de climatización.pdf
Cuando el fluido al que se le cede o absorbe calor es el aire se utiliza un
intercambiador de tubos y aletas, si este fluido es el agua el intercambiador
recomendado es de carcasa y tubo.
Los equipos condensados por aire son más ruidosos que los condensados por
agua, y a parte para un mismo consumo de potencia aportan menos potencia
frigorífica y calorífica.
- Condensador evaporativo (evaporatively-cooled). En este tipo de condensadores
se evapora agua situada en la superficie de los tubos por los que circula el
refrigerante. Este tipo de condensadores tienen un rendimiento muy alto porque
usan temperaturas de condensación bajas, pero tienen unos costes muy altos, lo
que hace que su uso sea escaso. ƒ
Atendiendo a la inversión térmica que sea capaz de realizar la máquina, los
equipos pueden ser:
-Irreversibles: Solo pueden dar frío o calor.
18
-Reversibles: Dan frío y calor. Las fuentes de calor usadas son: resistencias
eléctricas, calentamiento de gas (intercambiador de gases combustión-aire) y
bombas de calor con la inversión del ciclo por una válvula de cuatro vías
5.4.1 Equipos de expansión indirecta. La enfriadora de agua
Los equipos de producción de agua fría están especialmente indicados para los
grandes sistemas de acondicionamiento de aire por las ventajas que ofrece en
cuanto a distribución y a la centralización de la producción de frío.
El agua se utiliza como refrigerante secundaria. El agua es enfriada en
transferencia térmica con un refrigerante. Posteriormente, el agua se distribuye
para el acondicionamiento del aire.
Las plantas enfriadoras se pueden dividir en dos grupos según el medio que se
utilice para el intercambio de calor con el refrigerante en el condensador. Se
clasifican según:
-Enfriadoras de agua condensadas por agua, o equipos agua- agua:
Se benefician del calor específico del agua y su calor latente de vaporización.
Requieren una red de suministro de agua, los emisores son radiadores a baja
temperatura, fan-coils o suelo radiante y permiten mantener un COP constante y
elevado durante toda la temporada.
-Enfriadoras de agua condensadas por aire, o equipos aire- agua:
El aire se toma del ambiente, sin embargo, su bajo calor específico obliga a mover
grandes cantidades del mismo para un buen intercambio térmico, lo que hace que
sea necesario el uso de ventiladores.
El uso de las plantas enfriadoras de agua condensadas por aire se está
extendiendo cada vez más en sustitución de los modelos condensados por agua.
El precio del metro cúbico de agua y las restricciones en su consumo que dicho
coste implica, inclina la balanza a favor de las plantas condensadas por aire.
19
Además hay otros factores, tales como el problema de la legionella, asociado a las
torres de refrigeración, hacen que el uso de plantas condensadas por aire crezca
cada vez más en importancia.
5.5 Norma ANSI/ASHRAE 62.1
El objetivo de este estándar es especificar las tasas mínimas de ventilación y otras
medidas para suministrar una calidad de aire interior, que sea adecuada para la
ocupación humana y minimice los efectos negativos sobre la salud.
5.5.1 Propósito
El propósito de esta norma es especificar las tasas mínimas de ventilación y
otras medidas destinadas a proporcionar una calidad de aire interior que
sea aceptable para los ocupantes humanos y que minimice efectos
adversos para la salud.
Este estándar está destinado a la aplicación reglamentaria a nuevos
edificios, adiciones a edificios existentes y aquellos cambios a edificios
existentes que están identificados en el cuerpo del estándar.
Este estándar está destinado a ser utilizado para guiar la mejora de la
calidad del aire interior en edificios existentes.
5.5.2 Alcance
Esta norma se aplica a todos los espacios destinados a la ocupación
humana, excepto aquellos dentro de casas unifamiliares, estructuras
multifamiliares de tres pisos o menos sobre el nivel del jardín, vehículos y
aeronaves.
Los requisitos adicionales para laboratorio, industria, cuidado de la salud y
otros espacios pueden estar dictados por el lugar de trabajo y otros
estándares, así como también los procesos que ocurren dentro del espacio.
20
Aunque la norma se puede aplicar tanto a edificios nuevos como a
existentes, las disposiciones de esta norma no están destinadas a aplicarse
retroactivamente cuando la norma se utiliza como un reglamento o código
obligatorio.
Este estándar no prescribe requisitos específicos de velocidad de
ventilación para espacios que contienen tabaco o que no cumplen con los
requisitos del estándar para la separación de espacios que contienen
tabaco.
Este estándar contiene requisitos, además de la ventilación, relacionados con
ciertas fuentes, incluido el aire exterior, los procesos de construcción, la humedad
y el crecimiento biológico.
5.5.3 Sistemas y equipos
Proyectos de Air Balancing. El sistema de distribución de aire de
ventilación debe estar provisto de medios para ajustar el sistema para
lograr al menos el flujo de aire de ventilación mínima como requiere la
Sección 6 bajo cualquier condición de carga.
Documentación. Los documentos de diseño especificarán los requisitos
mínimos para las pruebas de balance de aire o las normas nacionales de
referencia aplicable para medir y equilibrar el flujo de aire. La
documentación de diseño deberá indicar suposiciones que se hicieron en el
diseño con respecto a las tasas de ventilación y de distribución de aire.
Conducto de escape Ubicación. Los conductos de salida que transmiten
contaminantes potencialmente nocivos se presurizarán negativamente con
respecto a los espacios por los que pasan, de manera que el aire de
escape no puede filtrarse en espacios ocupados; de suministro, retorno, o
conductos de aire exterior; o cámaras de aire.
Controles del sistema de ventilación. Sistemas de ventilación mecánica,
incluirán controles manuales o automáticos, que permiten que el sistema
21
del ventilador en marcha cada vez estén ocupados los espacios servidos. El
sistema deberá estar diseñado para mantener no menos que el flujo de aire
exterior mínima requerido en la cláusula 6, bajo cualquier condición de
carga.
Superficies corrientes de aire. Todas las superficies de corriente de aire
en equipos y conductos en la calefacción, ventilación y sistema de aire
acondicionado deben estar diseñadas y construidas de acuerdo con los
siguientes requisitos.
Resistencia al crecimiento de moho. Superficies de materiales se
determinarán para ser resistente al crecimiento de moho de acuerdo
con un método de ensayo normalizado, tal como el “crecimiento de
moho y ensayo de humedad” en UL 181, 3 ASTM C 1338, 4 o
métodos de ensayo comparables.
Resistencia a la erosión. materiales de la superficie de la corriente
aérea serán evaluadas de acuerdo con el “ensayo de erosión” en UL
181 3 y no podrá romper, crack, pelar, descascara, o mostrar
evidencia de deslaminación o erosión continua bajo condiciones de
prueba.
Entradas de aire exterior. Sistema de ventilación tomas al aire libre deben
ser diseñados de acuerdo con lo siguiente.
Ubicación. Tomas de aire en el exterior (incluyendo aberturas que
se requieren como parte de un sistema de ventilación natural)
estarán situados de tal manera que la distancia más corta desde la
toma a cualquier fuente específica al aire libre contaminante
potencial deberá ser igual o mayor que la distancia de separación.
lluvia arrastre. tomas de aire exterior que forman parte del sistema
de ventilación mecánica deberán ser diseñados para gestionar el
arrastre de lluvia de acuerdo con una cualquiera de las siguientes:
22
Limitar la penetración de agua a través de la ingesta de 0,07 oz / ft2h
(21,5 g/m2⋅h) de la zona de entrada cuando se probó usando el
aparato de prueba de lluvia describe en la Sección 58 de UL 1995.
Seleccione rejillas que limitan la penetración de agua a un máximo
de 0,01 oz/ft2 (3g/m2) de área libre de persiana a la velocidad
máxima de admisión. Esta tasa de penetración de agua se
determinará para una duración mínima de ensayo de 15 minutos
cuando se somete a un caudal de agua de 0,25 gal/min (16 mL/s)
como se describe en la prueba de penetración de agua en AMCA
500-L-9913 o equivalente. Administrar el agua que penetra en la
rejilla, proporcionando un área de drenaje y/o dispositivos de
eliminación de humedad.
Aire de combustión. Combustible de quema de electrodomésticos, tanto
con la atmósfera y sin ventilación, se proporcionan con suficiente aire para
la combustión y la eliminación adecuada de los productos de la combustión
de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Productos de la combustión
de los aparatos ventilados deberán ser ventilados directamente al aire libre.
Eliminación de Material Particulado. Filtros de partículas o filtros de aire
que tienen un valor de informes eficiencia mínima (MERV) de no menos de
6 cuando nominal de acuerdo con ANSI / ASHRAE 52.2 15 se facilitará
aguas arriba de todas las bobinas de refrigeración o de otros dispositivos
con superficies húmedas a través del cual se suministra aire a un espacio
ocupable.
Bobinas de tubo con aletas e intercambiadores de calor
Bandejas de drenaje. Una bandeja de drenaje de acuerdo con la
Sección 5.10 será proporcionada debajo de todos los conjuntos de
batería de enfriamiento de des humidificación como todos los
intercambiadores de calor de condensadas productoras.
Selección de tubo con aletas de la bobina para la limpieza.
bobinas individuales de tubos con aletas o varias bobinas de tubo
23
con aletas en serie, sin espacio intermedio (s) de acceso de al
menos 18 pulg. (457 mm) serán seleccionados para dar lugar a no
más de 0,75 pulg. wc (187 Pa) combinado bobina seca la caída de
presión a 500 pies por minuto (2,54 m / s) velocidad de cara.
Humidificadores y sistemas de agua-Spray. De vapor y evaporación
directa humidificadores, lavadores de aire, y otros sistemas de aspersión de
agua deben ser diseñados de acuerdo con esta sección.
Calidad del Agua. El agua debe provenir directamente de una
fuente potable o de una fuente con una calidad igual o mejor agua.
Las obstrucciones. Los filtros de aire u obstrucciones de conductos,
tales como paletas de giro, amortiguadores de volumen, y las
compensaciones de conductos mayores de 15 grados, que están
instalados aguas abajo de los humidificadores o sistemas de
pulverización de agua estarán situados a una distancia igual o mayor
que la distancia de absorción recomendado por el humidificador o
pulverización de agua fabricante del sistema.
