UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE FACULTAD DE CS. DE LA INGENIERIA

INSTITUTO DE CS. NAVALES Y MARITIMAS

CONSIDERACIONES EN EL PROYECTO DEL AIRE ACONDICIONADO EN UNA NAVE

Tesis para optar al título de:

Ingeniero Naval

Mención Maquinas Marinas.

Profesor patrocinante:

Sr. Héctor Legue L.

Ingeniero Civil Mecánico

FABIAN EDUARDO HERNANDEZ GONZALEZ 2006

AGRADECIMIENTOS.

Primero que todo agradezco a Dios, por guiarme y darme la oportunidad de cumplir mis sueños.

Agradezco a mis padres por apoyarme y entregarme las principales herramientas para triunfar en la vida, que son, el amor y los valores inculcados desde pequeño. Lo único que anhelo es que estén orgullosos de mi, como yo lo estoy de ellos.

Agradezco a mis hermanos por acompañarme y darme animo en los momentos que lo necesite.

Agradezco a mi abuela que rezo, y nunca perdió la fe en mi.

Agradezco en forma muy especial, a todos mis grandes amigos, que fueron un pilar importante en el logro de mis objetivos, estuvieron en las buenas y en las malas, compartimos tristezas y alegrías, largas noches de estudio, y debido a eso hoy los considero como hermanos.

Gracias a toda mi familia en general, quien creyó en mi.

Me esforzare para no decepcionarlos y ser un gran profesional y una mejor persona.

Este triunfo es de todos ustedes, muchas gracias.

2

INDICE RESUMEN ..................................................................................................................7

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................8 OBJETIVOS ................................................................................................................9 CAPITULO I. DESCRIPCIÓN DE LA NAVE Y REQUERIMIENTOS DEL ARMADOR 1.1 Características ...............................................................................................13

1.2 Destino ...........................................................................................................13

1.3 Dimensiones de espacio ................................................................................15

1.4 Altura de entretecho .......................................................................................17

1.5 Material de construcción ...............................................................................17

1.6 Condiciones del ambiente ..............................................................................17

1.7 Ventanas ........................................................................................................17

1.8 Puertas ...........................................................................................................17

1.9 Ocupantes ......................................................................................................18

1.10 Alumbrado ......................................................................................................18

1.11 Equipos ..........................................................................................................19

1.12 Orientación .....................................................................................................19

CAPITULO II. DETERMINACIÓN DE CARGA TERMICA 2.1 Situación de verano ........................................................................................20

2.1.1 Condiciones interiores de la nave...................................................................20

2.1.2 Condiciones exteriores....................................................................................21

2.2 CALCULO DE CARGA TERMICA DE CUBIERTA DEL PUENTE..................22

2.2.1 Aire de ventilación...........................................................................................22

2.2.2 Calor debido a la radiación solar a través de ventanas, claraboyas...............24

2.2.3 Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techos

exteriores.........................................................................................................27

2.2.4 Calor debido a la transmisión a través de paredes y techos no exteriores.....30

2.2.5 Calor sensible debido al aire de infiltración....................................................31

2.2.6 Calor sensible generado por las personas que ocupan el local......................31

2.2.7 Calor sensible generado por equipos eléctricos.............................................32

2.2.8 Calor sensible procedente del aire de ventilación...........................................32

2.2.9 Carga sensible total.........................................................................................33

2.2.10 Calor latente debido al aire de infiltración.......................................................33

2.2.11 Calor latente generado por las personas que ocupan el local........................33

2.2.12Calor latente procedente del aire de ventilación..............................................33

3

2.2.13 Carga latente total...........................................................................................34

2.2.14 Carga efectiva total para cubierta del puente..................................................34

2.3 CALCULO DE CARGA TERMICA DE CUBIERTA PRINCIPAL.....................34

2.3.1 Aire de ventilación...........................................................................................34

2.3.2 Calor debido a la radiación solar a través de ventanas, claraboyas...............34

2.3.3 Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techos

exteriores.........................................................................................................35

2.3.4 Calor debido a la transmisión a través de paredes y techos no exteriores.....36

2.3.5 Calor sensible debido al aire de infiltración....................................................36

2.3.6 Calor sensible generado por las personas que ocupan el local......................36

2.3.7 Calor sensible generado por equipos eléctricos.............................................37

2.3.8 Calor sensible procedente del aire de ventilación...........................................37

2.3.9 Carga sensible total.........................................................................................37

2.3.10 Calor latente debido al aire de infiltración.......................................................37

2.3.11 Calor latente generado por las personas que ocupan el local........................37

2.3.12 Calor latente procedente del aire de ventilación.............................................37

2.3.13 Carga latente total...........................................................................................37

2.3.14 Carga efectiva total para cubierta del puente..................................................38

2.4 CALCULO DE CARGA TERMICA DEL SECTOR BAJO CUBIERTA.............38

2.4.1 Aire de ventilación...........................................................................................38

2.4.2 Calor debido a la radiación solar a través de ventanas, claraboyas...............38

2.4.3 Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techos

exteriores.........................................................................................................38

2.4.4 Calor debido a la transmisión a través de paredes y techos no exteriores.....39

2.4.5 Calor sensible debido al aire de infiltración....................................................39

2.4.6 Calor sensible generado por las personas que ocupan el local......................39

2.4.7 Calor sensible generado por equipos eléctricos.............................................39

2.4.8 Calor sensible procedente del aire de ventilación...........................................39

2.4.9 Carga sensible total.........................................................................................39

2.4.10 Calor latente debido al aire de infiltración.......................................................39

2.4.11 Calor latente generado por las personas que ocupan el local........................39

2.4.12 Calor latente procedente del aire de ventilación.............................................40

2.4.13 Carga latente total...........................................................................................40

2.4.14 Carga efectiva total para cubierta del puente..................................................40

2.5 Situación de invierno.......................................................................................40

2.5.1 Condiciones interiores de la nave...................................................................40

2.5.2 Condiciones exteriores....................................................................................40

4

2.6 CALCULO DE CARGA TERMICA DE CUBIERTA DEL PUENTE..................41

2.6.1 Aire de ventilación...........................................................................................41

2.6.2 Perdidas de calor debido a la transformación a través de barreras que

puedan haber..................................................................................................42

2.6.3 Calor sensible debido al aire de infiltración....................................................43

2.6.4 Calor sensible generado por las personas que ocupan el local......................43

2.6.5 Calor sensible generado por equipos eléctricos.............................................44

2.6.6 Calor sensible procedente del aire de ventilación...........................................44

2.6.7 Carga sensible total.........................................................................................44

2.6.8 Calor latente debido al aire de infiltración.......................................................44

2.6.9 Calor latente generado por las personas que ocupan el local........................44

2.6.10 Calor latente procedente del aire de ventilación.............................................45

2.6.11 Carga latente total...........................................................................................45

2.6.12 Carga efectiva total para cubierta del puente..................................................45

2.7 CALCULO DE CARGA TERMICA DE CUBIERTA PRINCIPAL.....................45

2.7.1 Aire de ventilación...........................................................................................45

2.7.2 Perdidas de calor debido a la transformación a través de barreras que

puedan haber..................................................................................................45

2.7.3 Calor sensible debido al aire de infiltración....................................................46

2.7.4 Calor sensible generado por las personas que ocupan el local......................46

2.7.5 Calor sensible generado por equipos eléctricos.............................................46

2.7.6 Calor latente procedente del aire de ventilación.............................................46

2.7.7 Carga sensible total.........................................................................................47

2.7.8 Calor latente debido al aire de infiltración.......................................................47

2.7.9 Calor latente generado por las personas que ocupan el local........................47

2.7.10 Calor latente procedente del aire de ventilación.............................................47

2.7.11 Carga latente total...........................................................................................47

2.7.12 Carga efectiva total para cubierta del puente..................................................47

2.8 CALCULO DE CARGA TERMICA DEL SECTOR BAJO CUBIERTA.............47

2.8.1 Aire de ventilación...........................................................................................47

2.8.2 Pérdidas de calor debido a la transformación a través de barreras que

puedan haber..................................................................................................47

2.8.3 Calor sensible debido al aire de infiltración....................................................48

2.8.4 Calor sensible generado por las personas que ocupan el local......................48

2.8.5 Calor sensible generado por equipos eléctricos.............................................49

2.8.6 Calor sensible procedente del aire de ventilación...........................................49

5

2.8.7 Carga sensible total.........................................................................................49

2.8.8 Calor latente debido al aire de infiltración.......................................................49

2.8.9 Calor latente generado por las personas que ocupan el local........................49

2.8.10 Calor latente procedente del aire de ventilación.............................................49

2.8.11Carga latente total............................................................................................49

2.8.12 Carga efectiva total para cubierta del puente..................................................49

CAPITULO III. SOLUCION PSICROMETRICA DEL PROBLEMA DE VERANO E INVIERNO. 3.1 Empleo del diagrama psicrométrico................................................................50

3.2 Análisis y solución del acondicionamiento en verano.....................................52

3.3 Análisis y solución del acondicionamiento de invierno....................................60

CAPITULO IV. DISTRIBUCIÓN DEL AIRE 4.1 Difusión del aire en un local............................................................................70

4.2 Características................................................................................................73

4.3 Tipos de bocas de impulsión.......................................................................... 75

4.4 Aplicación de los difusores de techo ..............................................................76

4.5 Aplicación de los difusores de techo.............................................................. 77

4.6 Boca de extracción..........................................................................................84

CAPITULO V. DISEÑO DE DUCTOS 5.1 Clasificación de la red de conductos...............................................................89

5.2 Diámetro equivalente......................................................................................89

5.3 Caudal y velocidad..........................................................................................92

5.4 Calculo de la pérdida de carga por rozamiento...............................................92

5.5 Caída de presión debido a los accidentes......................................................94

5.5.1 Pérdidas por curvas........................................................................................95

5.5.2 Pérdidas por codos.........................................................................................95

5.6 Pérdida por desviaciones................................................................................96

5.7 Recuperación estática.....................................................................................96

5.8 Cálculo de la red de conductos.......................................................................97

5.8.1 Cálculo de la red de conductos para la cubierta del puente...........................97

5.8.2 Cálculo de la red de conductos para la cubierta principal.............................110

5.8.3 Cálculo de la red de conductos para el sector bajo cubierta.........................120

5.9 Cálculo de ductos de extracción...................................................................131

5.9.1 Cálculo de ducto de extracción cubierta del puente......................................131

6

5.9.2 Cálculo de ductos de extracción cubierta principal.......................................132

5.9.3 Cálculo de ductos sector bajo cubierta.........................................................132

CAPITULO VI. SELECCIÓN Y CARACTERISTICAS DEL EQUIPO.....................132 CONCLUSIONES ...................................................................................................138

BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................................137

ANEXO....................................................................................................................140

7

RESUMEN La presente tesis entrega una guía para realizar un proyecto de un sistema de

acondicionamiento de aire para un barco de pasajeros de acuerdo a los requerimientos

indicados por el armador. Se analizan las variables que se relacionan con la calidad del

aire tanto en invierno como en verano, todas ellas tendientes a brindar un ambiente

confortable desde el punto de vista térmico, siendo ésta la base del confort ambiental a

bordo.

Se estudiarán aspectos relacionados con la carga térmica de verano e invierno,

soluciones psicrométricas del problema, distribución del aire en el local, y diseño de

ductos.

SUMMARY The present thesis gives a guide to carry out a project of a system of conditioning of air

for a ship of passengers according to the requirements indicated by the armador. The

variables are analyzed that are related with the quality of the air as much as in winter

like in summer, all them tends to offer a comfortable atmosphere from the thermal point

of view, being on board this the base of the environmental comfort.

Aspects related with the thermal load of summer and winter they were studied, solutions

psichometric of the problem, distribution of the air in the local, and design of ducts.

8

INTRODUCCIÓN La principal función del acondicionamiento de aire, a bordo de un buque es proporcionar

condiciones de confort en todo momento, y para conseguir este objetivo se debe

instalar un equipo acondicionador de capacidad adecuada y mantener su control

durante todo el año.

Se realizará un análisis psicrométrico para las estaciones de verano e invierno, ya que

existen variaciones notables de temperaturas y humedad relativas en ellas. Se desea

lograr a través de este estudio, una solución que pueda mantener un medio circundante

confortable durante todo el año, procurando conseguir un aire tratado desde el punto de

vista térmico, limpieza del aire, velocidad y humedad relativa.

