ACONDICIONAMIENTO TERMICO EN LA ARQUITECTURA Apuntes de Instalaciones iii, catedra fama

CALCULO DE LAS CAÑERIAS Y CONDUCTOS

Para calcular los diámetros de las cañerías de agua o los conductos se debe determinar:

·       C: caudal, es la cantidad de fluido medido en volumen, que circula en la unidad de tiempo a través de la sección transversal de una canalización. Se mide en: Litro / h, m3/min, etc.

·       R: gradiente hidráulico: es la perdida de presión por metro, por efecto de los frotamientos que se producen en la circulación del fluido por las canalizaciones y se mide normalmente en milímetro de columna de agua por metro (mm.c.a. / m), y equivale a 1 kg/m2

METODO DE CALCULO DE FRICCION CONSTANTE

Se basa en la suposición de un gradiente hidráulico R (mmca/m) de caída de presión uniforme a lo largo de toda la canalización. Este gradiente se determina en el tramo principal, con el caudal máximo transportado que es el de la bomba o ventilador, fijando una máxima velocidad de circulación. Esta velocidad máxima se establece en virtud de razones económicas teniendo en cuenta no superar valores tolerables en cuanto a niveles de ruido o erosión de las canalizaciones. De esa manera, se puede determinar el diámetro del tramo principal de la red y allí nace la recta de maniobra, que es un valor de R constante, que permite seleccionar los diámetros de los otros tramos de la canalización, en función de sus caudales circulantes.

CALCULO DE LOS DISPOSITIVOS DE TRANSPORTES DEL FLUIDO

Para la característica de la bomba o el ventilador debe establecerse el caudal y la presión que se debe disponer para producir el movimiento. Se estima con la siguiente fórmula:

H = (2 . ∑I . R) + (∑Z)

Donde:

·       H: presión de la bomba (mca) o ventilador (mmca)

·       (2 . ∑I . R): perdida de carga total por frotamiento de los tramos rectos de cañerías y accesorios del circuito cerrado mas desfavorable o mas largo de la canalización, constituido por los tramos de alimentación y retorno (mmca) el numero 2 surge de considerar que en el circuito, la caída de presión en los accesorios es igual al de los tramos rectos de las cañerías

·       R: gradiente hidráulico (mmca/m)

·       ∑I : sumatoria de la longitud de los tramos rectos del circuito (m)

·       ∑ Z : sumatoria de los frotameintos producidos por ( mmca):

o   La unidad enfriadora

o   Los fan-coil

o   Rejas

o   Persianas

o   Difusores, tec.

CALCULO DE CONDUCTOS DE AIRE

Se emplea el abaco, donde se establece la relación entre el caudal de aire (m3/min) y el gradiente R (mmca/m), para una determinada velocidad de circulación (m7min) y el diámetro del conducto (cm)

1.        Primero, establecer el caudal de aire:

·       Caudal de aire frio : C= Qsi / 170

Donde:

Qsi: ganancia de calor sensible (Kcal / h)

170: factor que surge de las diferencias de temperaturas entre el aire de retorno y de alimentación, el peso y calor especifico del aire

2.        Segundo, obtenido el caudal total se establece una cantidad de difusores o rejas se va a inyectar el aire en el local y sabiendo el largo del local se va a la tabla de selección de rejas de inyección y se obtiene sus dimensiones. Donde:

A = C / V

A: area de la reja o difusor

C: el caudal destinado a pasara por esa reja o difusors, si se destinan 4 rejas se debe dividir el caudal total ya mencionado por 4

V: velocidad de trabajo, generalmente 300 m/min

Se divide el caudal total por la cantidad de rejas o difusores y ese va a ser la demanda en cada punto, teniendo en cuenta que entre más nos acerquemos a la maquina enfriadora se va sumando el caudal de la reja precedente.

3.        Tercero, establecer la velocidad máxima, de acuerdo al uso que se de en el interior del local:

·       Locales industriales: 500 m/min

·       Oficinas de personal: 300 a 450 m/min

·       Viviendas: 300 m / min

4.        Cuarto, fijada la velocidad máxima y el caudal se obtiene del Abaco la recta de maniobra R constante, del cual salen los DIAMETROS de cada conducto, de acuerdo a la demanda del caudal en cada reja o difusor.