Acceso para la inspección, limpieza y mantenimiento
Ventilación acceso Equipo. Las puertas de acceso, paneles u
otros habrá medios y dimensionadas para permitir el acceso
cómodo y expedito suficiente para inspeccionar, mantener y
calibrar todos los componentes del sistema de ventilación para lo
cual es necesaria la inspección de rutina, mantenimiento o
calibración. los componentes del sistema de ventilación
comprenden, por ejemplo, aire de manipulación de unidades,
unidades de fan-coil, bombas de calor agua-agua, otras unidades
terminales, controladores, y sensores.
Sistema de distribución de aire. Las puertas de acceso,
paneles, u otros medios deberán ser proporcionados en equipos
de ventilación, conductos y cámaras de aire, situadas y
24
dimensionadas para permitir el acceso cómodo y expedito para la
inspección, limpieza y mantenimiento de rutina.
Sobre y Superficies interiores de construcción. La envolvente del
edificio y las superficies interiores dentro de la envolvente del edificio deben
ser diseñadas de acuerdo con lo siguiente.
La condensación en las superficies interiores. Tuberías,
conductos, y otras superficies dentro del edificio cuyas temperaturas
de superficie son espera que caiga por debajo de la temperatura de
punto de rocío que rodea deberá estar aislado. Las características de
resistencia y materiales térmicos del sistema de aislamiento deberán
ser suficientes para evitar la formación de condensación en la
superficie expuesta y dentro del material aislante.
25
Tabla 1. Tasas mínimas de ventilación en zonas de respiración
Fuente: Tomado de ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2010,” Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality”
26
5.6 Psicrometría
La psicrometría es una de las cuatro ciencias que subyacen al alcance de la
experiencia técnica de ASHRAE, que incluye la refrigeración, la transferencia de
calor, masa y el flujo de fluidos. La Psicrometría es una sub ciencia de la física que
trata con las propiedades y los procesos del aire húmedo. El aire húmedo se
define como una mezcla de dos gases: aire seco y vapor de agua (la fase gaseosa
de H2O).
El contenido de vapor de agua del aire varía desde tan poco como 0.2% en
volumen hasta tanto como 3.5%, pero ese pequeño porcentaje representa una
parte significativa de la energía requerida para operar sistemas de aire
acondicionado y está asociado con muchas quejas de comodidad del sistema.
Hasta la década de 1980, el gráfico psicrométrico era la herramienta elegida para
(1) determinar las propiedades del punto de estado, (2) utilizar gráficamente las
condiciones del espacio, la relación de calor sensible y los requisitos de aire
exterior para determinar (y luego especificar) la entrada y salida de la bobina de
enfriamiento puntos y cantidad de aire del sistema, y (3) proporcionar una
visualización del ciclo completo de los procesos individuales que se vinculan para
formar el ciclo del aire acondicionado.
Las computadoras y los programas de software psicrométricos gráficos han
asumido las Tareas 1 y 2. Usar una tabla psicológica para la Tarea 3 es tan útil
para detectar problemas de diseño como para encontrar oportunidades
alternativas, pero en demasiados casos es una herramienta de visualización /
diagnóstico excepcional pero infrautilizada.
"Durante este cambio, surgieron varias razones por la falta de motivación para
adquirir habilidades psicrométricas. Aquí hay dos:
Las herramientas de diseño de software de hoy en día pueden calcular las cargas
subyacentes sensibles y latentes, luego alimentarlas en un software psicrométrico
que genera toda la información necesaria para la humidificación del manejo del
aire y los horarios de la bobina. El tiempo y el trabajo requeridos para calcular y
trazar la relación de calor sensible de la sala, el proceso de la bobina de
enfriamiento, y luego calcular las cantidades de aire y la ganancia de calor del
ventilador, todo lo hace la computadora. Esto ahorra el trabajo pesado, pero
también priva al diseñador de la familiaridad y la visión en el diseño.
27
5.6.1 Tabla Psicrometrica
Tabla 2. Tabla psicométrica Bogotá
Fuente: Tomado: Software PsyPro
En una carta psicométrica se encuentran todas las propiedades del aire, es
necesario obtener dos propiedades intensivas y de esta forma se puede entrar a la
tabla. Estas son las más importantes.
Temperatura de Bulbo Seco
Temperatura de Bulbo Húmedo
Temperatura de Punto de Rocío
Humedad Relativa
Humedad Absoluta
Entalpía
Volumen Específico.
28
Podemos manejar las propiedades a nuestro gusto. Aquí es donde entra la
ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning
Engineers) que define el acondicionamiento como: el proceso para tratar el aire,
de manera que se controle la temperatura, humedad, limpieza y la forma en la que
se distribuye en un espacio determinado.
Tanto la temperatura como la humedad son propiedades encontradas dentro de la
carta psicrométrica. Esto nos facilita el hecho que para manejarlos es necesario
tener conocimientos básicos de las propiedades del aire y la humedad. Esta
misma asociación también determinó ciertos parámetros que en la parte de
acondicionamiento de aire, sería una zona de “Confort”. Es decir, el ser humano
estaría en esa zona bajo una variedad de combinaciones de temperatura y
humedad. La mayoría de las personas esta confortable en una atmósfera con una
humedad de 30% a 70% a una temperatura de 21°C a 29°C.
5.7 La Climatización De Aire
Que requiere aumento de la humedad del aire incluye, además de la
humidificación, dos procesos de calentamiento, antes y después de la
humidificación. En la Figura 11 se muestra el esquema de un climatizador de aire,
capaz de regular tanto la temperatura como la humedad del aire. La humidificación
se realiza añadiendo vapor de agua en vez de agua líquida; en ese caso, aumenta
la humedad del aire, pero no se produce el efecto de enfriamiento. (7) Figura 11. Esquema de un climatizador de aire
Fuente: Tecnun Tema 09 – Aire Húmedo.
5.7.1 Ventilación Mecánica
La función de ventilación, consiste en la entrada de aire exterior, para renovar
permanentemente el aire de recirculación del sistema en las proporciones
necesarias a fin de lograr un adecuado nivel de pureza, dado que como resultado
del proceso respiratorio, se consume oxígeno y se exhala anhídrido carbónico, por
29
lo que debe suministrarse siempre aire nuevo a los locales para evitar que se
produzcan vaciamientos y olores. (8)
5.7.2 Presiones
Si el conducto es horizontal o la diferencia es inferior a 100 metros, la presión por
diferencia de altura es cero.
La presión estática Pe actúa en todos los sentido del conducto. Se manifiesta en el
mismo sentido y en el contrario de la corriente.
La presión dinámica actúa en el sentido de la velocidad del aire. La presión total
es constante en todos los puntos del filete de fluido considerado y su expresión es:
Ec. 5.7.1
Según el diagrama de conceptos básicos de la ventilación de Soler & Palau (9)
que se presenta a continuación, podemos reflejar el comportamiento de esta
propiedad física en un conducto de ventilación:
Figura 12. Comportamiento de la Presión en conductos de ventilación
Fuente: Tomado de Soler & Palau (Manual Práctico De La Ventilación Cap.: 2 Fig. 2.1)
Esta magnitud es importante en el diseño de los sistemas de ventilación ya que
nos da un parámetro que debe vencer nuestro ventilador, además nos da una
pauta para la selección del tipo de ventilador y accesorios que se deben instalar
en nuestro sistema.
30
5.7.3 Clasificación De Los Ventiladores
Ventilador Centrífugo
En estos aparatos la trayectoria de la velocidad del aire sigue una dirección axial a
la entrada y paralela a un plano radial a la salida. Entrada y salida están en ángulo
recto
Ventiladores Axiales
La entrada de aire al aparato y a la salida sigue una trayectoria según superficies
cilíndricas coaxiales
Ventiladores Transversales
La trayectoria del aire en el rodete de estos ventiladores es normal al eje tanto a la
entrada como a la salida, cruzando el cuerpo del mismo.
Ventiladores Helicocentrifugo
El aire entra como en los axiales y sale igual que en los centrífugos.
5.8 Software Cype 2018
La trayectoria de CYPE se inicia en 1983 con una intensa actividad en el terreno
de la ingeniería y el cálculo de estructuras, lo que motiva el desarrollo informático
de aplicaciones para cubrir las necesidades propias y las de sus clientes. El éxito
de estos programas encamina a la firma a concentrar su actividad en el desarrollo,
la comercialización y la distribución de software técnico; actividad supervisada y
dirigida desde sus inicios por Vicente Castell Herrera.
El desarrollo de los programas se inicia con el análisis de las necesidades del
profesional y de la realidad del sector; y continúa con el proceso productivo, que
incorpora la experiencia del contacto directo con el usuario y la tecnología
informática más innovadora.
La fiabilidad en los cálculos está altamente garantizada mediante precisos listados
de comprobación, así como la seguridad de que dichos cálculos están
actualizados a las últimas normativas nacionales e internacionales.
31
El software de CYPE abarca tres áreas fundamentales en la elaboración del
proyecto:
Diseño y análisis estructural: CYPECAD, CYPE 3D, Muros pantalla y Marcos.
Diseño y cálculo de instalaciones: Infraestructuras urbanas, CYPECAD MEP, CYPETHERM, CYPELEC REBT.
Gestión de obras y documentación de proyecto: Generador de precios, Memorias CTE, Libro del edificio, Estudio de rehabilitación energética de edificios, Pliegos de condiciones, Arquímedes y control de obra.
Con el software CYPE, se desarrolló el proyecto para determinar las cargas
térmicas necesarias para el diseño de un sistema de climatización para el
auditorio, el software se instaló con una licencia de evaluación con 10 días gratis
para poder trabajar en el desarrollo del proyecto, con ello eligió el área de diseño
y cálculo de instalaciones, en la sección de CYPECAD MEP donde se realizó un
estudio térmico del recinto, calculando las cargas térmicas del edificio con el
objeto de lograr un acondicionamiento correcto por medio de las funciones de
transferencia. El cálculo de cargas tiene en cuenta la geometría solar y la
radiación solar a cualquier hora y en cualquier situación geográfica. De este modo,
la aproximación a la realidad de la temperatura sol-aire es mayor.