Para lograr introducir este aire en el interior del espacio a acondicionar es necesario

distribuir el aire en forma adecuada y complementándolo con un correcto diseño de

ductos.

Para comenzar este estudio se debe establecer cuales son los elementos básicos

ambientales que definen el bienestar humano.

Una sensación de frío o de calor excesivo no es satisfactoria. En consecuencia la

temperatura del medio ambiente que nos rodea será uno de los parámetros

fundamentales.

Un ambiente seco produce una sensación más agradable, en general, que uno húmedo,

sin embargo si la sequedad del aire es excesiva, pronto se manifiestan ciertos

inconvenientes, como sequedad de las mucosas, exceso de electricidad estática, etc.

Si el ambiente es muy húmedo tenemos una sensación de ahogo, con el agravante que

no puede eliminarse fácilmente el sudor corporal. Así la humedad del aire será otro

parámetro a tener en cuenta.

El ruido produce molestias por lo tanto será otro factor a considerar.

La contaminación en ambientes interiores presenta formas y características muy

diversas. Los aerosoles, el humo del tabaco, los olores y vapores proveniente de la

preparación de comidas, los gases producidos por cocinas, estufas, el empleo de

desinfectantes o productos de limpieza e incluso los gases propios del cuerpo humano

como el CO2 constituyen fuentes de contaminación a tener en cuenta.

Y aunque no es habitual, la contaminación biológica, causada por agentes infecciosos,

antígenos (sustancias que provocan una respuesta inmunitaria específica)o toxinas,

puede desencadenar una situación delicada.

El control de estos factores nos dará la clave para conseguir un ambiente de confort o

bienestar.

9

OBJETIVO GENERAL El presente trabajo tiene por objeto dar a conocer el procedimiento de cálculo y

posterior selección de un equipo de aire acondicionado que podría ser utilizado en una

nave, y también el procedimiento de cálculo y diseño de sus ductos.

10

Antes de comenzar este proyecto, se tendrá en cuenta, para la realización de este, lo

establecido por SOLAS en el CAPITULO II –CONSTRUCCION - PREVENCION, DETECCION Y EXTINCION DE INCENDIOS

PARTE A - GENERALIDADES

Regla 25

Sistema de ventilación

a) En general, los ventiladores irán dispuestos de manera que los conductores que

desembocan en los diversos espacios queden dentro de la misma zona vertical

principal.

b) Cuando los sistemas de ventilación atraviesen cubiertas, se tomarán precauciones

encaminadas a reducir el riesgo de que el humo y los gases calientes pasen de un

entrepuente a otro por los conductos.

c) Las aberturas principales de aspiración y descarga de todos los sistemas de

ventilación podrán quedar cerradas desde el exterior del espacio destinado a ser

ventilado.

d) Excepto en los espacios de carga, los conductos de ventilación se construirán con

los siguientes materiales:

i) Los conductos cuya sección tenga un área de no menos de 0,075 metros

cuadrados (116 pulgadas cuadradas) y todos los conductos verticales que se

utilicen para ventilar más de un entrepuente serán de acero o de otro material

equivalente.

ii) Los conductos cuya sección tenga un área de menos de 0,075 metros

cuadrados (116 pulgadas cuadradas) se construirán con materiales

incombustibles. Cuando estos conductos atraviesen divisiones de Clase "A" o

"B" se tomarán las medidas necesarias para asegurar la integridad al fuego de

la división.

iii) Los tramos cortos de conducto que en general no excedan de 0,02 metros

cuadrados (31 pulgadas cuadradas) de sección y 2 metros (79 pulgadas) de

longitud, podrán no ser incombustibles, siempre y cuando satisfagan las

siguientes condiciones:

11

1) que el conducto esté construido con un material cuyo riesgo de incendio

sea reducido a juicio de la Administración.

2) que el conducto se utilice solamente en las partes extremas del sistema de

ventilación;

3) que el conducto no esté situado a menos de 0,6 metros (24 pulgadas),

medida esta distancia en el sentido longitudinal del conducto, de una

perforación practicada en una división de Clase "A" o "B", incluidos cielos

rasos continuos de Clase "B".

e) Cuando se instale ventilación en troncos de escalera, el conducto o los conductos,

dado que los haya, arrancarán de la cámara de ventiladores, serán independientes de

otros conductos del sistema de ventilación y no se utilizarán para ningún otro espacio.

f) Todos los aparatos de ventilación mecánica, salvo los de los espacios de máquinas

y de carga y cualquier otro sistema de ventilación exigible en virtud de lo dispuesto en el

párrafo h) de la presente Regla, estarán provistos de mandos agrupados de modo que

se puedan para todos los ventiladores desde uno cualquiera de dos puestos distintos,

los cuales estarán separados entre sí como sea posible. Los mandos de la ventilación

mecánica destinada a los espacios de máquinas estarán agrupados también de modo

que quepa accionarlos desde dos puestos, uno de los cuales estará situado fuera de

dichos espacios. Los ventiladores que den servicio a los sistemas mecánicos de

ventilación para los espacios de carga se podrán parar desde un lugar seguro situado

fuera de tales espacios.

g) Cuando los conductos de extracción de los fogones de las cocinas atraviesen

alojamientos o espacios que contengan materiales combustibles, estarán construidos

con divisiones de Clase "A". Cada conducto de extracción estarán provisto de:

i) un filtro de grasas fácilmente desmontable a fines de limpieza;

ii) un regulador de tiro situado en el extremo inferior del conducto;

iii) dispositivos, accionables desde el interior de la cocina, que permitan

desconectar el extractor; y

iv) medios fijos de extinción de un fuego que se produzca en el interior del

conducto.

12

h) Se tomarán todas las medidas posibles, en relación con los puestos de control

situados fuera de los espacios de máquinas, para asegurar que en caso de incendio

seguirá habiendo en dichos puestos ventilación y visibilidad y que no habrá humo, de

manera que la maquinaria y el equipo que contengan puedan ser supervisados y

continuar funcionando eficazmente. Se instalarán dos dispositivos distintos,

completamente separados entre sí, para el suministros de aire, cuyas respectivas tomas

de aire estarán dispuestas de manera que el peligro de que el humo se introduzca

simultáneamente por ambas sea mínimo. A discreción de la Administración cabrá no

exigir el cumplimiento de estas prescripciones en el caso de puestos de control situados

en una cubierta de intemperie o de modo que den a ella, o cuando se puedan utilizar

dispositivos locales de cierre igualmente eficaces.

i) Los conductos de ventilación de los espacios de Categoría A para máquinas no

pasarán normalmente a través de alojamientos, espacios de servicio ni puestos de

control. No obstante, la Administración podrá dispensar de esta prescripción si:

i) los conductos son de acero y su aislamiento se ajusta a la norma "A-60", o si

ii) los conductos son de acero y llevan una válvula automática de mariposa contra

incendios, próxima al mamparo límite atravesado, y están aislados según la

norma "A-60" desde el espacio de máquinas hasta un punto que, situado más

allá de la válvula de mariposa, diste de ésta un mínimo de 5 metros (16 pies).

j) Los conductos para ventilación de alojamientos, espacios de servicio o puestos de

control no pasarán normalmente a través de espacios de Categoría A para máquinas.

No obstante la Administración podrá dispensar de esta prescripción si los conductos

son de acero y se han instalado válvulas automáticas de mariposa contra incendios

próximas a los mamparos límites atravesados.

Para que nuestro proyecto cumpla con lo establecido por SOLAS se deberá tener en

cuenta, todas las recomendaciones antes descritas.

13

CAPITULO I. DESCRIPCIÓN DE LA NAVE Y REQUERIMIENTOS DEL ARMADOR

1.1 CARACTERISTICAS

Tipo........................................................................... Buque de pasaje

Eslora total................................................................ 35.6 m

Manga máxima.......................................................... 8.2 m

Puntal......................................................................... 2.60 m

Velocidad................................................................... 18 Kn

Capacidad pasajeros................................................. 44 personas

Capacidad tripulantes................................................ 15 personas

Generadores.............................................................. CUMMINS de 450 Kw. x 2

Motor propulsor.......................................................... CUMMINS de 450 HP a 2100

rpmx2

1.2 DESTINO

Es una nave destinada al transporte de pasajeros (turismo), entre Puerto Montt y

Glaciar San Rafael.

Este barco navega sólo siete meses del año desde octubre a abril, entre los 41° a 46°

latitud sur. A continuación se muestra la ruta exacta de navegación:

14

Ruta de navegación

15

1.3 DIMENSIONES DEL ESPACIO A ACONDICIONAR.

BICACION LONGITUD m ANCHO m ALTURA m

U

CUBIERTA DE PUENTE 16.2 6.7 2.6

CUBIERTA PRINCIPAL 26.2 7.2 2.8

BAJO CUBIERTA 19.2 8.2 2.6

16

17

1.4 ALTURA DEL ENTRETECHO.

La altura del cielo falso es bastante variable, encontrándose una máxima de 20 cm. por

1.70 m de ancho. (Importante para el diseño de ductos)

1.5 MATERIALES DE CONTRUCCION.

Toda la estructura que está en contacto con el exterior y que será acondicionada, se

componen de los siguientes materiales:

- Forro exterior de acero de espesor 4 mm

- Aislamiento de lana mineral de espesor 50 mm

- Aluminio de espesor 1 mm

El techo de la cubierta del puente, está constituido de los siguientes materiales:

- Forro exterior de acero de espesor 4 mm

- Aislamiento de lana mineral de espesor 50 mm

- Aluminio de espesor 1 mm

Materiales del piso está constituido de los siguientes materiales.

- Alfombra de espesor 10 mm

- Terciado marino de espesor 20mm

1.6 CONDICIONES DE ESPACIOS CIRCUNDANTES.

La sala de máquinas cuenta con una temperatura media de 35° en verano y 30° en

invierno.

El espacio donde el casco está en contacto con el agua (superficie mojada).

Cuenta con una temperatura de 13° en el verano y 1° en invierno.

1.7 VENTANAS

Todas las ventanas de la nave están conformadas por cristales de 6 mm de espesor.

1.8 PUERTAS

Las puertas están construidas de madera de 15 mm de espesor, y algunas tienen

incorporado una ventana de cristal de 6 mm de espesor.

18

1.9 OCUPANTES.

La máxima cantidad de personas que puede transportar cómodamente en la nave es de

59 personas incluyendo pasajeros y tripulantes.

El tiempo de permanencia de los pasajeros es lo que dura el viaje , que es de 5 días.

actividad que varía según la cubierta, éstas

Sen d

Cubierta principal:

Per n

Sen d

1.10 EQUIPOS.

Cu r

Radio 120 W

ace un total de 510 W

de

595 W

- Bajo Cubierta:

- 12 Equipos de música (uno por cada camarote de pasajeros), con un total de

1020 W

Las personas en su interior desarrollan una

son:

Cubierta del puente:

ta o trabajando ligero

so as que pasean

Bajo cubierta:

ta os en reposo.

bie ta de puente:

- Radar 150 W

- Sonar 150 W

- Ecosonda 100 W

-- Radio 120 W

- GPS 80 W

- Computador 120 W

- 6 Equipos de música (uno por cada camarote) de 85 W c/u h

Cubierta principal:

- 7 Equipos de música (uno en el bar, y uno por cada camarote) con un total

- 1 Televisor 100 W

- 1 Cocina eléctrica 4200 W

19

Total de consumos por concepto de equipos en el barco.

POTENCIA (W)

CUBIERTA DE PUENTE 1350

CUBIERTA PRINCIPAL 4895

BAJO CUBIERTA 1020

TOTAL 7265

1.11 ORIENTACION

ran importancia para determinar la carga de refrigeración en

erano debido al efecto del sol, también influye en la carga de calefacción en invierno

s infiltraciones.

al ubicado en tierra, una nave no tiene orientación estable, por lo

ual debe necesariamente estudiar sus rutas de navegación y analizar las condiciones

avorables.

isis preliminar del problema, consideraremos la situación más

desfavorable se tiene:

Para la condición de verano:

Los cálculos se basarán en el mes de enero, a 41° latitud sur (Puerto Montt), y el sol,

inc ta en algunas de las bandas de estribor o babor, ya que es en

esa la mayor cantidad de cristales, además de que el sol afecte en la

zona mencionada, también éste lo haría sobre el techo de la embarcación.