 

 

 

 

5.        Quinto, para pasar de diámetro a una sección rectangular vamos al Abaco para conversión de conductos circulares en rectangulares o cuadrados, elegimos una sección constante, ejemplo 30cm, porque el entretecho no permite mas, y según el diámetro de cada conducto tendremos la segunda sección que será variable

 

 RELACION OPTIMA DE LOS CONDUCTOS DE AIRE
 Cuál es la relación de lados optima en un conducto de mando de aire acondicionado de sección rectangular?

La forma optima para un conducto de Aire es la circular d=a, le sigue la cuadrangular de lado a = lado b = a, y por último la rectangular de lado a=2  por lado b=4

CALCULO DE LA CONTRAPRESION DEL VENTILADOR

1.        Primero, establecer el caudal de aire:

·       Caudal de aire frio : C= Qsi / 170

Donde:

Qsi: ganancia de calor sensible (Kcal / h)

170: factor que surge de las diferencias de temperaturas entre el aire de retorno y de alimentación, el peso y calor especifico del aire

2.        Segundo, se determina la contrapresión del ventilador Hv,

·       Hv = (2 . ∑I . R) + (∑ Z)

·       ∑I : sumatoria de la longitud mas desfavorable o alejada incluyendo el retorno del circuito (m)

·       R: recta de maniobra, gradiente, obtenido por abaco en el paso anterior (mmca/m)

·       ∑ Z : sumatoria de los frotamientos producidos por ( mmca):

·   Rejas de alimentación y difusores: 2 mmca, mas

·   Rejas de retorno : 1 mmca, mas

·   Persianas fijas o regulables : 1.5 mmca, mas

·   Plenos  : 1 mmca, mas

·   Filtros de aire comunes  : 5 mmca, mas

·   Baterías 1.5 a 2.5 mmca por hilera

Todos son datos del fabricante

·       Hv : presión que debe establecer el ventilador (mmca)

3.        Tercero, se verifica que Hv sea menor al HV estipulado por el fabricante,

CACULO DE LAS CAÑERIAS DE AGUA

1.        Primero, se determina el caudal de agua que consume cada fan-coil:

·       Agua fría para refrigeración: C = Q/5.5

Donde:

C: caudal de agua fría (l/h)

Q: ganancia de calor que debe extraer cada fan-coil en el verano (Kcal/h)

5.5 : la diferencia de temperatura entre el agua de alimentación y retorno

2.        Segundo, se determina la velocidad máxima conveniente a la salida de la bomba:

·       Para agua fría: 0.8 a 1.7 m/seg recomendada (1 m/seg)

3.        Tercero, fijada la velocidad de descarga y con el caudal máximo, que es la suma de todos los caudales que consumen cada fan-coil del sistema, se va al abaco y se determina la recta de maniobra R.

4.        Cuarto, los diámetros de los segmentos que requieren menos caudal se determinan trasportándose sobre esa recta constante R

       CALCULO DE LA BOMBA CIRCULADORA

1.        Primero, se suman el caudal de todos los fan-coil del sistema C (l/h)

2.        Segundo, se determina la presión eficaz de la bomba Hb

·       Hb = (2 . ∑I . R) + (∑ Z)

·       ∑I : sumatoria de la longitud mas desfavorable o alejada incluyendo el retorno del circuito (m)

·       R: gradiente hidráulico, obtenido por abaco en el paso anterior (mmca/m)

·       ∑ Z : sumatoria de los frotamientos producidos por ( mmca):

·   La unidad enfriadora: 2.6 mca, mas

·   Los fan-coil: 1.3 mca

Todos son datos del fabricante

·       Hb : presión de la bomba en mca

3.        Tercero, con el caudal máximo o total C (l/h) y la presión de la bomba Hb (mca) se obtiene la potencia de la bomba necesaria, ya que son datos que suministra el fabricante