Tanto las cargas de ocupación e iluminación como la transmisión a través de los
huecos y cerramientos tienen un cálculo que permite simular la inercia térmica real
de la carga térmica de los recintos.
El programa efectúa los siguientes cálculos:
Carga térmica máxima de refrigeración para todos los recintos descritos en la obra.
Carga térmica simultánea máxima de refrigeración para todos los conjuntos de recintos descritos. De este modo, se permite un mayor ajuste en la selección del equipo.
Caudal de aire necesario para climatizar los recintos.
32
6. METODOLOGIA DEL DISEÑO
El diseño del sistema de aire acondicionado y ventilación mecánica del auditorio,
se realiza con el fin de optimizar las condiciones ambientales del recinto y mejorar
el confort térmico de las personas, el diseño se desarrollara en las siguientes
etapas:
1. Determinación de las Condiciones ambientales de sitio mediante datos
meteorológicos de IDEAM.
2. Análisis de las condiciones psicrométricas por medio del software psypro, el
cual nos arroja la carta psicométrica específica para la ciudad de Bogotá.
3. Determinación de caudal mínimos de renovación por personas y pies
cuadrados bajo el estándar ASHARE 62.1.
4. Calculo de carga térmica bajo los estándares 62.1 y 50-74 de la ASHARE
mediante un software especializado en cálculo de carga térmica y sistemas
HVAC (CYPE).
5. Análisis de los diferentes tipos de sistemas de aire acondicionado y ventilación
mecánica. mediante un tabla comparativa.
6. selección del sistema de climatización y ventilación mecánica.
7. Selección de equipos.
8. Diseño de redes de refrigeración y conductos de aire.
9. Diseño de Especificaciones técnicas HVAC para el auditorio de la faculta
tecnológica de la universidad Distrital.
10. Cuadro de Cantidades de Obra.
11. cotizaciones
12. Costos para la implementación de los sistemas HVAC basados en las
especificaciones técnicas del diseño.
33
CAPITULO 3
7. DESARROLLO DE LA PROPUESTA
Con el propósito de contar con datos específicos se tomó como referencia la
información suministrada por el IDEAM del año 2017 (10), Bogotá está ubicada a
una altura sobre el nivel del mar de 2546 m y latitud de 4° 38' NORTE, con una
temperatura de bulbo seco de 20.2 °C, y humedad relativa de 83%; estos datos
permiten ingresar en la carta psicrometrica y obtener la temperatura de bulbo
húmedo la cual es de como se observa en la siguiente figura.
Figura 13. Temperatura de bulbo húmedo.
Fuente: Tomado de Software PsycPro.
Tabla 3. Condiciones de ambiente interior
Fuente: elaboración propia
AMBIENTE INTERIOR
Temperatura Bulbo Seco: 68.3 °F (22°C)
Humedad Relativa: 60%
34
Para los datos de condiciones interiores de ambiente, se toma como parámetro
cumplir con los intervalos de temperatura y humedad propuestos en la norma
ASHRAE 55 de condiciones de confort de una persona.
7.1 Análisis Psicrometrico
Para obtener el análisis psicométrico del diseño es necesario determinar el tipo de
proceso que va a sufrir el aire. Para cumplir con lo propuesto en el estándar
ASHARE 62.1, debemos tener una toma de aire exterior la cual nos ayude con
una mejor condición de aire para ventilación del recinto y teniendo en cuenta que
los equipos de aire acondicionado deben tener un retorno de aire, teniendo estos
dos parámetros y consultando los tipos de procesos que tiene el aire se determinó
el proceso que sufrirá el aire:
Una mezcla de dos corrientes de aire húmedo, una corriente de aire interior
y la otra corriente de aire exterior (Figura 14).
Figura 14. Mezcla de dos corrientes de aire
1
2
3
CONDICIONES
DE AIRE
EXTERIOR
CONDICIONES
DE AIRE
INTERIOR
CONDICIONES DE
AIRE MEZCLA
Fuente: Elaboración propia
Analizando la figura 13, es necesario determinar las condiciones finales del estado
del aire, las cuáles serán las condiciones del aire a la entrada del serpentín y que
se encontrara a partir de los 3 puntos que tenemos, para el desarrollo de esta
actividad se utilizó el Software PsycPro.
Para determinar las condiciones del aire, se realizó el siguiente procedimiento:
Después de ingresar al software PSYPRO, el primer paso fue ajustar la
carta psicrometrica, para esto fue necesario ingresar a la ventana de
propiedades donde seleccionamos la opción de datos climáticos de acuerdo
35
a la ASHRAE, seleccionamos el país (Colombia), y el programa por defecto
nos da las condiciones de altitud y presión para corregir la carta. (figura 15)
El segundo paso es ingresar las condiciones exteriores, condiciones
interiores, y el punto de roció.(figuras 16, 17 , 18)
Por ultimo ejecutamos la opción caja de mezcla y el software nos arroja el
proceso en la carta psicrometrica. (figura 19)
Figura 15. Condiciones iniciales para ajuste carta psicrometrica
Fuente: Tomado de Software PsycPro.
Para las condiciones iniciales solo fue necesario especificar la localización del
lugar de diseño y la altitud (m), se debe considerar que tener la altitud del lugar es
primordial para este análisis, ya que la carta psicrometrica varía según el cambio
de esta magnitud.
36
Figura 16. Introducción Punto Exterior
Fuente: Tomado de Software PsycPro.
Figura 17. Introducción Punto Interior.
Fuente: Tomado de Software PsycPro.
37
Figura 18. Introducción Punto de rocio.
Fuente: Tomado de Software PsycPro.
Figura 19. Estado Final del Aire
Fuente: Tomado de Software PsycPro
38
En la figura 19 evidenciamos el punto de estado final del proceso, al cual el aire va
ingresar al serpentín. (Tabla 4)
Tabla 4. Condiciones de Diseño
Fuente: Elaboración propia.
Con los datos de diseño y el estado del aire a la entrada del serpentín se realiza la
solicitud al fabricante de los equipos para la selección de los mismos, además de
otras especificaciones descritas más adelante.
7.2 Determinación De Caudal Mínimos De Renovación
Para dar solución al caudal mínimo de renovación, se usó el parámetro de la tabla
6.1 de la norma 62.1 , donde entregan el valor por persona y por área para
determinar la cantidad mínimas de caudal, a continuación se demuestra de donde
se obtuvo cada valor:
ESTADO AIRE ENTRADA SERPENTIN
Temperatura Bulbo Húmedo: 60 °F (15.55°C)
Humedad Relativa: 70%
39
Tabla 5. Tasas mínimas de ventilación en zonas de respiración
Fuente: Tomado de ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2010, “Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality”
40
Teniendo los parámetros ya descritos en la Norma ASHARE 62.1 (tabla 6.1), se
procede a calcular el caudal mínimo tanto por área, como por persona del
auditorio utilizando las siguientes ecuaciones:
Ec. 7.3.1
Ec. 7.3.2
Dónde:
La ecuación 7.3.1 se deduce de acuerdo a la (tabla 6.1 de la Norma ASHARE
62.1) para el cálculo de tasas de aire exterior por persona y área.
Tabla 6. Tasas mínimas de ventilación en el auditorio
SITIO TASA DE AIRE EXTERIOR PARA
PERSONAS(CFM/PERSONA)
TASA DE
AIRE EXTERIOR DEL AREA
(CFM/PIE2)
CANTIDAD DE
PERSONAS (#)
AREA (PIE2)
CAUDAL POR TASA
DE PERSON
AS (CFMS)
CAUDAL
POR TASAS DE AREA (CFMS
)
Auditorio Piso 1
5 0,06 150 2045,14 750 122,71
Pasillo Piso 1
5 0,06 0 322,92 0 19,38
Archivo Piso 1
5 0,06 3 25,83 15 1,55
Archivo 2 Piso 1
5 0,06 3 25,83 15 1,55
Sala Cámaras
5 0,06 3 150,69 15 9,04
41
Fuente: Elaboración propia
En la tabla 6 describimos los caudales mínimos calculados para el auditorio, este
valor se debe comparar con el valor de caudal de suministro por los equipos
seleccionados para este diseño.
7.3 Calculo De Carga Térmica Bajo Los Estándares 62.1 Y 50-74 De La Ashrae
Mediante Un Software Especializado En Cálculo De Carga Térmica Y
Sistemas Hvac (Cype).
Para el diseño, se utilizó un software especializado (CYPE), donde se realizó el
estudio de la carga térmica teniendo en cuenta el Método de las Series
Temporales Radiantes (RTSM) propuesto y recomendado por la "American
Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers" (ASHRAE) para
el cálculo de las cargas térmicas de refrigeración y el procedimiento para el cálculo
de las cargas de calefacción; ambos descritos en el "Load Calculation Applications
Manual de 2010" (Jeffrey D.Spitler. Load Calculation Applications Manual.
ASHRAE. ISBN 978-1-933742-72-4, 2010).
Para el desarrollo del diseño, consideramos dividir el recinto en siete
subdivisiones, de acuerdo a la distribución del mismo en el plano. Teniendo en
cuenta la metodología que utiliza el programa (CYPE) para el estudio de cada una
de las divisiones que nosotros como diseñadores estimamos.
El programa entrega los siguientes resultados:
Nombre del recinto y conjuntos del recinto.
Condiciones internas (Temperatura Bulbo seco y Humedad Relativa) y
externas (Temperatura Bulbo Seco y Temperatura Bulbo Húmedo) del
proyecto descritos ítem 7.1, se toman las condiciones máximas del recinto
para tener el cálculo de carga térmica mayor.
Piso 1
Auditorio Piso 2
5 0,06 120 402,78 600 24,17
Pasillo Piso 2
5 0,06 0 322,92 0 19,38
TOTAL CAUDAL 1395 197,77
42
Ganancia de calor sensible por conducción y convección por medio de las
paredes externas.
Ganancia de calor sensible por conducción y convección por medio de las
cubiertas y techo.
Ganancia de calor sensible y latente generada por las personas en estado
de reposo.
Ganancia de calor sensible por luces de iluminación.
Ganancia de calor sensible y latente generado por el ingreso de aire.
Potencia Térmica por superficie.
Potencia Térmica total.
Los resultados de carga térmica, perdida térmica de diseño, perdida térmica de
diseño por ventilación y capacidad térmica de calefacción de cada una de las
áreas del auditorio se muestra desde la figura 20 hasta la figura 54.