La orientación tiene g

v

por medio de la

A diferencia de un loc

c

de proyecto más desf

Realizando un anál

idiendo en forma direc

zona donde existe

20

Para condiciones de invierno:

siete meses del año desde

octubre a abril, por lo tanto se considerara más desfavorable en cuanto a clima el mes

de octubre, a 46° latitud sur (laguna San Rafael), y el viento, incidiendo en forma directa

en alguna or o babor, ya que es en e na donde existe la

mayor cantidad de puertas, que es donde se producirían infiltraciones de aire frío, las

ventanas y claraboyas no se consideran ya que éstas son estancas, además de que el

viento afecte en la zona mencionada, también éste lo haría sobre el techo de la

mbarcación

a : 45 %

: 0.2 m/s

emperaturas

humedad relativa del mes de enero, entre otros.

-

minorar el ruido que ocasiona los equipos de aire acondicionado de mayor potencia,

stos tres equipos serán instalados en la cubierta del puente.

Como se menciono anteriormente el barco navega sólo

s de las bandas de estrib sa zo

e

CAPITULO II. DETERMINACIÓN DE CARGA TERMICA

2.1 SITUACION DE VERANO

Condiciones interiores en la nave.

Las condiciones de confort interior fueron estimadas según Ref.1 en:

- Temperatura de confort : 22°C

- Humedad relativ

- Velocidad del aire

Condiciones exteriores.

La nave en el sur de Chile tendrá su periodo de refrigeración en los meses de enero y

febrero, siendo su mes mas crítico en enero, donde se estima que su carga térmica

será máxima, conforme a lo dicho, se entregan a continuación valores de t

y

Temperatura exterior máxima : 27°C

- Temperatura exterior mínima : 12°C

- Humedad relativa : 80 %

- Excursión térmica : 15°C

- Hora general de proyecto : 16:00 hrs.

- Salto térmico : 5°C

- Diferencia de humedades abs. : 10 g/Kg. (obtenida del diagrama psicrométrico)

Nota: Las temperaturas corresponden a los valores medios máximos mensuales, al

igual que las humedades relativas.

Se piensa instalar tres equipos de aire acondicionado, uno para cada cubierta, para

a

e

21

22 22

2.2 PUENTE.

s diferencias de temperatura y sus

-

- a través de paredes y techos exteriores

- eriores.

- - - - - -

Calor latent

- Calor latent

- Calor latent

- Calor latent

- Calor latent

2.2.1

oducirlo en el mismo (Fig. 1),

í. Sin embargo cuando

son fumadores, olores corporales, etc..,

pensemos smo, aunque lo estemos enfriando. Ocurre

t, no por culpa de la

Otra posibilidad es ente aire exterior. Este

n embargo la máquina tiene que

o de invierno, y por lo

con aire procedente del local,

las ventajas de los dos anteriores y

CALCULO DE CARGA TERMICA DE CUBIERTA DEL

En un espacio a refrigerar, la cantidad de calor que debe removerse con un equipo de

refrigeración, se llama carga de refrigeración y se dividen en dos grupos:

Calor sensible: Calor que entra debido a la

principales partidas son las siguientes:

Calor debido a la radiación solar a través de ventanas, claraboyas.

Calor debido a la radiación y transmisión

Calor debido a la transmisión a través de paredes y techos no ext

Calor sensible debido al aire de infiltraciones.

Calor sensible generado por las personas que ocupan el lugar.

Calor generado por la iluminación del local.

Calor generado por equipos eléctricos en el interior del local.

Calor generado por las partidas de aire de ventilación.

Cualquier otra que se presente.

e: Corresponde a las diferencias de humedades, éstas son debido a:

e debido al aire de infiltración.

e generado por las personas que ocupan el local.

e generado por las partidas de aire de ventilación.

e producido por cualquier otra causa que se presente.

AIRE DE VENTILACIÓN.

Es posible extraer aire de un local, enfriarlo y volver a intr

de hecho algunos aparatos de aire acondicionado funcionan as

en el local existen fuentes de mal olor, como

que el aire siempre es el mi

entonces que en aquel local no hay sensación de confor

temperatura, sino del aire mismo, que huele mal o irrita los ojos.

no ocupar aire del local (Fig. 2), sino únicam

sistema no presenta los inconvenientes del primero, si

enfriar aire exterior que está más caliente, o calentarlo en el cas

tanto ocupa demasiada energía para su efecto.

La tercera posibilidad (Fig. 3), es mezclar aire del exterior

este método es el más adecuado porque reúne

23

ning o de los inconvenientes. La cantidad de aire exterior que se utilizun a en la mezcla,

e ocupará en

Fig.,2

es que se utilizan, como valor mínimo y

se llama aire de ventilación y es el estrictamente necesario para producir una

renovación conveniente del aire del local. Este tercer método es el que s

este proyecto.

Fig. 1

Fig. 3 (Este sistema será el usado).

En la tabla 1 se han presentado lo valores usual

valor aconsejado en m3/h por persona. Se multiplica por el número de personas para

tener el caudal de aire de ventilación, que designaremos con la letra Vv .

LOCALUAA

EXTERIOR LOCALUAA

AIRE DE DESECHO

EXTERIOR

AIRE DE VENTILACION AIRE DE SUMINISTRO

LOCALUAAAIRE DE VENTILACION

AIRE DE SUMINISTRO

24

m3/h por persona TIPO DE LOCAL ACONSEJABLE MINIMO APARTAMENTO 35 17 BANCO 17 13 PELUQUERIA 25 17 OFICINAS 85 35 BARES 68 43 ALMACENE 13 8,5 S FARMACIAS 17 13 FABRICAS 17 13 URGENCIAS 50 43 HOSPITALES PABELLONES 35 25 HOTELES 50 43 AULAS 25 17 TEATROS 25 17

Tabla Nº 1. Necesidades de ventilación de diferentes tipos de locales.

umiremos, para fines

de 50 m3/h,

aire es:

CALCULO DE PARTIDA SENSIBLE.

Calor debido a la radiación solar a través de ventanas o claraboyas. QSR Esta partida tiene en cuenta la energía que llega al barco procedente de la radiación

ansmite el

resto.

l

lugar.

rs. solar y también un día determinado que generalmente es a fines del mes de enero,

por ser los más calurosos.

ara fines de cálculo se considera que el buque navega en una línea recta de norte a

Como la tabla N°1, no entrega valores para embarcaciones, lo as

de cálculo como un hotel. Por lo cual nuestro caudal de aire por persona es

en la cubierta de puente se alojan 14 personas aprox.; por lo tanto nuestro caudal de

Vv = 700 m3/h

2.2.2

solar que atraviesa elementos transparentes a la radiación (cristales de ventanas,

claraboyas, etc.).

Un cristal ordinario absorbe alrededor del 6% de la energía solar y refleja o tr

Para calcular esta partida hay que saber la orientación de las ventanas y la latitud de

Además se tendrá que elegir una hora solar de cálculo, generalmente entre las 12 y 16

h

P

sur, y los datos son:

25

o 41° latitud sur

o ventanas N,S,E,O

r de calculo 16:00

cha de calculo 21 enero

claros de 6 mm

ara obtener el QSR es:

= Superficie en

ión solar en Kcal. /h*m2 de tabla N°2

F = Factor de corrección de tabla N°3, N°4

abla N°3 Corrección según el tipo de vidrio.

o hora sola

o fe

o vidrios

La fórmula p

S m2

R = Radiac

Tabla N°2 Radiación solar R en Kcal. /h*m2.

Nota: Para los valores de latitud sur de diciembre y enero se les incrementa un 7%

QSR = S*R*F

41° Latitud Norte Hora solar 41° Latitud Spoca Orientacion 12 13 14 15 16 17 18 Orientacion Epoca

E 38 38 38 35 32 27 13 E22-Jul SE 113 40 38 35 32 27 13 SE 21-Ene

38 38 38 35 29 21 19 N38 38 38 35 29 21 8 NE

E 38 38 38 35 29 21 8 E24-Ago SE 179 67 38 35 29 21 8 SE 20-Feb

138 65 21 8 S 23-OctSO 179 290 377 396 374 284 130 SOO 38 122 273 393 439 398 227 O

urE

N 38 38 38 35 32 38 65 NNE 38 38 38 35 32 27 13 NE

21-May S 187 170 119 70 35 27 13 S 21-NovSO 113 222 298 339 322 260 146 SOO 38 116 265 390 444 436 320 O

NO 38 38 70 179 284 344 287 NOHORIZONTAL 631 610 550 463 341 198 65 HORIZONTAL

NNE

20-Abr S 276 263 241

NO 38 38 43 124 222 276 184 NOHORIZONTAL 580 556 501 406 271 127 24 HORIZONTAL

Tipo de vidrio FactorVidrio ordinario simple 1Vidrio de 6 mm 0,94

40-48 0,8

oble ordinario 0,9

0,6

0,43palescente oscuro 0,37

Vidrio absorbente % de absorcion 48-56 0,7356-70 0,62

Vidrio dVidrio triple 0,83Vidrio de colorAmbar 0,7Rojo oscuro 0,56Azul oscuroVerde oscuro 0,32Verde grisaceo 0,46Opalescente claro

O

T

26

Tabla N°4 Factores de atenuación.

El buque se considera simétrico a ambas bandas es decir tienen la misma cantidad de

entanas a la banda de estribor con dirección al Oeste.

3 ventanas de 2.5 m2 de superficie, con un total de7.5m2

1 ventanas de 0.4 m2

1 ventana de 0.9 m2

1ventanas de 0.8 m2

Ventanas a la banda de babor con dirección Este.

3 ventanas de 2.5 m2 de superficie, con un total de7.5m2

1 ventanas de 0.4 m2

1 ventana de 0.9 m2

1ventanas de 0.8 m2

Ventanas a proa con dirección Sur. 3 ventanas de 1.8 m2, con un total 5.4 m2

Ventanas a popa con dirección

No existen ventanas a popa, en esta cubierta.

ventanas en babor como estribor, también el buque navega de norte a sur con estas

consideraciones, nuestros datos son:

V

Norte.

Orientacion S m2 R tabla N°2+7% F1 tabla N°3 F2 tabla N°4S 5,4 37,45 0,94 0,56E 9,6 34,24 0,94 0,56O 9,6 475,1 0,94 0,56

totales 24,6 546,79 0,94 0,56

F = F1+F2

.2.3 Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techos exteriores.

QSTR.

Factor con persiana Perciana veneciana interior Perciana veneciana exterior Color claro Color medio Color oscuro Color claro

Vidri 0,56 0,65 0,75 0,15vidri 0,56 0,65 0,74 0,14

-48 0,56 0,62 0,72 0,12Vidri 48-56 0,53 0,59 0,62 0,11

56-70 0,51 0,54 0,56 0,1vidri 0,54 0,61 0,67 0,14vidri p 0,48 0,39 0,64 0,12

o ordinarioo de 6 mm

40o absorbente Porcentaje de absorcion

o dobleo tri le

QSR = 12644 Kcal /h

2

27

El calor procedente del sol calienta las paredes exteriores del barco y luego este calor

revierte al interior, para calcular esta partida aplicaremos la fórmula:

K = Es el coeficiente de transmisión de la pared o techo se expresa en Kcal /(h*m2*°C)

S =Es la superficie de la pared en m2

DTE= Es la diferencia de temperaturas equivalentes

a DTE es un salto térmico corregido para tener en cuenta el efecto de la radiación.

Para saber la DTE de una pared, se emplea la tabla N°5, se necesita saber:

o La orientación de muro o pared, que para nuestro caso se orienta de la misma

0 h.)

e necesita saber:

oleado o sombreado, para nuestro caso es soleado

la densidad por el espesor

el proyecto (16:00 h.)

el definitivo, en la tabla 7, en

n o excursión térmica diaria o salto térmico, se dan unos valores

staremos, según el signo, al valor de la DTE que hemos obtenido

r es el definitivo.