7.4.1 Piso 1, Planta Baja
Figura 20. Carga Máxima PISO 1
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
43
Figura 21. Carga térmica de diseño y pérdida térmica de diseño por transición PISO 1 Elaboración propia mediante CYPE
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
Figura 22. Perdida térmica de diseño por ventilación y capacidad térmica de calentamiento PISO 1
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
44
Figura 23. Datos del recinto PISO 1
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
Figura 24. Perdida térmica de diseño por ventilación PISO 1
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE
45
7.4.2 Pasillo Piso 1, Planta Baja
Figura 25. Carga Máxima Pasillo PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
46
Figura 26. Carga térmica de diseño y pérdida térmica de diseño por transición PASILLO PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
Figura 27. Perdida térmica de diseño por ventilación y capacidad térmica de calentamiento PASILLO PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
47
Figura 28. Datos del recinto PASILLO PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
Figura 29. Perdida térmica de diseño por ventilación PASILLO PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
48
7.4.3 Archivo 1, Planta Baja
Figura 30. Carga Máxima Pasillo ARCHIVO 1 PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
49
Figura 31. Carga térmica de diseño y pérdida térmica de diseño por transición ARCHIVO 1 PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
Figura 32. Perdida térmica de diseño por ventilación y capacidad térmica de calentamiento ARCHIVO 1 PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
50
Figura 33. Datos del recinto ARCHIVO 1 PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
Figura 34. Perdida térmica de diseño por ventilación ARCHIVO 1 PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
51
7.4.4 Archivo 2, Planta Baja
Figura 35. Carga Máxima Pasillo ARCHIVO 2 PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
52
Figura 36. Carga térmica de diseño y pérdida térmica de diseño por transición ARCHIVO 2 PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
Figura 37. Perdida térmica de diseño por ventilación y capacidad térmica de calentamiento ARCHIVO 2 PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
53
Figura 38. Datos del recinto ARCHIVO 2 PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
Figura 39. Perdida térmica de diseño por ventilación ARCHIVO 2 PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
54
7.4.5 Sala De Cámara, Planta Baja
Figura 40. Carga Máxima Pasillo ARCHIVO 2 PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
55
Figura 41. Carga térmica de diseño y pérdida térmica de diseño por transición SALA DE CÁMARA PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
Figura 42. Perdida térmica de diseño por ventilación y capacidad térmica de calentamiento SALA DE CÁMARA PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
56
Figura 43. Datos del recinto SALA DE CÁMARA PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
Figura 44. Perdida térmica de diseño por ventilación SALA DE CÁMARA PLANTA BAJA
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE
57
7.4.6 Piso 2, Planta 1
Figura 45. Carga Máxima Pasillo AUDITORIO PISO 2
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
58
Figura 46. Carga térmica de diseño y pérdida térmica de diseño por transición PISO
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
Figura 47. Perdida térmica de diseño por ventilación y capacidad térmica de calentamiento PISO 2
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
59
Figura 48. Datos del recinto PISO 2
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
Figura 49. Perdida térmica de diseño por ventilación PISO
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
60
7.4.7 Pasillo Segundo Piso, Planta 1
Figura 50. Carga Máxima PASILLO SEGUNDO PISO
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
61
Figura 51. Carga térmica de diseño y perdida térmica de diseño por transición PASILLO SEGUNDO PISO
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
Figura 52. Perdida térmica de diseño por ventilación y capacidad térmica de calentamiento PASILLO SEGUNDO PISO
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
62
Figura 53. Datos del recinto PASILLO SEGUNDO PISO
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
Figura 54. Perdida térmica de diseño por ventilación PASILLO SEGUNDO PISO
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
63
Los resultados de carga térmica final para el auditorio tanto de refrigeración como
de calefacción, se describen en la figura 55 y 56.
Figura 55. Resumen de resultados para conjunto de recintos
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
Figura 56. Resumen de resultados para conjunto de recintos
Fuente: Elaboración propia mediante CYPE.
64
En la tabla 7 se tabularon los cálculos de carga térmica por cada una de áreas del
auditorio, que nos entregó el programa en términos de potencia térmica total
(Kcal/h).
Tabla 7. Carga térmica total del auditorio en Kcal/h.
CARGA DE REFRIGERACION
CONJUNTO POTENCIA
TOTAL (Kcal/h)
PLANTA BAJA-ARCHIVO 1 227,8
PLANTA BAJA-ARCHIVO 2 230
PLANTA BAJA-AUDITORIO PISO 1 13325,6
PLANTA BAJA-PASILLO PRIMER PISO -1231,5
PLANTA BAJA-SALA DE CAMARAS 251,9
PLANTA 1 -AUDITORIO PISO 2 11057,2
PLANTA 1 -PASILLO SEGUNDO PISO -21
TOTAL 23840
Fuente: Elaboración propia.
En la segunda parte de la tabulación se describe la carga térmica total con el fin
de determinar la potencia total en términos de magnitudes convencionales en
sistemas de aire acondicionado como lo son los Btu/h y las Toneladas de
Refrigeración. (Tabla 8)
65
Tabla 8. Conversión de unidades de Carga térmica
CONVERSION DE UNIDADES
Kcal/h 23840
Btu/h 94541,5
TR 8 Fuente: Elaboración propia.
7.5 Análisis De Los Diferentes Tipos De Sistemas De Aire Acondicionado Y
Ventilación Mecánica Mediante Una Matriz de Selección.
Para el análisis de los sistemas de aire acondicionado y ventilación mecánica, se
desarrolló una matriz de selección con los sistemas, en donde se valora las
alternativas contra cada uno de los criterios siguientes: tamaño, Afinidad con el
recinto, eficiencia energética y acceso a mantenimiento, usando una escala de 1 a
5, siendo 5 el más ideal, después se multiplica los valores de cada criterio dando
un puntaje total, en donde el puntaje más alto, se convertirá en el equipo más
adecuado para el auditorio.
Se presenta cada uno de las alternativas teniendo en cuenta los siguientes
criterios:
Tamaño: hace referencia a la dimensión del equipo y todos sus
componentes a la hora de la instalación en el recinto.
Eficiencia energética: hace referencia al uso eficiente de la energía con
respecto al trabajo que realiza el equipo, en donde el índice (EER) Relación
de Eficiencia Energética, es la potencia térmica removida del ambiente
entre la potencia eléctrica consumida por el equipo, en donde tenemos los
siguientes índices de eficiencia energética por cada equipo:
Equipo Split = 4.10
Equipo paquete = 13.2
Equipo Chiller = 5.7
Sistema VRF = 9.1
Afinidad con el recinto: hace referencia al equipo que mejor se
acondicione a la estructura física del recinto, sin tener que hacer muchas
modificaciones, ya que incrementaría el presupuesto final.
66
Acceso a mantenimiento: hace referencia a la facilidad de mantenimiento
del equipo con respecto a mantenimientos preventivos y correctivos que se
requieran.
Tabla 9. Tabla de selección en sistemas de aire acondicionado
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 10. Tabla de selección en sistemas de ventilación mecánica
Fuente: Elaboración propia.
67
Con la información que generó el análisis de cada uno de los sistemas de aire
acondicionado y ventilación mecánica, se procede con la toma de decisión
respecto al tipo de sistema que se va a utilizar para el auditorio.
7.6 Selección De Sistemas De Climatización Y Ventilación Mecánica
Para la selección de los sistemas se observa en las tablas 9 y 10 que los sistemas
de volumen de refrigerante variable “VRF” y los hogos de extracción son los de
mayor puntaje y por lo tanto son los que brindan mayor ventaja para la
climatización del auditorio.
Concluyendo se utilizara los siguientes sistemas:
Para la climatización del recinto un sistema VRF (Volumen de Refrigerante
Variable).
Para la renovación de aire un Hongo de Extracción.
7.7 Selección De Equipos
Para la selección de equipos se procede a determinar las características de las
unidades interiores y unidad exterior con sus respectivas especificaciones
técnicas.
7.7.1 Sistema De Aire Acondicionado VRF
Mediante el análisis realizado a los distintos tipos de sistemas, se propone instalar
un sistema VRF porque es un sistema que nos permite tener longitudes
significantes de tuberías de refrigeración, por las características de sus
ventiladores y compresores son óptimas para tener un ahorro energético respecto
a los demás tipos de sistemas, por su tecnología de última generación son
equipos más confiables y podemos optimizar los espacios ya que no son equipos
tan robustos.
Revisando el catálogo (12) de tipos de unidades interiores se realiza la selección
de los equipos.
68
7.7.1.1 Unidades Tipo Fan Coil
Son unidades que tiene la ventaja de trabajar a presión estática externa de 200
Pascales, además con ellos podemos instalar redes de conductos con lo cual se
garantiza que se puede distribuir la carga por todo el recinto, por sus dimensión
son fáciles de instalar y se pueden esconden en falsos techos (Figura 57).
Figura 57. Equipo tipo Fan Coil
Fuente: Elaboración propia
Se suministrará e instalará donde lo indican los planos, unidades
acondicionadoras de aire del tipo Fan Coil de alta estática, con las secciones
indicadas más adelante.
El gabinete será construido en placa de acero galvanizado, las conexiones para
conductos de retorno y suministro serán como lo indican los planos.
7.7.1.1 Ventiladores
La sección de ventiladores tendrá dos ventiladores centrífugos de tipo siroco, dé
transmisión directa, eje en común y ventilador, trabajando en paralelo y con 2
etapas.
Para la selección de los ventiladores se tendrá en cuenta las condiciones de
pérdidas de presión en el sistema.
69
7.7.1.1 Motor
El motor que se suministre en conjunto con cada unidad, será tipo siroco fan,
bifásicos para 220-240 Voltios.
Los motores DC, con 2 etapas con el fin de obtener el caudal de aire requerido por
el diseño.
7.7.1.1 Serpentín De Enfriamiento
El serpentín debe ser del tipo de tubos de cobre sin costura y aletas de aluminio,
teniendo el número de hileras necesarias para la carga especificada; el serpentín
debe ser ensayado a una presión de 300 Psi.
7.7.1.1 Válvula De Expansión
Cada una de las manejadoras se suministrara una válvula de expansión
electrónica de acuerdo a los diámetros necesarios y capacidad del evaporador.
7.1.1.2 Filtros
Las Unidades tendrán sección de filtros al 35%, con las puertas de inspección
necesarias.
7.7.1.3 Características De Las Unidades Interiores
Las unidades tendrán las siguientes características:
7.7.1.3 FC-1
Sección Filtros:
Filtros: Si.
Eficiencia: 3 5 %.
Espesor Filtros: 1”
Sección de Serpentín de Enfriamiento:
Aire Exterior: 1.600 PCM.
Aire de Suministro: 1.600 PCM.
Carga Total Refrigeración: 54594 BTU/h.
70
Cond. Aire Entrada Serpentín: 68.36
ºF.BS/58.1ºF.BH.
Cond. Aire Salida Serpentín: 55.2ºF.BS/55.5ºF.BH.
Máx. Pérdida Presión de Aire: 0.8 Pulg. C.A.
Válvula Reguladora: Válvula de expansión.
Conexión Tubería Liquido (in): 3/8”.
Conexión Tubería Gas (in): 3/4".
Sección de Ventilador de Suministro:
Volumen Aire: 1.500 PCM.
Presión Estática Sistema: 0,58” CA.
Un Ventilador: “CENTRIFUGO
SIROCO FAN”.
Trasmisión. Directa.
Motor: 0.6 HP.
Variador Velocidad: No.
Sección Plenum Descarga.
Plenum Descarga Instalado en Fábrica: No.
Localización descarga: Horizontal frontal
7.7.1.4 FC-2
Sección Filtros:
Filtros: Si.
71
Eficiencia: 3 5 %.
Espesor Filtros: 1”
Sección de Serpentín de Enfriamiento:
Aire Exterior: 2.100 PCM.
Aire de Suministro: 2.100 PCM.
Carga Total Refrigeración: 76432 BTU/h.
Cond. Aire Entrada Serpentín: 68.36
ºF.BS/58.1ºF.BH.
Cond. Aire Salida Serpentín: 55.2ºF.BS/55.5ºF.BH.
Máx. Pérdida Presión de Aire: 0.8 Pulg. C.A.
Válvula Reguladora: Válvula de expansión.
Conexión Tubería Liquido (in): 3/8”.
Conexión Tubería Gas (in): 5/8".
Sección de Ventilador de Suministro:
Volumen Aire: 2.000 PCM.
Presión Estática Sistema: 0.88” CA.
Dos Ventiladores: “CENTRIFUGO
SIROCO FAN”.
Trasmisión. Directa.
Motor: 0.5 HP.
Variador Velocidad: No.
72
Sección Plenum Descarga.
Plenum Descarga Instalado en Fábrica: No.
Localización descarga: Horizontal frontal
7.7.1.5 Características De La Unidad Exterior
Se realizara la instalación de una unidad exterior la cual se encarga de entregar la
carga de refrigeración para las dos unidades interiores del diseño.
7.7.1.5 Ventiladores
La sección de ventiladores tendrá dos ventiladores de hélice, dé transmisión
directa, eje en común y ventilador, trabajando en paralelo y con tecnología inverter
para su variación de frecuencia de acuerdo a la carga necesaria a retirar.
7.7.1.5 Motor
El motor que se suministre en conjunto con cada unidad, será ventilador de hélice,
bifásicos para 220-240 Voltios.
7.7.1.5 Serpentín De Enfriamiento
El serpentín debe ser del tipo de tubos de cobre sin costura y aletas de aluminio,
teniendo el número de hileras necesarias para la carga especificada; el serpentín
debe ser ensayado a una presión de 300 Psig.
7.7.1.5 Compresores
Los compresores que se suministran serán de tipo SCROLL HERMETICO
SELLADO, trifásicos a 220-240 Voltios.
Con tecnología inverter que permite variar el flujo de refrigerante de acuerdo a la
demanda de frio.
Las unidades tendrán las siguientes características:
73
7.7.1.6 OUT-1
Sección de Serpentín de Enfriamiento:
Carga Total Refrigeración: 131026 BTU/h.
Cond. Aire Entrada Serpentín: 58.1ºF.BH.
Sección de Ventilador de Descarga:
Volumen Aire: 8.300 PCM.
Un Ventilador: “HELICE FAN”.
Trasmisión. Directa.
Motor: 0.5 HP.
Variador Velocidad: No.
Sección de Compresores:
Volumen Aire: 8.300 PCM.
Tres Compresores: “SCROLL HERMETICO
SELLADO”.
Motor: 2 HP/ 6 HP x 2.
Tecnología: Inverter.
7.7.1.7 Características De Los Y-BRANCH
Los Y-Branch son accesorios en cobre que utilizan para ramificar las tuberías,
estos accesorios dependen de correr el árbol en el software del fabricante de los
equipos.
7.7.2 Sistema De Extracción Tipo HONGO
La unidad tendrán las siguientes características:
74
7.7.2.1 H-1
Sección Filtros Para Toma Aire:
Filtros: No.
Campana protección toma aire: Si.
Sección de Ventilador de Extracción:
Volumen Aire: 1.400 PCM.
Presión Estática Sistema: 0.2” CA.
Ventilador: Transmisión por
Banda.
Motor: 1/4 HP.
Con la propuesta deberán adjuntarse características exactas de la unidad que se
ofrece, fabricante, marca del motor, incluyendo catálogos completos y curvas de
rendimientos del ventilador y el serpentín.
7.8 Diseño De Redes De Refrigeración Y Conductos De Aire.
Para el diseño de las redes de refrigeración se realizara el dibujo en un software
CAD, teniendo en cuenta la visita en campo y revisión de instalación del sistema
en el auditorio.
Para el diseño de redes de conductos de aire utilizaremos un ductulador (Figura
57) de la compañía TRANE que se muestra en la siguiente figura:
75
Figura 58. Ductulador
Fuente: Elaboración propia.
En las tablas 11,12 y 13 se describe las características de entrada al ductulador de
cada equipo, con el fin de dimensionar los conductos de aire y extracción:
Tabla 11. Características conductos FC1
Características conductos FC1
Fricción x 100 ft
0.1
Caudal (cfms)
2000
Fuente: Elaboración propia.
76
Tabla 12. Características conductos FC2
Características conductos FC2
Fricción x 100 ft
0.1
Caudal (cfms)
1600
Fuente: Elaboración propia
Tabla 13. Características conductos FC3
Características conductos H-1
Fricción x 100 ft
0.08
Caudal (cfms)
1400
Fuente: Elaboración propia
Con las características descritas anteriormente se procede a diseñar las redes de
conductos los cuales se encuentran en el anexo.
Figura 59. Guía para la caída de presión de los conductos.
Fuente: Tomado de Fundamentos de Ventilación, Selección de equipos, Greenheck.
Para la solicitud de los equipos se procede a determinar la caída de presión de
cada uno de los sistemas utilizando los datos suministrados en la Fig. 59 y la
siguiente ecuación:
EC. 7.8.1
77
Dónde:
Se selecciona el 0,2, ya que para este diseño se dio como parámetro la velocidad
del aire de (1000 Pies/min).
Tabla 14. Caída de Presión Sistema FC-1
Caída de presión Sistema FC1
Lt Ducto (Pie)
49,8
# De Accesorios
6
Caída de Presión
0,58”
Fuente: Elaboración propia
Tabla 15. Caída de Presión Sistema FC-2.
Caída de presión Sistema FC2
Lt Ducto (Pie)
86.5
# De Accesorios
9
Caída de Presión
0,88”
Fuente: Elaboración propia
Tabla 16. Caída de Presión Sistema H-1.
Caída de presión Sistema H-1
Lt Ducto (Pie)
16,4
# De Accesorios
1
Caída de Presión
0,2”
Fuente: Elaboración propia
78
Con el datos suministrados en las Tablas 14,15 y 16 se debe solicitar el ventilador
del equipo, este dato esta descrito en las especificaciones de los equipos.
7.9 Diseño De Especificaciones Técnicas HVAC Para El Auditorio De La
Facultad Tecnológica De La Universidad Distrital
7.9.1 Conductos En Panel Pre aislados De Polisocianurato
Se instalará los conductos de suministro y retorno de las unidades
acondicionadoras, con ductos construidos con paneles sándwich de aluminio puro,
en las dos caras gofrado, de mínimo 60µ, pre-aislados con espuma rígida de
polisocianurato libre de CFC para Aire Acondicionado, densidad mínima de 35
Kg/m³, espesor 20 mm y protección antioxidante de laca de poliéster color
transparente. Los paneles tienen una conductividad térmica inicial: l= 0.020W
(mºC).
En las juntas longitudinales deben ser encoladas, prensadas por el exterior y
selladas por el interior con silicona.
Las uniones transversales con el sistema macho/hembra de 20x10mm insertado
en los extremos de los conductos y piezas, selladas por el exterior con un banda
de aluminio encolada de 80mm anchura del mismo gofrado, color y espesor del
usado para el panel.
Suportes con anclajes metálicos, varillas y tuercas M6 y perfil “U” 20x40x20mm
todo galvanizado.
Pegamento, silicona, cintas de aluminio, soportes y refuerzos deben ser los
recomendados por el fabricante.
7.9.1.1 Protección en conductos
Durante la ejecución de la obra se sellara los conductos prefabricados en sitio de
ejecución, los instalados se verificara la limpieza de la lámina.
Todos los operarios en la construcción e instalación de los conductos, serán
certificados por el fabricante, lo cual será demostrado ante la Interventoría.
79
7.9.1.2 Codos
Los codos deberán tener radio interior igual o mayor al lado del conducto; donde
por dificultades de espacio no pueda obtenerse este radio mínimo, podrán
instalarse codos sin radio, siempre y cuando sean provistos de deflectores.
7.9.1.3 Piezas de transición
Las piezas de transición entre conductos de secciones diferentes, serán hechas
con pendientes que no excedan 1 a 5 en cualquier cara del conducto y
preferiblemente 1 a 7 donde sea posible.
7.9.1.4 Colgantes y Soportes
Barras de Gancho para Ambientes no Corrosivos: Varilla y tornillos de acero cromado con cadmio.