QSRT = K*S*DTE

L

forma que las ventanas.

o El producto de la densidad por el espesor (DE) del muro

o La hora solar del proyecto (16:0

Para saber la DTE de un techo, se emplea la tabla N°6, s

o Si el techo es s

o El producto de

o La hora solar d

Este valor de DTE obtenido de las tablas 5 y 6 no es

función de la variació

que sumaremos o re

antes. Este nuevo valo

28

Tabla N°5 Diferencias de temperaturas equivalentes DTE de paredes

Hora solarcion del muro DE kg/m2 12 13 14 15 16

700 3 5,3 7,4 8,5 7,4100 17,4 10,8 6,4 6,9 7,4300 16,9 10,2 7,4 6,9 6,4

2 14,1 13,1 10,2 8,55,2 14,1 13,6 11,3 9,7

10,2 9,7

3 10,2 14,1 18,6 21,90,8 4,2 6,4 13,1 17,5

7,43 3,6 4,2

4 10,8 17,5 21,9O 300 1,9 3,6 5,3 10,2 14,1

500 3 3,6 4,2 5,3 6,4

1,9 2,5 33 3 3

2 5,3 6,4 7,4N 300 -0,3 1,3 3 4,2 5,3

500 -0,3 0,2 0,8 1,3 1,9

Orienta100 7,4 6,9 6,4 6,9 7,4

NE 300 10,8 8,1 5,3 5,8 6,4500 8,5 8,1 7,4 6,4 5,3

E500 13,1 13,6 13,1 10,8 9,7700 5,3 8,1 9,7 10,2 9,7100 15,

SE 300 1500 8,5 9,2 9,7700 3 5,8 7,4 81 8,5100 11,9 14,7 16,4 15,2 14,1

S 300 6,4 10,8 13,1 13,6 14,1500 1,9 4,1 6,4 8,1 8,5700 1,9 1,9 1,9 3,6 5,3100

SO 300500 3 3,6 4,2 6,4700 3 3100 3 7,

700 4,2 4,7 5,3 5,3 5,3100 3 5,3 6,4 10,2 13,1

NO 300 0,8 3 4,2 5,3 6,4500 1,9 1,9700 3 3100 1,,9 4,

700 -0,3 -0,3 -0,3 0,2 0,8

HORA SOLARDE Kg/m2 12 13 14 15 16

TE

DTE, para techos.

CHOS SOLEADOS 50 8,1 13,1 17,5 20,8 23,610 8,5 12,5 16,4 19,7 22,5200 8,5 12,5 15,2 18,12 0,8300 8,5 11,9 14,7 16,91 9,2400 8,5 11,9 14,11 5,2 17,5

ECHOS EN SOMBRA 100 3 4,7 6,4 6,9 7,4200 0,8 2,5 4,2 5,3 6,4300 -0,3 0,8 1,9 3 4,2

T

Tabla N° 6 Valores de la diferencia de temperaturas equivalentes,

29

Tabla N° 7 Corrección de las diferencias de temperaturas equivalente, DTE.

Obtención del DTE.

o Se cuenta con la orientación de las paredes N,S,E,O

o DE = densidad de pared de acero * espesor de pared = 7850 kg. /m3 * 0.004

m = 31.4 kg. /m2. Para el uso de la tabla se usará 100 kg./m2

o Salto térmico =Temp. exterior – Temp. interior = 27°C – 22°C = 5°C

o Excursión térmica (ET) = 15°C

Según tablas tenemos:

Para la pared Norte:

DTE = 7.4 – 5.5 = 1.9 °C

ara la pared Sur:

DTE = 14.7 – 5.5 = 9.2 °C

Para la pared Oeste:

DTE = 21.9 – 5.5 = 16.4°C

Para la pared Este:

DTE = 7.4 – 5.5 = 1.9 °C

El valor del coeficiente de transmisión K de cada pared es una información que la debe

roporcionar el arquitecto del proyecto, sin embargo si no se cuenta con él, se podrán

n

significativamente de los verdaderos. Estos son:

Paredes exteriores.............K = 1.3 a 1.5 kcal. /(h*m2*°C). Ref.1(ver bibliografía)

Paredes interiores..............K = 0.8 a 1.0 kcal. /(h*m2*°C).Ref.1

Vidrios ordinarios................K = 5 Kcal. /(h*m2*°C). Ref.1

EXCURSION TERMICA TTEMPERATURA EXT. MENOS TEMPERATURA INT. 10 11 12 13 14 15 16

3 -4,5 -5 -5,5 -6 -6,5 -7 -7,54 -3,5 -4 -4,5 -5 -5,5 -6 -6,55 -2,5 -3 -3,5 -4 -4,5 -5 -5,56 -1,5 -2 -2,5 -3 -3,5 -4 -4,57 -0,5 -1 -1,5 -2 -2,5 -3 -3,58 0,5 0 -0,5 -1 -1,5 -2 -2,59 1,5 1 0,5 0 -0,5 -1 -1,5

10 2,5 2 1,5 1 0,5 0 -0,511 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,512 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,513 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,514 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,515 7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,516 8,5 8 7,5 7 6,5 6 5,5

P

p

ocupar valores preestablecidos, para fines de cálculo, los cuales no difiere

30

Superficies de pared.

Pared oeste : 17 m2

Pared este : 17 m2

Pared norte : 14 m2

Pared sur : 19 m2

Cálculo de QSRT pared oeste: QSRT = 390.3 kcal / h Cálculo de QSRT pared este: QSRT = 45.2 kcal / h Cálculo de QSRT pared sur: QSRT = 245 kcal / h Cálculo de QSRT pared norte : QSRT = 37.3 kcal / h

De igual manera que calculamos las paredes, lo haremos para el techo, ocupando la

tabla N°6.

Datos

DTE =

S = 0

QSRT = 3Luego el y techos

exterio 45.2 + 2330

ansmisión a través de paredes y techos no exteriores. QST

n las superficies vidriadas, así pues, hay que incluir en esta partida:

Paredes interiores

.

La fórmula es:

:

DE = 50 kg. /m2

23.6 °C 2 7 .5 m

2 30 kcal / h Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes

res. QSTR total = 37.3 + 245 + 390.3 + QSRT total = 3048 kcal / h

2.2.4 Calor debido a la tr

También se incluye

Techos interiores

Suelos

Superficies vidriadas y claraboyas

Todo este procedimiento se aplica sólo a paredes no refrigeradas, si son refrigeradas

estas paredes y techos no se cuentan, es por esta razón, que no tenemos paredes a

calcular en esta cubierta.

QST = S * K * ∆t

31

2.2.5 Calor sensible debido al aire de infiltración. QSI

diciona debe estar exento de entradas de aire caliente del exterior.

se abren puertas o bien a través de las fisuras, es inevitable que

ar.

uerta puede utilizarse la tabla N°8,

a es por puerta y por persona.

hora (m /h), por persona y por

rta.

nde se encuentra el puente de gobierno, y los camarotes de

s oficiales, y que por estas razones no es transitada por el resto de la tripulación, y

8 * N° puertas * N° personas.

m3/h

por las personas que ocupan el local. QSP

upan un local generan calor sensible y calor latente debido a la

El local que se acon

Sin embargo cuando

algo de aire exterior entre en el espacio a acondicion

Para valorar la cantidad de aire que entra por la p

teniendo presente que el dato obtenido en esta tabl

Tabla N°8 Aire de infiltraciones en metros cúbicos por 3

pue

ara esta cubierta, en doP

lo

pasajeros, se ha considerado que se trate como un restaurante sin vestíbulo.

Una vez calculado el valor total de infiltraciones, V1, que es igual a:

V1= valor de la tabla

V1= 4.3 * 3 * 14

V1= 181

Calculando resulta:

2 le generado.2.6 Calor sensib

Las personas que oc

actividad que realizan y a que su temperatura (37°C), es mayor que la que debe

mantenerse en el local. Cuando hablamos de las personas que ocupan el local, nos

VOLUMEN V1 EN m^3/h POR PERSONAS Y PUERTAS

CO 13,5 10,2QUERIA 8,5 6,5

12 951 38

MERCIO 13,6 10,2NFECCIONES 4,3 3,2

11,9 96 4,4

4,3 3,2

TIPO DE LOCAL SIN VESTIBULO CON VESTIBULO

BANPELUBARESESTANCOSPEQUEÑOS COTIENDA DE COFARMACIAHOSPITALRESTAURANTES

Q = 263 kcaSI l/h

QSI = V1 * (∆t) * 0.29

32

referimos al número medio de personas que la ocupa, no a las personas que puedan

n la tabla N° 9 encontramos la información que necesitamos, según la temperatura del

ice la gente del local.

ero de personas del

Tabla N°9 .Calor emitido por las personas kcal /h.

Existe una partida de calor sensible provocada por la iluminación del local, debido a que

s ventanas del barco generan la suficiente luz, para que todas las luces se encuentren

ue sí consideraremos es la generada por los equipos que se utilicen y que

en cuenta a la hora

ica la potencia eléctrica del artefacto

tendremos el calor generado en kcal. /h

contrados en esta cubierta, son los enumerados en el Capitulo I, y su

por lo tanto nuestro QSEe es:

2.2.8 Calor sensible procedente del aire de ventilación. Q .

haber en un instante determinado.

E

local y el tipo de actividad que real

El valor obtenido en la tabla N°9 bastará multiplicarlo por el núm

local.

Para fines de cálculo se consideran 24°C

28 °C 27 °C 26 °C

4050

PERSONAS DE PIE 45 70 50 75 55 70 65 60PERSONA QUE PASEA 45 80 50 75 55 70 65 60TRABAJO SEDENTARIO 50 90 55 85 60 80 70 70TRABAJO LIGERO TALLER 50 140 55 135 60 130 75 115PERSONA QUE CAMINA 55 160 60 155 70 145 85 130PERSONA QUE BAILA 70 185 75 175 85 170 95 155PERSONA EN TRABAJO PENOSO 115 250 120 250 125 245 130 230

24 °CCUADRO DE ACTIVIDADES SENSIBLE LATENTE SENSIBLE LATENTE SENSIBLE LATENTE SENSIBLE LATENTESENTADO EN REPOSO 45 45 50 40 55 35 60 30SENTADO TRABAJANDO LIGERO 45 55 50 50 55 45 60OFICINISTA CON ACTIVIDAD MODERADA 45 70 50 65 55 60 60

la

apagadas durante la hora del cálculo (16:00), esta partida no la consideraremos.

Pero la q

sean eléctricos.

2.2.7 Calor generado por equipos eléctricos. QSEe

Los equipos en funcionamiento generan calor, esto hay que tenerlos

de nuestro cálculo, esto es muy sencillo se multipl

en kW, por 860 y

Los equipos en

valor es de 1.35 kW,

QSP = 840 kcal/hr.

QSEe= 1161 kcal/h

SV

VV = Es el caudal volumétrico de ventilación en m3/h

Tabla N° 1

QSV = VV * (∆t) * f * 0.29

f = Factor de by-pass.

∆t = Salto térmico en °C

33

Este factor de by-pass es un coeficiente de la batería de refrigeración, y por lo tanto

todavía no lo tenemos, pero se puede utilizar 0.3 para efectos de cálculo (ref. 1), este

Para este cálculo se suman todas las cargas sensibles calculadas anteriormente y se le

agrega un 10% más por conceptos de seguridad.

Carga sensible total o Efectiva QSE. = QSR + QSRT + QSI + QSP + QSEe + QSV+10%

CALCULO DE PA.2.10 Calor latente debido al aire de infiltración. QLI

l de infiltración, V1, obtenido a través de la tabla N°8, aplicamos la

rmula:

.2.11 Calor latente generado por las personas que ocupan el local. QLP

erado por persona, luego al

ción. QLV sta partida es la latente correspondiente al aire de ventilación, se calcula con la

al

dad absoluta se obtiene mediante

no variará mucho con la realidad.

QSV = 305 kcal/h

2.2.9 Carga sensible total.

RTIDA LATENTES. 2

Con el mismo cauda

fó

Se obtiene:

QSE = 20087 kcal/h

QLI = V1 * (∆x) * 0.72

QLI = 1303 kcal/h

2

En la tabla N°9 aparece el dato del calor latente gen

multiplicarla por el número de personas, resulta:

QLP = 560 kcal/h

2.2.12 Calor latente procedente del aire de ventila

E

siguiente fórmula:

Q = V * (∆x) * f * 0.72 LV V

∆x = Diferencia de las humedades absolutas, en g/kg, del aire exterior del loc

menos la del interior del local. Esta hume

el diagrama Psicrométrico.

34

Del cálculo resulta:

QLV = 1512 kcal/h

2.2.13 Carga latente total o Efectiva. QLE

a este cálculo se suman todas las cargas latentes calculadas anteriormente y se le

nceptos de seguridad.

LV+ 10%

otal o carga térmica de refrigeración, para la cubierta del puente.

ara saber la carga efectiva total hemos de sumar la sensible y la latente:

ora se a mostrado paso a paso y detalladamente el cálculo de la carga térmica

, los cálculos de las próximas cubiertas se realizan de igual

rma, es por eso que se ocupará una plantilla excel para el desarrollo algunos cálculos.