Varillas de suspensión para Ambientes Corrosivos: Barras electro-galvanizadas, completamente roscadas o barras galvanizadas roscadas pintadas con cromado de zinc después de la instalación.
Tamaños de Correas y Varillas: Nos regimos según la norma SMACNA, Normas de Construcción de Ductos de HVAC - Metálicos y Flexibles", Tabla 5-1, Tamaño Mínimo de colgantes de Ductos Rectangulares, y Tabla 5-2, Tamaño Mínimo de colgantes para Ductos Redondos.
Cables de Acero para Ductos de Acero Galvanizado: El acero galvanizado cumple la norma ASTM A 603.
Cables de Acero para Ductos de Acero Inoxidable: El acero inoxidable cumple la norma ASTM A 492.
Cables de acero y conexiones finales: Ensamblajes de acero cromado con cadmio con soportes, pivote y tornillos diseñados para el servicio de colgantes de ductos; con un dispositivo de bloqueo y fijación automáticos.
Accesorios del Ducto: Tornillos de metal, remaches ciegos o tornillos de metal autorroscantes; compatibles con los materiales del ducto.
80
Tabla 17. Tamaño Mínimo de colgantes de Ductos Rectangulares
Fuente: Tomado de SOPORTES COLGANTES Y SOPORTES DE TUBERÍAS DE AIRE ACONDICIONADO Y EL EQUIPO
Tabla 18. Tamaño Mínimo de colgantes para Ductos Redondos
Fuente: Tomado de SOPORTES COLGANTES Y SOPORTES DE TUBERÍAS DE AIRE ACONDICIONADO Y EL EQUIPO
81
7.9.1.5 Pintura
Todos los perfiles de ángulo, varillas y platinas que se utilicen tanto para soportes
como uniones y refuerzos, deberán cubrirse con una capa de pintura anticorrosiva,
antes de su instalación.
7.9.2 Conductos En Lámina
Se instalará todo el sistema de conductos de suministro y extracción para
ventilación mecánica, de acuerdo con los planos del proyecto, para lo cual
suministrará todos los materiales que puedan ser necesarios, ciñéndose a las
siguientes especificaciones de materiales y montaje:
7.9.2.1 Protección en conductos
Durante la ejecución de la obra se sellara los conductos prefabricados en sitio de
ejecución, los instalados se verificara la limpieza de la lámina.
Se utilizará sistema de uniones TDC o TDF
7.9.2.2 Lamina
Se empleará lámina lisa de acero galvanizado de primera calidad, de acuerdo con
los calibres que se enumeran enseguida. En ningún caso se aceptará el empleo
de lámina galvanizada que muestre deterioro de sus condiciones en los dobleces
o quiebres.
Conductos cuyo lado mayor este comprendido entre 0 y 76 Cm.: Calibre
No.24.
Conductos cuyo lado mayor este comprendido entre 78 y 138 Cm.: Calibre
No.22.
Conductos cuyo lado mayor este comprendido entre 140 y 214 Cm.: Calibre
No.20
7.9.2.3 Uniones transversales
Las uniones transversales entre secciones se harán así, para secciones de un (1)
Metro de longitud:
Conductos cuyo lado mayor este comprendido entre 0 y 46 Cm. S-Slip.
Conductos cuyo lado mayor este comprendido entre 48 y 102 Cm. Unión
TDC o TDF en brida con 2 clips en lado mayor.
82
Conductos cuyo lado mayor este comprendido entre 104 y 138 Cm. Unión
TDC o TDF en brida con 3 clips en lado mayor.
Conductos cuyo lado mayor este comprendido entre 140 y 184 Cm.: Unión
TDC o TDF en brida con 4 clips en lado mayor.
Las uniones en brida tendrán su correspondiente empaque.
7.9.2.4 Uniones longitudinales
Las uniones longitudinales en las esquinas de todos los conductos se harán
utilizando unión Tipo Pittsburgh o unión Button Punch Snap Lock.
Para las uniones longitudinales que no correspondan a esquinas, se utilizará unión
tipo Standing Seam.
7.9.2.5 Sellamiento
La construcción de todos los conductos y sus uniones será hecha en forma tal
que los escapes de aire queden reducidos a un mínimo. Además todas las
uniones transversales y de accesorios serán selladas con masilla plástica. Sin
embargo este recurso no será utilizado para tapar escapes producidos por
defectos en la construcción e instalación.
7.9.2.6 Refuerzos transversales
Los conductos tendrán refuerzos transversales, intermedios entre las uniones, así:
Lado comprendido entre 0 y 38 Cm.: sin refuerzo.
Lado comprendido entre 40 y 90 Cm.: Vena transversal cada 30 cm.
Lado comprendido entre 92 y 138 Cm.: Vena transversal cada 30 cm. y
refuerzos transversales en Z de lámina Calibre 22.
Lado comprendido entre 140 y 214 Cm.: Vena transversal cada 30 cm. y
refuerzos transversales en Z de lámina doble Calibre 20".
7.9.2.7 Codos
Todos los codos deberán tener radio interior igual o mayor al lado del conducto;
donde por dificultades de espacio no pueda obtenerse este radio mínimo, podrán
instalarse codos sin radio, siempre y cuando sean provistos de deflectores.
83
7.9.2.8 Piezas de transición
Las piezas de transición entre conductos de secciones diferentes, serán hechas
con pendientes que no excedan 1 a 5 en cualquier cara del conducto y
preferiblemente 1 a 7 donde sea posible.
Todos los conductos rectangulares con área de 5.600 cm² o mayor deberán ser
arriostrados con las siguientes excepciones:
Conductos cuya distancia entre la parte superior del conducto y el elemento
del cual están rígidamente soportados es menor de 30 cm.
Los conductos tendrán arriostramiento transversal cada 9 Metros, o en cada
extremo, si el tramo tiene una longitud menor. Tendrán arriostramiento longitudinal
cada 18 Metros o un soporte por tramo si este tiene una longitud menor.
7.9.2.9 Colgantes y Soportes
Barras de Gancho para Ambientes no Corrosivos: Varilla y tornillos de acero cromado con cadmio.
Varillas de suspensión para Ambientes Corrosivos: Barras electro-galvanizadas, completamente roscadas o barras galvanizadas roscadas pintadas con cromado de zinc después de la instalación.
Tamaños de Correas y Varillas: Nos regimos según la norma SMACNA, Normas de Construcción de Ductos de HVAC - Metálicos y Flexibles", Tabla 5-1, Tamaño Mínimo de colgantes de Ductos Rectangulares, y Tabla 5-2, Tamaño Mínimo de colgantes para Ductos Redondos.
Cables de Acero para Ductos de Acero Galvanizado: El acero galvanizado cumple la norma ASTM A 603.
Cables de Acero para Ductos de Acero Inoxidable: El acero inoxidable cumple la norma ASTM A 492.
Cables de acero y conexiones finales: Ensamblajes de acero cromado con cadmio con soportes, pivote y tornillos diseñados para el servicio de colgantes de ductos; con un dispositivo de bloqueo y fijación automáticos.
Accesorios del Ducto: Tornillos de metal, remaches ciegos o tornillos de metal autorroscantes; compatibles con los materiales del ducto.
7.9.2.10 Pintura
Los perfiles de ángulo, varillas y platinas que se utilicen tanto para soportes como
uniones y refuerzos, deberán cubrirse con una capa de pintura anticorrosiva
aprobada, antes de su instalación.
84
7.9.2.11 Conductos exteriores
Los conductos de las unidades localizados a la intemperie, serán adicionalmente
protegidos con manto impermeabilizante fabricado por Fiberglass Colombia S.A.,
Modelo Zetal 600x1 adecuadamente sellado en todas las uniones, a menos que la
lámina de aluminio se certifique con protección de los rayos solares UV y las
uniones transversales se realicen con uniones mecánicas con empaques a prueba
de goteo.
7.9.3 Ventiladores Tipo HONGO
Se instalarán ventiladores centrífugos del tipo hongo, especiales para intemperie,
con rotor de aletas planas inclinadas hacia atrás, accionado a través de correas y
poleas en "V" por motores eléctricos.
Los ventiladores serán de marcas de reconocida calidad, como Greenheck, Loren
Cook, Soler & Plau o similares.
7.9.3.1 Cubierta
La cubierta del ventilador que será fácilmente desmontable para su revisión, será
construida en aluminio.
7.9.3.2 Consumo de energía
Los motores iguales o mayores de 1 HP de las unidades serán clase PREMIUM
de alta eficiencia, cumplirán con el standard ASHRAE 90.1 de consumo de
energía.
Las Unidades con Motor igual o mayor a 1HP, serán para operación a 440 Voltios, 3 Fases, 60 Ciclos y las Unidades con Motores menores a 1 HP, serán para operación a 277 Voltios, 1 Fase, 60 Ciclos. 7.9.3.3 Interruptor Cada Unidad estará provista de interruptor incorporado.
7.9.4 Rejillas
85
7.9.4.1 Rejillas de suministro
Las rejillas de suministro que se instalen serán construidas en perfiles de aluminio
extruido, iguales o similares a los Modelo L-SD-3/4” con plenum y dámper redondo
con el diámetro descrito en el Anexo A, fabricados por "Laminaire SA" (13).
7.9.4.2 Rejillas de retorno
Las rejillas de extracción que se instalen serán construidas en lámina de aluminio,
igual o similar a los Modelo L-RA-AG-OB del tipo cubo con compuerta reguladora
de hojas opuestas, fabricadas por " Laminaire SA" (13).
Las rejillas de retorno que se instalen serán construidas en lámina de aluminio,
igual o similar a los Modelo L-RF con porta filtro aleta fija, fabricadas por
“Laminaire SA” (13)
7.9.4.3 Persianas
Las persianas que se instalen serán construidas en perfiles de aluminio, con malla
metálica iguales o similares a los Modelo L-OL-4-0B fabricados por “Laminaire SA”
(13)
7.9.5 Tubería Flexible
Se instalará toda la tubería flexible requerida para interconectar el sistema de
conductos con los difusores y rejillas lineales, la cual será igual al modelo
ductoglass flex fabricada por isover-fiberglass colombia s.a. especial para
presiones hasta de 10" C.A., con su correspondiente aislamiento térmico mínimo
de 1" de espesor y barrera de vapor metálica.
El tubo interior será construido en Polipropileno. Se utilizará alambre de acero en
espiral resistente a la tensión y a la oxidación.
7.9.6 Sistema De Control
El sistema de control está diseñado para proveer soluciones a las necesidades del
propietario y operador del edificio, en donde el objetivo esencial es alcanzar el
grado óptimo de confort o condiciones especificadas para cada zona mientras se
minimiza el uso de energía.
86
Para este diseño se propone instalar un sistema de mando por unidad interior,
(termostato) que debe ir conectado entre la unidad interior y el recinto que se está
acondicionando.
7.9.7 Tubería De Refrigeración En Cobre
Las tuberías de cobre al ser fabricadas por extrusión y estiradas en frío tienen
características y ventajas sobre otro tipo de materiales que las hacen altamente
competitivas en el mercado.
Su fabricación por extrusión que permite tubos de una sola pieza, sin costura y de
paredes lisas y tersas, asegura la resistencia a la presión de manera uniforme y un
mínimo de pérdidas de presión por fricción en la conducción de fluidos.
Los seis tipos de tubería fabricados en diámetros desde 1/4"” a 4” dan una amplia
gama de posibilidades de uso, adecuándose a cada caso específico.
7.9.7.1 Tubería tipo L
Es un tipo de tubería a usarse en instalaciones hidráulicas en condiciones severas
de servicio y seguridad que la tipo “M”; ejemplo: en instalaciones de gases
medicinales y combustibles, vapor, aire comprimido, en calefacción, refrigeración,
tomas de agua domiciliarías, etc.
Figura 60. Características tubería tipo L.
Fuente: Tomado de www.nacobre.com.
87
7.9.7.2 Tuberías de temple flexible
Las características de las tuberías de cobre flexible difieren de tuberías rígidas,
precisamente en el temple dado en su proceso de fabricación; por lo tanto, las
condiciones de uso serán diferentes aun cuando las tuberías de los dos temples
sean parte de una misma aleación.
Las rígidas se identifican solamente por el grabado (bajo relieve), el color en este
caso no se usa y se marca solamente el tipo de tubería, su diámetro, la marca, la
leyenda “Hecho en México” y el sello DGN.
7.9.7.3 Tubería tipo L flexible
Figura 61. Características tubería tipo L flexible
Fuente: Tomado de www.nacobre.com.
7.9.7.4 Accesorios para soldar
La gama de fabricación de accesorios comprende, entre otros: manguitos, curvas,
codos, reducciones y Tes con unas dimensiones en diámetro exterior que abarcan
de 6 a 108 mm, en fabricación estándar.
Se puede apreciar la variedad de formas posibles en el mercado de accesorios de
cobre y bronce para soldar, así como los más habituales para uniones en frío:
Codo a 90⁰
Tee
Unión de tres piezas
Enlace soldar/hembra
Enlace soltar/macho
Manguito reducción
Manguito
Tuerca unión
88
7.9.7.4 Material de aporte
El material de aporte es una aleación formada normalmente por dos o tres
metales, que se emplea para realizar la unión tubo/accesorio asegurando la
estanquidad del sistema.
Los mejores resultados se obtienen empleando aleaciones con temperaturas de
fusión lo más bajas posible –dentro de su rango de actuación– y con intervalos de
solidificación lo más estrechos posible. Además, es recomendable el empleo de
material de aportación con buenas propiedades capilares. La plata tiene la mayor
capacidad de penetración.
El instalador decidirá, en función del uso al que vaya destinada la instalación, qué
tipo de montaje, y qué tipo de soldadura, blanda o fuerte, serán los idóneos para
un trabajo correcto.
7.9.7.4 Soldadura: varilla plata HARRIS 0%
Esta aleación de bajo costo es apta para la mayoría de las uniones de cobre con cobre o latón, donde existe un buen ensamble entre piezas y los conjuntos no estén sometidos a vibraciones o movimientos.
Tabla 19. Características soldadura HARRIS 0%
Fuente: Tomado de ansal.com
7.9.7.4 Calentamiento o soldado Procederemos al calentamiento que se hará, normalmente, con un soplete de oxiacetileno. La llama debe proyectarse a lo largo de la zona de coincidencia del tubo y el accesorio, con un movimiento de vaivén sobre todo el diámetro, y nunca
89
concentrada en un solo punto para evitar así un calentamiento excesivo que provocaría una soldadura defectuosa y nos obligaría a reiniciar el proceso.
7.9.7.5 Aislamiento Para La Tubería 7.9.7.5 Aislamiento armaflex de ½” Aislamiento térmico flexible de célula cerrada, con elevada resistencia a la difusión de vapor de agua, baja conductividad térmica y protección antimicrobiana Microban incorporada. Aislamiento y protección de tuberías, conductos, depósitos (incluidos codos, válvulas, etc) en equipos de aire acondicionado y refrigeración para prevenir la condensación y favorecer el ahorro energético en las instalaciones. Reducción del ruido estructural en instalaciones de servicio de agua y tuberías de desagüe. 7.10 Cuadro de cantidades de obra Las cantidades de obra indicadas en la propuesta son aproximadas y representan
un estimativo de la obra a realizar.
Tabla 20. Cantidades de Obra
REF: CANTIDADES DE OBRA
ITEM DESCRIPCION UN CANT.
1 SUMINISTRO DE EQUIPOS
Condensadora ,R410A, 220 V, 3 Fases, 60 HZ, de 137.000 Btu/h.
Und 1
Montaje Unidad Condensadora 137.000 Btu/h Und 1
Evaporador tipo Fan Coil, R410A, 220 V, 1 Fase, 50/60 Hz de 54.000 Btu/h
Und 1
Montaje Unidad Fan Coil 54.000 Btu/h Und 1
Evaporador tipo Fan Coil, R410A, 220 V, 1 Fase, 50/60 Hz de 72.000 Btu/h
Und 1
Montaje Unidad Fan Coil 72.000 Btu/h Und 1
Hongo de Extracción 1400 CFM Und 1
Montaje Hongo Und 1
Accesorio de tubería - Y Branch Und 1
Montaje Y Branch Und 1
2 SUMINISTRO E INSTALACION DE TUBERIA
90
Tubería cobre Flexible 3/8" (Incluye montaje , aislamiento y soporteria)
Mts Lin 8
Tubería cobre Flexible 5/8" (Incluye montaje , aislamiento y soporteria)
Mts Lin 4
Tubería cobre Flexible 3/4" (Incluye montaje , aislamiento y soporteria)
Mts Lin 4
Tubería cobre Rígida 3/8" (Incluye montaje , aislamiento y soporteria)
Mts Lin 6
Tubería cobre Rígida 1/2" (Incluye montaje , aislamiento y soporteria)
Mts Lin 25
Tubería cobre Rígida 5/8" (Incluye montaje , aislamiento y soporteria)
Mts Lin 6
Tubería cobre Rígida 1 1/8" (Incluye montaje , aislamiento y soporteria)
Mts Lin 25
Tubería de PVC 1" (Incluye montaje y soporteria) Mts Lin 15
Refrigerante R 410-A Lbs 10
3 IZAJE
Condensadora 137.000 Btu/h Und 1
4 CONTROLES DE TEMPERATURA
Controlador remoto de navegación con cable Und 2
Cable apantallado 2x18 Mts Lin 80
5 CONDUCTOS EN LAMINA
Construcción y Montaje Incluyendo Soportes, Uniones, Accesorios, Etc. Calibre 24
Mts-2 20
6 CONDUCTOS EN POLISOCIANURATO 20 mm
Construcción y Montaje Incluyendo Soportes, Uniones, Accesorios, Etc.
Mts-2 90
7 REJILLAS
5 RL 3 PIES X 4 RANURAS DE 3/4" Und 9
Rejilla Extracción 60X60 Und 1
Rejilla de Retorno 120x50 Und 2
Persiana Toma De Aire 140x30 Und 1
Persiana Toma De Aire 138x47 Und 1
Montaje de Difusores y Rejillas Und 14
8 DUCTO FLEXIBLE
10" Mts 16
SUBTOTAL
9 AJUSTE Y BALANCEO DEL SISTEMA
Unidades FC-1 y FC-2 Glb 1
Fuente: Elaboración propia.
91
En la tabla 17, se entregan las cantidades de obras que se determinaron después
de realizar el diseño del todo el sistema de aire acondicionado y ventilación
mecánica.
7.11 Cotizaciones Después de determinar las cantidades de obra, se procede a dar enviar la información a las empresas que se dedican a realizar este tipo de proyectos. Para la cotización de los equipos en necesario enviar el árbol de instalación del sistema VRF que se muestra en la Figura 62.
Figura 62. Árbol Para Selección de Equipos
Fuente: Elaboración propia.
A continuación se entrega la cotización realizadas por dos empresas:
92
7.11.1 MANTENIMIENTOS Y MONTAJES THERMOANDINA SAS.
En la Figura 63 Y 64 se expone la propuesta realizada por esta empresa:
Figura 63. Parte 1 Propuesta de Instalación.
.
Fuente: Tomado de Mantenimientos y Montajes Thermoandina S.A.S
93
Figura 64. Parte 2 Propuesta de Instalación.
Fuente: Tomado de Mantenimientos y Montajes Thermoandina S.A.S
94
7.11.2 REFRICOL DE LOS ANDES SAS.
En la Figura 65 Y 66 se expone la propuesta realizada por esta empresa:
Figura 65. Parte 1 Propuesta de Instalación
Fuente: Tomado de Refricol de los Andes S.A.S
95
Figura 66. Parte 2 Propuesta de Instalación
Fuente: Tomado de Refricol de los Andes S.A.S
96
Estas propuestas nos dan una aproximación muy cercana a la inversión que se
debe realizar, se debe revisar más propuestas en caso de implementar este
diseño.
7.12 Costos para la implementación de los sistemas HVAC basados en las especificaciones técnicas del diseño. De acuerdo a lo que se revisó de las propuestas entregadas por las empresas de
suministro e instalación de equipos y las especificaciones técnicas del diseño,
podemos afirmar que la inversión más significativa es en la adquisición de los
equipos HVAC, ya que por su tecnología y diseño abarcan un parte considerable
del presupuesto de la obra.
Las propuestas están muy cercanas, lo que puede considerarse que están dentro
de los costos normales de una obra, se puede considerar una tercera propuesta
en dado caso de que se implemente el diseño.