2 arga térmica de cubierta principal. 2.3.1 Aire de ventilación.

rta principal se

TIDAS SENSIBLES. .3.2 Calor debido a la radiación solar a través de ventanas, claraboyas

lo se considera que el buque navega en una línea recta de norte a

y

Par

agrega un 10% más por co

Carga latente total o Efectiva QLE. = QLI + QLP + Q

QLE = 3713 kcal/h

2.2.14 Carga efectiva t

P

Carga efectiva = QSE + QLE

Hasta ah

Carga efectiva = 23800 kcal/h = 27.66 kW

para la cubierta del puente

fo

.3 Cálculo de c

Por tabla nuestro caudal de aire por persona es de 50 m3/h, en la cubie

alojan 52 personas aprox.; entre pasajeros y tripulación, por lo tanto nuestro caudal de

aire es: Vv = 2600 m3/h CALCULO DE PAR2

Para fines de cálcu

Q = S*R*F SR

sur, los datos son:

41° latitud sur

Ventanas N,S,E,O

35

Hora solar de cálculo 16:00

Fec a de cálculo 21 h enero

idrios claros de 6 mm

l buque se considera simétrico a ambas bandas es decir tienen la misma cantidad de

n el buque navega de norte a sur con estas

este.

ventanas de 2.5 m2 de superficie, con un total de 20 m2

ventana de 1.7 m2

entanas a la banda de babor con dirección Este.

2

entanas a proa con dirección Sur.

de pared de acero * espesor de pared = 7850 kg/m3 * 0.004 m = 31.4

g/m2. Para el uso de la tabla se usará 100 kg/m2

) = 15°C

nemos:

:

V

E

ventanas en babor como estribor, tambié

consideraciones, nuestros datos son:

Ventanas a la banda de estribor con dirección al O8

3 ventanas de 0.4 m2 de superficie, con un total de 1.2 m2

1

1ventanas de 0.8 m2

V

8 ventanas de 2.5 m2 de superficie, con un total de 20 m2

3 ventanas de 0.4 m2 de superficie, con un total de 1.2 m2

1 ventana de 1.7 m2

1ventanas de 0.8 m

V

3 ventanas de 2.5 m2, con un total de 7.5 m2

Ventanas a popa con dirección Norte.

3 ventanas de 2.5 m2, con un total de 7.5 m2

Q =SR 34081 kcal/h

2.3.3 Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techos exteriores.

QSRT = K*S*DTE

Obtención del DTE.

Se cuenta con la orientación de los muros N,S,E,O

DE = densidad

k

Salto térmico =Temp. exterior – Temp. interior = 27°C – 22°C = 5°C

Excursión térmica (ET

Según tablas te

Para la pared Norte

36

DTE = 7.4 – 5.5 = 1.9 °C

Para la pared Sur :

DTE = 14.7 – 5.5 = 9.2 °C

Para la pared Oeste :

DTE = 21.9 – 5.5 = 16.4°C

Para la pared Este :

DTE = 7.4 – 5.5 = 1.9 °C

Para el techo

DTE = 23.6 °C Superficies de pared.

Pared oeste : 40 m2

Pared este : 40 m2

Pared norte : 9.3 m2

Pared sur : 9.3 m2

Superficie techo: 72 m2

Remplazando resulta:

QSRT total = 1170 kcal

2.3.4 Calor debido a la transmisión a través de paredes y techos no exteriores.

ma n, es por esta razón, que no tenemos paredes a calcular en esta

ub

debido al aire de infiltración.

asajeros, se ha considerado que se

erado por las personas que ocupan el local.

personas caminan por las cubiertas. El valor obtenido en la tabla

°9 bastará multiplicarlo por el número de personas del local.

Se aplica sólo a paredes no refrigeradas, si son refrigeradas estas paredes y techos no

se to n en cuenta

ierta. c

2.3.5 Calor sensible

Para esta cubierta, en donde transitan y comen los p

trate como un restaurante sin vestíbulo.

/ h

QSI = V1 * (∆t) * 0.29 = 1945 kcal/h

2.3.6 Calor sensible gen

Se considera que las

N

37

Para fines de cálculo se consideran 24°C

ado por equipos eléctricos.

os en esta cubierta, son los enumerados en el Capitulo I, y su

SEe es:

edente del aire de ventilación.

tal.

QSI + QSP + QSEe + QSV + 10%

AS LATENTE.

.3.10 Calor latente debido al aire de infiltración.

e infiltración, V1, obtenido a través de la tabla N°8, aplicamos la

rmula:

por el número de personas.

Q = 3380 kcal/h

2.3.7 Calor sensible gener

Los equipos encontrad

valor es de 4,9 kW, por lo tanto nuestro Q

SP

QSEe= 4214 kcal/h

2.3.8 Calor sensible proc

QSV = VV * (∆t) * f * 0.29 = 1131 kcal/h

2.3.9 Carga sensible to

QSE = QSR + QSRT +

QSE = 50513 kcal/

CALCULO DE PARTID2

Con el mismo caudal d

fó

2.3.11 Calor latente generado por las personas que ocupan el local.

En la tabla N°9 aparece el dato del calor latente generado por persona. Bastará

multiplicarla

2.3.12 Calor latente procedente del aire de ventilación.

h

QLI = V1 * (∆x) * 0.72 = 9660 kcal/h

QLP = 2080 kcal/h

QLV = VV * (∆x) * f * 0.72= 5616 kcal/h

2.3.13 Carga latente total.

Carga latente total o Efectiva QLE= QLI + QLP + QLV + 10%

QLE = 19092 kcal/h

38

2.3.14 Carga efectiva total para cubierta principal.

arga efectiva = Q E + QLE

ubierta.

1 ión.

Por tabla nuestro caudal de aire por persona es de 50 m3/h, en sector bajo

tripulación, por lo tanto nuestro

audal de aire es: Vv = 1800 m3/h

.4.2 Calor debido a la radiación solar a través de ventanas, claraboyas o lucernario.

a dentro del casco del barco, por lo tanto no cuenta con ventanas

.4.3 Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techos exteriores.

n del DTE.

ara la pared Norte:

.4°C

as siguientes superficies a considerar solo serán las correspondientes a la obra muerta

el barco, o sea lo que se encuentra fuera del agua

ared este : 80 m2

S C

Carga efectiva = 81 kW

2.4 Cálculo de carga térmica del sector bajo c

2.4. Aire de ventilac

cubierta se alojan 36 personas aprox.; entre pasajeros y

c

CALCULO DE PARTIDAS SENSIBLES.2

QSR = S*R*F

Est cubierta se ubica

e ningún tipo. d

2

Obtenció

QSRT = K*S*DTE

Según tablas tenemos:

P

DTE = 7.4 – 5.5 = 1.9 °C

Para la pared Oeste :

DTE = 21.9 – 5.5 = 16

Para la pared Este :

DTE = 7.4 – 5.5 = 1.9 °C

L

d

Superficies de pared.

Pared oeste : 80 m2

P

Pared norte : 21 m2

QSRT total = 5119 kcal / h

39

2.4.4 Calor debido a la transmisión a través de paredes y techos no exteriores.

mos con una pared que divide el espacio a acondicionar,

e la sala de máquinas, ésta se encuentra a 35°C.

ido al aire de infiltración.

Esta c

s personas que ocupan el local.

tadas en reposo. El valor obtenido en la tabla

e

onsidera 24°C

sible generado por equipos eléctricos.

alor es de 1.2 kW, por lo tanto nuestro QSEe es:

procedente del aire de ventilación.

SP + QSEe + QSV + 10%

LATENTE.

na que produzcan infiltraciones de

generado por las personas que ocupan el local.

ece el dato del calor latente generado por persona. Al multiplicarla

sonas, resulta:

En esta cubierta nos encontra

d

La fórmula es :

QST = S * K * ∆t = 281 kcal/h

2.4.5 Calor sensible deb

ubierta no cuenta con ninguna puerta o ventana que produzcan infiltraciones de

aire.

2.4.6 Calor sensible generado por la

Se considera que las personas están sen

N°9 bastará multiplicarlo por el número de personas del local. Para fines de cálculo s

c

2.4.7 Calor sen

Q = 2160 kcal/h SP

Los equipos encontrados en esta cubierta, son los enumerados en el Capitulo I , y su

v

Q = 1032 kcal/h

2.4.8 Calor sensible

SEe

QSV = VV * (∆t) * f * 0.29

2.4.9 Carga sensible total

QSE = QSRT + QST + Q

= 783 kcal/h

Q = 10313 kcal/h SE

CALCULO DE PARTIDAS2..4.10 Calor latente debido al aire de infiltración.

Esta cubierta no cuenta con ninguna puerta o venta

aire.

2.4.11 Calor latente

En la tabla N°9 apar

por el número de per

QLP = 1080 kcal/h

40

2.4.12 Calor latente procedente del aire de ventilación.

QLV = VV * (∆x) * f * 0.72 = 3888 kcal/h

2.4. 3 Carga latente total. 1

otal para cubierta principal = 81 kW ga l para el sector bajo cubierta = 18.3 kW

as en :

- Temperatura de confort : 22°C

Humedad relativa : 45 %

Velocidad del aire : 0.2 m/s

s.

de calefacción en los meses de octubre,

oviembre y diciembre, siendo su mes más crítico en octubre, donde se estima que su

facción será máxima, conforme a lo dicho, se entregan a

ontinuación valores de temperaturas y humedad relativa del mes de octubre, entre

: 16:00 hrs.

: -24°C

Q = 5465 kcal/h LE

2.4.14 Carga efectiva total para el sector bajo cubierta.

Carga efectiva = 15778 Kcal /h = 18.3 kW

Resumen de cargas efectivas, para la situación de verano, de las diferentes cubiertas:

Carga efectiva total para la cubierta del puente = 28 kW Carga efectiva tCar efectiva tota

2.5 Situación de invierno.

2.5.1 Condiciones interiores en la nave.

Las condiciones de confort interior fueron estimad

- -

2.5.2 Condiciones exteriore

La nave en el sur de Chile tendrá su periodo

n

carga térmica de cale

c

otros.

- Temperatura exterior máxima : 10°C

- Temperatura exterior mínima : -2°C

- Humedad relativa : 90 %

- Excursión térmica : 12°C

- Hora general de proyecto

- Salto térmico

41

- .6 g/kg (obtenida del diagrama psicrometrico)

ota: Las temperaturas corresponden a los valores medios máximos mensuales, al

lativas.

es equipos de aire acondicionado, uno por cada cubierta, para

minorar el ruido que ocasiona las máquinas de mayor potencia.

BIERTA DEL PUENTE.

n un espacio a calefaccionar, la cantidad de calor que debe entregarse con un equipo

y sus principales partidas

Pérdida de calor sensible debido al aire de infiltraciones.

ado por las personas que ocupan el lugar.

del local.

r del local.

Cualquier otra que se presente.

Ca l de humedades, éstas son debido a:

ción.

s que ocupan el local.

por cualquier otra causa que se presente.

Diferencia de humedades abs. : - 4

N

igual que las humedades re

Se piensa instalar tr

a

2.6 CALCULO DE CARGA TERMICA DE CUE

calefactor, se llama carga de calefacción y se dividen en dos grupos:

Calor sensible: Calor debido a las diferencias de temperatura

son las siguientes:

- - Calor sensible gener

- Calor generado por la iluminación

- Calor generado por equipos eléctricos en el interio

- lor atente: Corresponde a las diferencias

- Calor latente debido al aire de infiltra

- Calor latente generado por las persona

- Calor latente producido

2.6.1 AIRE DE VENTILACIÓN.

Se considerará, al igual que en el caso de invierno el procedimiento mezclar aire del

exterior con aire procedente del local.

AIRE DE DESECHO

EXTERIOR

AIRE DE VENTILACION AIRE DE SUMINISTRO

LOCALUAAAIRE DE VENTILACION

AIRE DE SUMINISTRO

42

Como la tabla N°1, no entrega valores para embarcaciones, lo asumiremos, para fines

de c

n la cubierta de puente se alojan 14 personas aprox.; por lo tanto nuestro caudal de

.6.2 Pérdidas de calor debido a la transformación a través de barreras que puedan

orresponde a la

Vidrios

Para todas estas partidas ocupar

Obt

de cada pared es una información que la

deb l proyecto, sin embargo si no se cuenta ella, se

signific

Par

El f o y luego, esta

aja temperatura revierte al interior.

.

ared norte : 14 m2

Pared sur : 19 m2

No e a calcu cubierta.

Techos QST

cál ulo como un hotel. Por lo cual nuestro caudal de aire por persona es de 50 m3/h,

e

aire es: Vv = 700 m3/h

CALCULO DE PARTIDA SENSIBLE.

2

haber, a esta partida la denominaremos con las siglas QSPB y c

suma de las siguientes barreras:

o Paredes exteriores

o Paredes interiores

o Techos

o

emos la siguiente fórmula.

Q = K*S*(∆t) SPB

ención del K. El valor del coeficiente de transmisión K

e proporcionar el arquitecto naval de

podrán ocupar valores preestablecidos, para fines de cálculo, los cuales no difieren

ativamente de los verdaderos. Estos son:

edes exteriores. QSP

río procedente del exterior penetra en las paredes exteriores del barc

b

Superficies de paredes exteriores

Pared oeste : 17 m2

Pared este : 17 m2

P

Total de superficie : 67 m2

Paredes interiores. QSPI

xisten paredes in

QSP = - 2252 kcal / h

teriores par lar en esta

43

De igual manera que calculamos las paredes, lo haremos para el techo, ocupando el

mismo factor K ya que los materiales son los mismos.

S = 70.5 m2

Q = - 2369 kcal / h

Vidrios QSV

Superficie de los vidrios = 24.6 m2

Cálcul

2.6.3 Pérdida de calor sensible debido al aire de infiltración. QSI

das de aire frío del exterior.

in embargo cuando se abren puertas o bien a través de las fisuras, es inevitable que

ionar.

ntidad de aire que entra por la puerta puede utilizarse la tabla N°8,

ten

as personas que ocupan el local. QSP

ontramos la información que necesitamos, según la temperatura del

vidad que realice la gente del local.

la tabla N°9 bastará multiplicarlo por el número de personas del

nsideran 24°C

o de QSPB

ST

Q = - 2952 kcal / h SV

QSPB = - 7573 kcal / h

La cubierta que se calefacciona debe estar exenta de entra

S

algo de aire exterior entre en el espacio a acondic

Para valorar la ca

iendo presente que el dato obtenido en esta tabla es por puerta y por persona.

Se ha considerado que se trate como un restaurante sin vestíbulo.

El valor total de infiltraciones, V1, que es igual a: V1= 181 m3/h

Ahora aplicamos la fórmula:

QSI = V1 * (∆t) * 0.29 = - 1260 kcal/h

2.6.4 Calor sensible generado por l

En la tabla N° 9 enc

local y el tipo de acti

El valor obtenido en

local.

Para fines de cálculo se co

QSP = 840 kcal/h

44

Existe una partida de calor sensible provocada por la iluminación del local, debido a que

las ventanas del barco generan la suficiente luz, para que todas las luces se encuentren

rante la hora del cálculo (16:00), esta partida no la consideraremos.

o raremos es la generada por los equipos que se utilicen y que

ean eléctricos.

generado por equipos eléctricos. QSEe

eran calor, esto hay que tenerlo en cuenta a la hora

u es muy sencillo se multiplica la potencia eléctrica del artefacto

n kW, por 860 y tendremos el calor generado en kcal. /h

ntrados en esta cubierta, son los enumerados en el Capitulo I , y su

alor es de 1.35 kW, por lo tanto nuestro QSEe es:

se le

ALCULO DE PARTIDA LATENTES. l aire de infiltración. QLI

on el mismo caudal de infiltración, V1, obtenido a través de la tabla N°8, aplicamos la

tabla N°9 aparece el dato del calor latente generado por persona. Bastará

apagadas du

Per la que sí conside

s

2.6.5 Calor

Los equipos en funcionamiento gen

de n estro cálculo, esto

e

Los equipos enco

v

2.6.6 Calor sensible procedente del aire de ventilación. QSV. Esta partida se obtiene aplicando la siguiente fórmula:

2.6.7 Carga sensible total.

Para este cálculo se suman todas las cargas sensibles calculadas anteriormente y

agrega un 10% más por conceptos de seguridad.

QSEe= 1161 kcal/h

C2.6.8 Pérdida de calor latente debido a

C

fórmula:

2.6.9 Calor latente generado por las personas que ocupan el local. QLP

En la

multiplicarla por el número de personas.

Q = - 9123 kcal/h SE

QLI = V1 * (∆x) * 0.72 = - 600 kcal/h

QLP = 560 kcal/h

QSV = VV * (∆t) * f * 0.29 = - 1462 kcal/h

45

2.6.10 Calor latente procedente del aire de ventilación. QLV Esta partida es la latente correspondiente al aire de ventilación, se calcula con la

siguiente fórmula:

12 total o carga térmica de calefacción, para la cubierta del puente.

ara saber la carga efectiva total hemos de sumar la sensible y la latente :

ta so y detalladamente el cálculo de la carga

rmica para la cubierta del puente, los cálculos de las próximas cubiertas se realizan

ue se ocupará una plantilla excel para el desarrollo algunos

térmica de cubierta principal.

.7.1 Aire de ventilación.

sona es de 50 m3/h, en la cubierta principal se

tanto nuestro caudal de

O DE PARTIDAS SENSIBLES. 2 transformación a través de barreras que puedan

aber .

.

ared oeste : 40 m2

ared este : 40 m2

ared norte : 9.3 m2

ared sur : 9.3 m2

otal de superficie = 99 m2

QLV = VV * (∆x) * f * 0.72 = - 696 kcal/h

2.6.11 Carga latente total o Efectiva. QLE

Para este cálculo se suman todas las cargas latentes calculadas anteriormente y se le

agrega un 10% más por conceptos de seguridad.

QLE = 810 kcal/h

2.6. Carga efectiva

P

Carga efectiva = 9933 kcal/h = 12 kW

Has ahora se ha mostrado paso a pa

té

de igual forma, es por eso q

cálculos.

2.7 Cálculo de carga

2

Por tabla nuestro caudal de aire por per

alojan 52 personas aprox.; entre pasajeros y tripulación, por lo

aire es: Vv = 2600 m3/h CALCUL2.7. Pérdidas de calor debido a la

h

Paredes exteriores. QSP

Q = K*S*(∆t) SPB

Superficies de pared

P

P

P

P

T

46

Paredes interiore.

QSP = - 3326 kcal / h

QSPI

e n

idrios QSV

rios = 62.4 m2

un restaurante sin vestíbulo.

ado por las personas que ocupan el local.

ipos encontrados en esta cubierta, son los enumerados en el Capitulo I, y su

es por lo tanto nuestro QSEe es:

ión. ne aplicando la siguiente fórmula:

No xiste paredes interiores a calcular.

Techos QST

S = 72 m2

QST = - 2419 kcal / h

V

Superficie de los vid

Cálculo de QSPB

QSV = - 7488 Kcal / h

QSPB = - 13233 Kcal / h

2.7.3 Calor sensible debido al aire de infiltración.

Para esta cubierta, en donde transitan y comen los pasajeros, se ha considerado que se

trate como

QSI V1 * (∆t) * 0.29 = - 9340 kcal/h =

2.7.4 Calor sensible gener

Se consideran que las personas caminan. El valor obtenido en la tabla N°9 se multiplica

por el número de personas del local. Para fines de cálculo se consideran 24°C

QSP = 3380 kcal/h

2.7.5 Calor sensible generado por equipos eléctricos.

Los equ

valor de 4,9 kW,

Q = 4214 kcal/h SEe

2.7.6 Calor sensible procedente del aire de ventilac

Esta partida se obtie

QSV = VV * (∆t) * f * 0.29 = - 5429 kcal/h

47

2.7 Carga sensible total. .7

atente debido al aire de infiltración.

mo caudal de infiltración, V1, obtenido a través de la tabla N°8, aplicamos la

u

personas que ocupan el local.

el dato del calor latente generado por persona, al multiplicarla

or el número de personas, resulta:

dente del aire de ventilación. sta partida es la latente correspondiente al aire de ventilación, se calcula con la

1

de 50 m3/h, en sector bajo cubierta se

jan prox.; entre pasajeros y tripulación, por lo tanto nuestro caudal de

ire es: Vv = 1800 m3/h

través de barreras que puedan

aber.

CALCULO DE PARTIDAS LATENTE.

2.7.8 Calor l

Con el mis

fórm la:

2.7.9 Calor latente generado por las

En la tabla N°9 aparece

p

2.7.10 Calor latente proce

E

siguiente fórmula:

2.7. 1 Carga latente total.

QSE = - 22449 kcal/h

QLI = V1 * (∆x) * 0.72I = - 4444 kcal/h

QLP = 2080 kcal/h

Q = - 5442 kcal/h

QLV = VV * (∆x) * f * 0.72 = - 2583 kcal/h

LE

2.7.12 Carga efectiva total para cubierta principal.

Carga efectiva = 27891 Kcal/h = 32.4 kW

2.8 Cálculo de carga térmica del sector bajo cubierta.

2.8.1 Aire de ventilación.

Por tabla nuestro caudal de aire por persona es

alo 36 personas a

a

CALCULO DE PARTIDAS SENSIBLES. 2.8.2 Pérdidas de calor debido a la transformación a

h

Q = K*S*(∆t) SPB

48

Paredes exteriores. QSP

En stas hay que difereé nciar la pared que está en contacto con el aire y la que está en

ontacto con el agua.

aire.

rte : 15 m2

ared oeste :26 m2

aredes interiores. QSPI

tramos con una pared que divide el espacio a acondicionar,

sala de máquinas, ésta se encuentra a 30°C. La superficie es 24

ST:

idrios QSV: No existen vidrios a calcular

on ninguna puerta o ventana que produzcan infiltraciones de

ideran que las personas están sentadas en reposo. El valor obtenido en la tabla

se sonas del local. Para fines de cálculo se

c

Superficies de pared en contacto con el

Pared oeste : 58 m2

Pared este : 58 m2

Pared no

otal de superficie = 131 m2 T

Superficies de pared en contacto con el agua. Se considera que el agua está a 1°C por

lo tanto ∆t = -21

P

Pared este :26m2

Pared norte :6 m2

Total de superficie = 58 m2

P

En esta cubierta nos encon

esta pared es la de la2m

Techos Q No existen techos a calcular V

Cálculo de QSPB

2.8.3 Calor sensible debido al aire de infiltración.

Esta cubierta no cuenta c

aire.

2.8.4 Calor sensible generado por las personas que ocupan el local.

Se cons

N°9 multiplica por el número de per

consideran 24°C

QSP = 2160 kcal/h

QSP = - 4402 kcal/h

QSPB = - 5934 kcal/h

Q = 172.8 kcal/h SPI

Q = - 1705 kcaSP l/h

49

2.8.5 Calor sensible generado por equipos eléctricos.

r lo tanto nuestro QSEe es:

procedente del aire de ventilación. ne aplicando la siguiente fórmula:

total.

TIDAS LATENTE.

debido al aire de infiltración.

uenta con ninguna puerta o ventana que produzcan infiltraciones de

9 nerado por las personas que ocupan el local. En la tabla N°9

parece el dato del calor latente generado por persona. Se multiplica por el número de

0 Calor latente procedente del aire de ventilación. tente correspondiente al aire de ventilación, se calcula con la

iguiente fórmula:

nte total.

rta.

l = 32.4 kW o = 9.2 kW

Los equipos encontrados en esta cubierta, son los enumerados en el Capitulo I , y su

valor es de 1.2 kW, po

QSEe= 1032 kcal/h

2.8.6 Calor sensible

Esta partida se obtie

2.8.7 Carga sensible

CALCULO DE PAR2..8.8 Calor latente

Esta cubierta no c

aire.

2.8. Calor latente ge

a

personas.

2.8.1

Esta partida es la la

s

2.8.11 Carga late

2.8.12 Carga efectiva total para el sector bajo cubie

Resumen de cargas de calefacción para la situación de invierno.