Se debe tener en cuenta que los costos de la lámina de panel preaislados de
polisocianurato se debe garantizar que cumplan con la norma de material no
flamable, como las tuberías y materiales cumplan con las especificaciones echas
en el diseño.
Según los costos de las propuestas que se entregaron, podemos afirmar que el
57,68 % de la propuesta de MMT, es la inversión que se debe hacer en equipos
de aire acondicionado y ventilación mecánica, siendo este el ítem mas
considerable de la implementación.
97
CAPITULO 4
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Para diagnosticar las condiciones ambientales del diseño, fue fundamental
el análisis del comportamiento de la temperatura ambiente (máxima de
20.2°C) durante un año que nos entregó el IDEAM, para determinar,
temperatura de bulbo húmedo, además seleccionar las condiciones
interiores con el fin de analizar el comportamiento del aire y dimensionar los
equipos del sistema de aire acondicionado.
Se logró una mayor exactitud y rapidez en el cálculo de las cargas térmicas
mediante el software CYPE, con respecto a otros métodos de solución,
siendo este un cálculo más exacto ya que se pudo considerar todos los
elementos que pueden generar carga en el auditorio, de esta manera
obteniendo una carga total de 8 toneladas de refrigeración.
De acuerdo al cálculo de caudal mínimo de 1395 Cfms (tabla 6), los
equipos que se proponen para el diseño cumple a cabalidad con lo
estimado, ya que el caudal disponible para suministro de cada una de las
unidades es de 1600 y 2000 Cfms (FC 1 y FC 2), respectivamente.
Las matrices de selección (tabla 6 y 7), evidencian que hay sistemas de aire
acondicionado que nos cumplen con los requerimientos de diseño del
auditorio, porque no son eficientes energéticamente o que por la
infraestructura física del auditorio no se pueden implementar. Se realizó la distribución de equipos y ductos, confirmando que están
disponibles los espacios para la implementación, además cumpliendo con
tener la cobertura de toda el área del auditorio como lo evidenciamos en los
planos AA-01, AA-02.
98
RECOMENDACIONES
En este proyecto no se habla de instalación de los equipos de refrigeración
por lo que se recomienda revisar los manuales del fabricante para hacerlos
operar de la manera más adecuada y tenga un correcto funcionamiento.
En las unidades fan coil es recomendable hacer un mantenimiento
preventivo a los filtros y en todo el equipo en general según el manual del
fabricante.
Se debe garantizar que se realicen las pruebas de presurización al sistema
de refrigeración, ya que es fundamental que el sistema quede sin fugas en
las uniones soldadas o los abocardados de las unidades interiores.
99
CAPITULO 5
BIBLIOGRAFIA Y ANEXOS 5.1 Bibliografía 1. Hadzich, Miguel. TERMODINAMICA problemas y aplicaciones de ingenieria. Lima- Peru : CECSA,
2006.
2. Palau, Soler &. Manual Practico de Ventilacion. s.l. : Salvador Escoda S.A, 2010.
3. A., Sebastian Villegas. Diseño del sistema de aire acondicionado para el area de quirofanos de la
clinica sagrada familia. Pereira : Universidad Tecnologica de Pereira, Facultdad de Ingenieria
Mecanica, 2016.
4. Alvarez, Agustin Valverde y Mario. Metodo de calculo computarizado para la determinacion de
las cargas termicas de refrigeracion, aire acondicionado y seleccion de equipos. Pereira, Colombia :
Universidad Tecnologica de Pereira, 2016.
5. Handbook, Fundamentals. ASHRAE. s.l. : Cooling Load Calculation, 2001.
6. Equipos para aire acondicionado y refrigeracion. Trane.
7. Tecnun. Tema 09, Aire humedo. [En línea] 2004.
http://www4.tecnun.es/asignaturas/termo/Temas/Tema09-AireHumedo.pdf.
8. Quadri, Nestor. Sistemas de aire acondicionado. s.l. : Alsina, 2001.
9. Palau, Soler &. Manual Practico de Ventilacion. s.l. : Salvador EScoda S.A, 2010.
10. Meteorologia y estudios Ambientales, Instituto de Hidrologia. Ideam. [En línea]
http://www.ideam.gov.co/documents/21021/21789/1Sitios+turisticos2.pdf/cd4106e9-d608-4c29-
91cc-16bee9151ddd.
11. Greenhenk. Fundamentos de ventilacion, . s.l. : Seleccion de equipos.
12. Daikin, VRV IV. Catalogo y Selección de equipos.
13. S.A, Rejillas Laminaire. Catologo de Seleccion .
14. Quality, Ventilation for Acceptable Indoor Air. ANSI/ASHRAE Standard 62.1. 2010.
100
ANEXO A
DESPUES DE ESTE ANEXO SE IMPRIMEN PLANOS AA-01, AA-02 Y AA-03.
50x30
B
B'
A
A'
A
A
A
''
B
B
A
''
A
'
A
'
C
C
D
D
E
E
F
F
G
G
F
'
F
'
F
''
F
''
1
2 3
4
5
6 7
8 9
1
2 3
4
5
6 7
8 9
7
6
5
4
3 2
1
9
8
10
10
11
12
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
32
1
5
4
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
7
6
98
10
11
12
13
FC-1
1600 PCM
54.000 BTU/H
1.600 PCM
35x25
800 P
CM
20x25
400 PCM
CONDUCTOS FC-1
50x35
2.000 PCM
FC-2
2000 PCM
72.000 BTU/H
CONDUCTOS FC-2
RL
400 PCM
Ф25
Ф25
Ф25
BAJA
TUBERIA
PTDA140X30
1600 PCM
PTDA 138X47
2000 PCM
RR 120X50
RR 120X50
TUBERIA
COBRE
3
8
" Y
5
8
"
TUBERIA
COBRE
3
8
" Y
3
4
"
RE 60X60
1400 PCM
DUCTO SUBE
A CUBIERTA
H-1
4 RL 3 PIES X
4 RANURAS
DE
3
4
"
400 PCM
T
DISEÑO
UNIVERSIDAD DISTRITAL
FRANCISCO JOSE DE
CALDAS.
FACULTAD TECNOLOGICA
EDGAR FERNANDO ARIZA
GABALAN
COD. 20162375011
MILTON YESID BECERRA
ALMANZA
COD. 20162375041
CONTIENE
AIRE ACONDICIONADO
ESCALA:
FECHA: JULIO 2018
CONVENCIONES
R.S.L. :
R.R. :
R.E. :
F.C. :
H. :
P.C.M. :
H.P. :
U.C:
T:
REJILLA SUMINISTRO LINEAL
REJILLA RETORNO
REJILLA EXTRACCIÓN
FAN COIL
EXTRACTOR TIPO HONGO
PIES CÚBICOS POR MINUTO
HORSEPOWER
UNIDAD CONDENSADORA
SENSOR TEMPERATURA
AMBIENTE A 1.6 M DEL PISO
1 : 75
AA-01
PLANTA 2 AUDITORIO
No. Descripción Fecha
B
B'
A
A'
A
A
A
''
B
B
A
''
A
'
A
'
C
C
D
D
E
E
F
F
G
G
F
'
F
'
F
''
F
''
1
2 3
4
5
6 7
8
9
1
2 3
4
5
6
7
8
9
7
6 5
4
3 2
1
9
8
10
10
11
12
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
32
1
5
4
7
6
9
8
10
11
12
13
50x35
Ф25
Ф25
2.000 PCM
50x25
1.200 P
CM
Ф25
35x25
800 PCM
UC-1
137.000 BTU/H
SUBE
TUBERIA
TUBERIA COBRE
1
2
" Y 1
1
8
"
5 RL 3 PIES X
4 RANURAS
DE
3
4
"
400 PCM
RE 60X60
1400 PCM
CONDUCTOS FC-2
T
DISEÑO
UNIVERSIDAD DISTRITAL
FRANCISCO JOSE DE
CALDAS.
FACULTAD TECNOLOGICA
EDGAR FERNANDO ARIZA
GABALAN
COD. 20162375011
MILTON YESID BECERRA
ALMANZA
COD. 20162375041
CONTIENE
AIRE ACONDICIONADO
ESCALA:
FECHA: JULIO 2018
CONVENCIONES
R.S.L. :
R.R. :
R.E. :
F.C. :
H. :
P.C.M. :
H.P. :
U.C:
T:
REJILLA SUMINISTRO LINEAL
REJILLA RETORNO
REJILLA EXTRACCIÓN
FAN COIL
EXTRACTOR TIPO HONGO
PIES CÚBICOS POR MINUTO
HORSEPOWER
UNIDAD CONDENSADORA
SENSOR TEMPERATURA
AMBIENTE A 1.6 M DEL PISO
PLANTA 1 AUDITORIO
AA-02
1 : 75
Cuelgas de Correa
Deformar el Conducto
Las Cuelgas no Deben
H
J
K
H
L
Presión Positiva
H = 1/2" mas Máxima Presión
K = 1/2" Mínimo
Eestática Total
L = H+J+DIAMETRO DE TUBERIA
Presión Estática Negativa
H = 1" por cada 1" de Máxima
Presión Negativa
J = H/2
Detalle de anclaje de base para condensadora
DISEÑO
UNIVERSIDAD DISTRITAL
FRANCISCO JOSE DE
CALDAS.
FACULTAD TECNOLOGICA
EDGAR FERNANDO ARIZA
GABALAN
COD. 20162375011
MILTON YESID BECERRA
ALMANZA
COD. 20162375041
CONTIENE
AIRE ACONDICIONADO
ESCALA:
FECHA: JULIO 2018
CONVENCIONES
R.S.L. :
R.R. :
R.E. :
F.C. :
H. :
P.C.M. :
H.P. :
U.C:
T:
REJILLA SUMINISTRO LINEAL
REJILLA RETORNO
REJILLA EXTRACCIÓN
FAN COIL
EXTRACTOR TIPO HONGO
PIES CÚBICOS POR MINUTO
HORSEPOWER
UNIDAD CONDENSADORA
SENSOR TEMPERATURA
AMBIENTE A 1.6 M DEL PISO
AA-03
DETALLES DE
MONTAJE
No. Descripción Fecha