Cubierta del puente = 12 kW Cubierta principaBaj cubierta

QSE = 7150 kcal/h

QLP = 1080 kcal/h

QLE = 780 kcal/h

Carga efectiva = 7930 Kcal/h = 9.2 kW

Q = V * (∆x) * f * 0.72 = - 1789 kcal/hLV V

Q = V * (∆t) * f * 0.29 = - 3758 kcal/hSV V

50

CAPITULO III. SOLUCION PSICROMETRICA DEL PROBLEMA DE VERANO

Empleo del diagrama psicrométrico.

lo anterior permiten calcular los balances caloríficos y frigoríficos.

r a proveer para efectos de

ión de confort en el espacio

co dic

a psicrometría es la ciencia que trata de las propiedades termodinámicas del aire

medad atmosférica sobre los materiales y sobre el confort

a

imiento de este capitulo, se entregará una serie de definiciones y

man la carta psicrométrica, los cuales son de

era los cálculos posteriores.

ación del diagrama psicrométrico

procesos, con lo cual puede hacerse una mejor idea de lo que ocurre en

e

i el aire está a una condición determinada, se dice que está en un estado, nos vamos

o A, si las propiedades del aire

B.

ues bien en el diagrama psicrométrico cada punto representa un estado, si el aire

o B la sucesión de puntos desde A hasta B

gráfica del proceso que ha sufrido el aire.

quemáticamente las líneas principales. El eje horizontal

.

ratura la representamos con la letra t y la mediremos en °C,. El eje vertical (2),

a letra w y en el

seco (gw/kga). Si la

w/kga idir por 1000 el número leído en el diagrama.

rese ta la medad relativa del 100% que es indicativa del

E INVIERNO.

3.1os datos del capituL

También nos indican los volúmenes de aire exterio

renovación de aire, a modo de tener una sensac

a n ionado.

L

húmedo y el efecto de la hu

hum no.

ara el mejor entendP

variables más importantes que confor

suma importancia para comprender de mejor man

Utiliz

Este diagrama es el instrumento fundamental del técnico en aire acondicionado ya que

le facilita los cálculos, le permite relacionar propiedades y sobre todo, le permite

representar

aqu lla instalación.

S

a referir a un estado con una letra mayúscula, por ejempl

cambian, y basta que cambie una sóla, cambia el estado y pasa a denominarse por otra

letra, por ejemplo la

P

e dvoluciona desde un estado A a un esta

mostraría la representación

Descripción del diagrama psicrométrico.

En figura N°1 se ha indicado es

(1) representa el eje de la temperatura seca

La tempe

representa el eje de la humedad absoluta. La representamos con l

diagrama viene indicada en gramos de agua por kilogramo de aire

necesitásemos en kg bastaría div

La línea (3), rep n línea de hu

51

estado de saturación. Las líneas (4), (5), (6) y (7) y siguientes son líneas de humedades

res a 100%. El valor de la humedad relativa está escrito sobre las líneas

orrespondientes.

s la de la entalpía, que representaremos con el

ntalpía en el eje de entalpías y por otra parte son líneas que indican la

con la curva de saturación (3).

es muy

importante. Este punto se encuentra a 22°C y en la línea de humedad relativa al 45%.

relativas inferio

c

Volviendo a nuestra figura, la línea (8), e

símbolo h y mediremos en kcal/kg. El escalonado de las líneas es sólo para facilitar su

lectura.

Las líneas inclinadas (9), representan dos cosas, por una parte son líneas que sirven

para indicar la e

temperatura humedad, que representamos con el símbolo th y mediremos en °C. Los

valores de th no están representados sobre la línea, sino al final de la misma donde ésta

intercepta

A la derecha del eje vertical de la humedad absoluta, hay otro eje (10), que se llama

escalas de factor sensible, con unos valores que van desde el 1 hasta el 0.36.

En el centro del diagrama hay un punto (11), que se llama punto focal que

(punto de confort)

El diagrama psicrométrico tiene una forma de bota , el aire húmedo no saturado

siempre estará dentro de la bota.

Figura N°1

52

3.2 Análisis y solución del acondicionamiento en verano.

En el capitulo II vimos como se calculaban las cargas térmicas, para cada cubierta.

Recordemos que la carga térmica es el calor por unidad de tiempo que entra en la

das condiciones interiores. Para esto habrá que introducir frío en la cubierta,

cubierta procedente del exterior, o que se genera en el interior del mismo.

En definitiva este calor de la carga térmica habrá que extraerlo del local para mantener

las llama

tanto como calor hay que sacar.

A modo de recuerdo, mencionamos que nuestro método de acondicionar es el que se

aprecia en el esquema.

Figura 2

Descripción del proceso. Nuestro método consiste en mezclar aire exterior con aire procedente del local, esta

mezcla se enfría en la UAA (unidad acondicionadora de aire), y se envía al interior del

local. En la figura 2 se ha representado esquemáticamente este proceso.

Se establecerá una numeración que damos a los estados del aire en la citada figura 2,

y éstos serán los mismos en todo el capitulo III.

1) Condición del aire en el exterior del local.

2) Condición del aire en el interior del local

3) Condición del aire a la entrada del UAA. Es el resultado de mezclar el aire

exterior con el aire procedente del local.

4) Representa una temperatura llamada punto de rocío de la máquina, que podemos

interpretar como la temperatura media de la superficie de la batería.

5) Condición del aire a la salida del UAA. Este aire se llama aire de suministro.

El paso siguiente es representar estos números en un diagrama psicrométrico, que es

lo que se hará a continuación para cada cubierta.

53

Análisis para la cubierta del puente. En primer lugar hay que clasificar los parámetros conocidos y los que es necesario

calcular.

El objetivo es elegir cuidadosamente la máquina climatizadora, para lo cual debemos

ndamentales.

saber el caudal de aire, la temperatura de entrada, la temperatura de salida, la potencia

frigorífica y la temperatura de rocío de la máquina . La siguiente tabla muestra la

clasificación de los parámetros fu

Parametros conocidos Parametro que hay que determinart1 temperatura exterior V caudal del trabajo de la UAAp1 humedad relativa exterior t4 temperatura de rocio de la UAAt2 temperatura interior t5 temperatura de aire de suministrop2 humedad relativa interior t3 temperatura del aire a la entrada de la UAA Vv caudal de ventilacion NR potencia frigorifica de la UAAQse carga sensible efectiva totalQle carga latente efectiva totalf factor de by-pass de la bateria

ara comenzar a trabajar con nuestro diagrama psicrométrico, ubicaremos los puntos 1

(Fig.N°2),(27°C, 80% Hr) y 2 (22°C, 45% enido del cap. II situación de verano)

Fig.N°2

P

Hr). (obt

54

Obtención de la temperatura de rocío de la UAA t4

factor de calor sensible efectivo FCSE.(cargas calculadas en el capitulo II)

co, trazamos una recta, a continuación

azamos una paralela a esta recta que pase por el punto (2). Es la recta de trazo

Fig.N°3. El punto de intersección de la recta de trazo con la curva de saturación es el

punto (4). La temperatura t4 es:

Se aplica la fórmula:

Una vez calculada la carga sensible efectiva QSE y la carga latente efectiva QLE , se

obtiene el

Con el 0.84 en la escala de la derecha y el fo

FCSE = QSE / (QSE + QLE ) = 0.84

tr

Fig.N°3

Obtención del caudal de aire. Para ello aplicamos la fórmula;

Obtención de la temperatura del aire a la entrada de la UAA, t3

t4 = 7.6 °C

V = QSE / ( 0.29 * ( 1-f ) * ( t2 - t4 ) )= 6872 m3/h

t3 = (Vv / V) * ( t1 – t2 )+ t2 t3 = 22.5 °C

55

Obtención de la temperatura de aire a la salida de la UAA, (Fig.N°4)

temperatura de entrada

Fig.N°4

Obtención de la potencia frigorífica de la UAA, NR Es uno de los datos más importantes. Una vez calculadas las temperaturas t3 y t5 se

y 5, para ello se traza primero la recta 1-2 y se sitúa el

la recta 3-4 y se sitúa el punto 5.

on esto se obtienen las entalpías h3 y h5 en kcal/kg, con estos datos aplicamos la

:

Para esto aplicaremos la fórmula:

f factor de by-pass de la batería

t3

t4 temperatura de rocío de la UAA

t5 = f (t3 –t4)+ t4 = 12.1 °C

sitúa en el diagrama los puntos 3

punto 3, a continuación se traza

C

siguiente ecuación:

NR = 1.2 * V * (h3-h5)

Del diagrama psicrométrico tenemos que

56

h3 = 10.8

h5 = 7.2

NR = 1.2 * 6872 *(10.8 – 7.2)

N

Ahora con todos los datos que hemos obtenido debemos elegir la máquina adecuada

egún el catalogo del fabricante, los datos fundamentales son:

• Caudal V

• Temperatura de entrada y salida t3 y t5

• Potencia frigorífica NR

El mismo procedimiento se aplicará a las demás cubiertas, sólo que en éstas los

cálculos se realizarán en forma directa, ya que en la cubierta del puente se realizó paso

a paso.

Análisis para la cubierta principal. Para comenzar a trabajar con nuestro diagrama psicrométrico, ubicaremos los puntos 1

(Fig.N°5),(27°C, 80% Hr) y 2 (22°C, 45% Hr).

s

R = 29687 kcal/h = 34.5 kW

Fig.N°5

57

Obtención de la temperatura de rocío de la UAA t4

a derecha y el foco, trazamos una recta, a continuación

azamos una paralela a esta recta que pase por el punto (2). Es la recta de trazo

n de la recta de trazo con la curva de saturación es el

unto (4). La temperatura t4 es:

FCS

Con el 0.73 en la escala de l

tr

Fig.N°6. El punto de intersecció

p

E = QSE / (QSE + QLE ) = 0.73

t4 = 3 °C

Fig.N°6

Obtención del caudal de aire.

Obtención de la temperatura del aire a la entrada de la UAA, t3

Obtención de la temperatura de aire a la salida de la UAA,

V = QSE / ( 0.29 * ( 1-f ) * ( t2 - t4 ) )= 13096 m3/h

t3 = (Vv / V) * ( t1 – t2 )+ t2 = 23 °C

t5 = f (t3 –t4)+ t4 = 9 °C

58

Obtención de la potencia frigorífica de la UAA, NR adas las temperaturas t3 y t5 se

itúa e m p s ra ello se traza primero la recta 1-2 y se sitúa el

unto 3, a continuación se traza la recta 3-4 y se sitúa el punto 5. Fig.N°7

3 = 11.5

5 = 6

nálisis para el sector bajo cubierta. icrometrico, ubicaremos los puntos 1

Es uno de los datos más importantes. Una vez calcul

s n el diagra a los unto 3 y 5, pa

p

Con esto se obtienen las entalpías h3 y h5 en kcal/kg, con estos datos aplicamos la

siguiente ecuación:

Fig.N°7

Del diagrama psicrométrico tenemos que :

h

h

NR = 1.2 * V * (h3-h5) = 86434 kcal/h = 100 kW

APara comenzar a trabajar con nuestro diagrama ps

(Fig.N°8), (27°C, 80% Hr) y 2 (22°C, 45% Hr).

59

Fig.N°8

Obtención de la temperatura de rocío de la UAA t4

Con el 0.65 en la escala de la derecha y el foco, trazamos una recta, a continuación

trazamos una paralela a esta recta que pase por el punto (2). Es la recta de trazo. El

punto de intersección de la recta de trazo con la curva de saturación es el punto (4). La

mperatura t4 es:

del caudal de aire.

la entrada de la UAA, t3

Obtención de la temperatura de aire a la salida de la UAA,

te

Obtención

Obtención de la temperatura del aire a

FCSE = QSE / (QSE + QLE ) = 0.65

t4 = - 3 °C

V = QSE / ( 0.29 * ( 1-f ) * ( t2 - t4 ) ) = 2032 m3/h

t3 = (Vv / V) * ( t1 – t2 )+ t2 = 26.4 °C

t5 = f (t3 –t4)+ t4= 18°C

60

Obtención de la potencia frigorífica de la UAA, NR Es uno de los datos más importantes. Una vez calculadas las temperaturas t3 y t5 se sita

en el diagrama los puntos 3 y 5, para ello se traza primero la recta

1-2 y se sitúa el punto 3, a continuación se traza la recta 3-4 y se sitúa el punto 5.

Fig.N°9

en las entalpías h3 y h5 en kcal/kg, con estos datos aplicamos la

ación:

el diagrama psicrométrico tenemos que :

3

5 = 12

.3 Análisis y solución del acondicionamiento en invierno.

cubierta, y en ellas se

obtuvieron las pérdidas de calor producto de infiltraciones u otros motivos. En definitiva

Fig.N°9

Con esto se obtien

siguiente ecu

NR = 1.2 * V * (h3-h5)

D

= 16.4 h

h

NR = 10729 kcal/h = 12.5 kW

3

En el capitulo II se calcula las cargas térmicas, para cada

61

este calor de la carga térmica perdido, habrá que reponerlo al local para mantener las

icionar es el que se

llamadas condiciones interiores. Para esto habrá que introducir calor en la cubierta. A

modo de recuerdo, mencionamos que nuestro método de acond

aprecia en el esquema de la figura N°10.

Figura 10

Descripción del proceso. Nuestro método consiste en mezclar aire exterior con aire procedente del local, esta

mezcla se calienta en la UAA (unidad acondicionadora de aire), y se envía al interior del

local. En la figura 2 se ha representado esquemáticamente este proceso.

Se establecerá una numeración que damos a los estados del aire en la citada figura 10

y éstos serán los mismos que en la situación de verano.

1 Condición del aire en el exterior del local.

2 Condición del aire en el interior del local

3 Condición del aire a la entrada del UAA. Es el resultado de mezclar el aire

exterior con el aire procedente de

4 Representa una temperatura llamada punto de rocío de la máquina, que

aire a la salida del UAA. Este aire se llama aire de suministro.

l paso siguiente es representar estos números en un diagrama psicrométrico, que es

ación para cada cubierta.

ara la cubierta del puente. er lugar hay que clasificar los parámetros conocidos y los que es necesario

alcular.

l ente la máquina climatizadora, para lo cual debemos

tura de salida, la potencia

l local.

podemos interpretar como la temperatura media de la superficie de la batería.

5 Condición del

E

lo que se hará a continu

Análisis pEn prim

c

E objetivo es elegir cuidadosam

saber el caudal de aire, la temperatura de entrada, la tempera

calorífica y la temperatura de rocío de la máquina . La siguiente tabla muestra la

clasificación de los parámetros fundamentales.

62

Parámetros conocidos Parámetro que hay que determinart1 temperatura exterior V caudal del trabajo de la UAAp1 humedad relativa exterior t4 temperatura de rocio de la UAAt2 temperatura interior t5 temperatura de aire de suministrop2 humedad relativa interior t3 temperatura del aire a la entrada de la UAA Vv caudal de ventilación NR potencia frigorífica de la UAAQse carga sensible efectiva totalQle carga latente efectiva totalf factor de by-pass de la batería

Para comenzar a trabajar con nuestro diagrama psicrométrico, ubicaremos los puntos

1(Fig.N°11), (-2°C, 90% Hr) y 2 (22°C, 45% Hr). (Sacado del cap II situación de

invierno)

Fig.N°11

calculada la carga sensible efectiva QSE y la carga latente efectiva QLE , se

Obtención de la temperatura de rocío de la UAA t4 Una vez

obtiene el factor de calor sensible efectivo FCSE.(cargas calculadas en el capitulo II)

FCSE = QSE / (QSE + QLE ) = 0.92

63

Con el 0.92 en la escala de la derecha y el foco, trazamos una recta, a continuación

trazamos una paralela a esta recta que pase por el punto (2). Es la recta de trazo

Fig.N°12. El punto de intersección de la recta de trazo con la curva de saturación es el

punto (4). La temperatura t4 es:

bten la UAA, NR portantes. Una vez calculadas las temperaturas t3 y t5 se

y 5, para ello se traza primero la recta 1-2 y se sitúa el

ión se traza la recta 3-4 y se sitúa el punto 5. Fig.N°13

Fig.N°12

Obtención del caudal de aire. Para ello aplicamos la fórmula;

Obtención de la temperatura del aire a la entrada de la UAA, t3 Obtención de la temperatura de aire a la salida de la UAA,

t4 = 8.4 °C

V = QSE / ( 0.29 * ( 1-f ) * ( t2 - t4 ) = 3305 m3/h

t3 = (Vv / V) * ( t1 – t2 )+ t2 = 16.9 °C

t4 = 8.4°C

t5 = f (t3 –t4)+ t4 = 11 °C

O ción de la potencia calorífica deEs uno de los datos más im

sitúa en el diagrama los puntos 3

punto 3, a continuac

64

Fig.N°13

Con esto se obtienen las entalpías h3 y h5 en kcal/kg, con estos datos aplicamos la

siguiente ecuación:

Del diagrama psicrométrico tenemos qu

máquina adecuada

egún el catálogo del fabricante, los datos fundamentales son:

Caudal V

NR

El mismo procedimiento se aplicará a las demás cubiertas, solo que en éstas los

ubierta del puente se realizó paso

e :

h3 = 7.9

h5 = 6.7

NC = 1.2 * V * (h3 5 -h ) = 4759 kcal/h = 5.5 kW

Ahora con todos los datos que se han obtenido se debe elegir la

s

•

• Temperatura de entrada y salida t3 y t5

• Potencia calorífica

cálculos se realizarán en forma directa, ya que en la c

a paso.

65

Análisis para la cubierta principal. Para comenzar a trabajar con nuestro diagrama psicrométrico, ubicaremos los puntos 1

(Fig.N°14), (-2°C, 90% Hr) y 2 (22°C, 45% Hr).

Fig.N°14

4

co, trazamos una recta, a continuación

4

Obtención de la temperatura de rocío de la UAA t

FC

Con el 0.8 en la escala de la derecha y el fo

trazamos una paralela a esta recta que pase por el punto (2). Es la recta de trazo

Fig.N°14. El punto de intersección de la recta de trazo con la curva de saturación es el

punto (4). La temperatura t es:

SE = QSE / (QSE + QLE ) = 0.8

t4 6 = °C

66

Fig.N°14 Obtención del caudal de aire.

btención de la temperatura del aire a la entrada de la UAA, t3

ífica de la UAA, NR los datos más importantes. Una vez calculadas las temperaturas t3 y t5 se

itúa en el diagrama los puntos 3 y 5, para ello se traza primero la recta 1-2 y se sitúa el

unto 3, a continuación se traza la recta 3-4 y se sitúa el punto 5. Fig.N°14.1

O

V = QSE / ( 0.29 * ( 1-f ) * ( t2 - t4 ) = 6912 m3/hr.

t3 = (Vv / V 1) * ( t – t2 )+ t2 = 13 °C

Obtención de la temperatura de aire a la salida de la UAA,

Obtención de la potencia calor

t5 = f (t3 –t4)+ t4 = 8.1 °C

Es uno de

s

p

67

Fig.N°14.1<

on esto se obtienen las entalpías h3 y h5 en kcal/kg, con estos datos aplicamos la

el diagrama psicrométrico tenemos:

3

5 = 5.4

Análisis para el sector bajo cubierta.

ométrico, ubicaremos los puntos 1

C

siguiente ecuación:

D

= 6.6 h

h

NC = 1.2 * V * (h3-h5) = 9953 kcal/h = 11.6 kW

Para comenzar a trabajar con nuestro diagrama psicr

(Fig.N°15), (-2°C, 90% Hr) y 2 (22°C, 45% Hr).

68

Obtención de la temperatura de rocío de la UAA t4

scala de la derecha y el foco, trazamos una recta, a continuación

ue pase por el punto (2). Es la recta de trazo

. El punto de intersección de la recta de trazo con la curva de saturación es el

. La temperatura t4 es :

Fig.N°15

Con el 0.69 en la e

FCSE = QSE / (QSE + QLE )= 0.69

trazamos una paralela a esta recta q

Fig.N°16

punto (4)

t4 = -4 °C

69

Fig.N°16

btención del caudal de aire.

e la temperatura de aire a la salida de la UAA,

Obtención de la potencia calorífica de la UAA, NR Es uno de los datos más importantes. Una vez calculadas las temperaturas t3 y t5 se

sitúa en el diagrama los puntos 3 y 5, para ello se traza primero la recta 1-2 y se sitúa el

punto 3, a continuación se traza la recta 3-4 y se sitúa el punto 5. Fig.N°17

O

V = Q / ( 0.29 * ( 1-f ) * ( t2 - t4 ) )= 1355 m3SE

Obtención de la temperatura del aire a la entrada de la UAA, t3

/h

t3 = (Vv / V) * ( t1 – t2 )+ t2 = 10 °C

Obtención d

t5 = f (t3 –t4)+ t4= 8.2°C

70

Fig.N°17

Con esto se obtienen las entalpías h3 y h5 en kcal/kg, con estos datos aplicamos la

e

el diagrama psicrométrico tenemos:

3 = 5.4

hora con todos los datos que hemos obtenido debemos elegir la máquina adecuada

• Temperatura de entrada y salida t3 y t5

Las principales funciones de la difusión del aire en un local son:

siguient ecuación:

D

h

h5 = 4.8

N = 1.2 * V * (h -h ) = 1296 kcal/hC 3 5 = 1.5 kW

A

según el catálogo del fabricante, los datos fundamentales son:

• Caudal V

• R

CAPITULO IV. DISTRIBUCIÓN DEL AIRE 4.1 DIFUSIÓN DEL AIRE EN UN LOCAL

Potencia calorífica N

71

- Introducción del aire en el local

- Homogeneización

- Evitar estratificaciones

- Compensación de cargas térmicas

El aire frío en verano y caliente en invierno, entra en la cubierta a acondicionar con una

velocidad y temperaturas determinadas, en estas cubiertas distinguiremos dos zonas:

o La zona que realmente puede ser ocupada por la gente

o El espacio que no puede ser ocupado normalmente, por ejemplo la parte cercana

al techo.

FIGURA N°1

l por la zona no ocupable y amortiguar la

y la temperatura antes de entrar en la zona ocupable.

erse presente las corrientes convectivas que se producen en el local de forma

.

n verano las corrientes convectivas naturales tienden a llevar el aire caliente hacia el

e introducirse el aire

aco i rca del techo.

Pues bien el aire debe entrar en el loca

velocidad

Debe ten

natural y que son diferentes en invierno y verano

E

techo (Fig. 2). En invierno las corrientes convectivas van del techo al suelo (fig. 3). Es

evidente que para contrarrestar ambos fenómenos deb

nd cionado ce

72

F

irse en el local por

ones interiores del local, el

sistema de distribución de a mantener la temperatura

en variaciones entre

una diferencia máxima de 1.7ºC.

En cuanto a la v velocidades

recomendadas con las reacciones de los ocupantes.

stas velocidades no son las velocidades en la boca de

pulsión, sino en la zona ocupada (aproximadamente desde el suelo hasta 2 metros

obre el suelo). En la tabla 2 se dan las velocidades recomendadas en las bocas de

alida según la aplicación.

IGURA N°2 FIGURA N°3

El aire frío en verano y el aire caliente en invierno , deben introduc

aberturas situadas cerca del techo, para contrarrestar las corrientes convectivas.

En cuanto a la temperatura, una vez establecidas las condici

aire debe estar proyectado par

dentro de los límites deseables. En una habitación se admit

distintos puntos de 1ºC y en un grupo de habitaciones

elocidad del aire, en la tabla 1 se incluyen las

Tabla 1. Velocidades del aire en la zona ocupada de un local.

Sin embargo, hay que notar que e

im

s

s

73

Tabla 2. Velocidades recomendadas en las bocas de salida.

4.2 Características.

oca de salida

asta un punto donde la velocidad del aire alcanza un valor mínimo de 0.25 m/s a 2.1

el aire

ire

epende de la velocidad del aire de impulsión. El aire de

pulsión se denomina primario, mientras que el aire que será aspirado y arrastrado a

largo de la trayectoria del aire primario se llama secundario. La corriente total,

formada por la mezcla, se denomina aire total.

Alcance: Distancia horizontal que recorre una corriente de aire desde su b

h

metros por encima del suelo. Éste es independiente de la diferencia entre la

temperatura de impulsión y la del local, siendo proporcional a la velocidad d

primario a la salida de la boca.

Caída: o elevación, es la distancia vertical que se desplaza el aire desde la boca de

salida hasta el final de su trayectoria de propulsión.

Inducción: Es el arrastre de aire procedente del espacio a acondicionar por el a

impulsado por la boca. D

im

lo

74

Como la distancia de propuls decremento de la

e. Así, dos bocas de

salida con el mismo área, la inducción y, por tanto, su

alcance es más corto.

Difusión o dispersión e

DeflectoresLas bocas

en el vertical. Las

convergentes producen una dispersión de 19º con una distancia de propulsión

proximadam n un ángulo

de los deflectores exteriores de 45º se produce una dispersión de 60º y la distancia de

aproximadamente un 50%.

asta la pared opuesta.

- la inducción de la boca,

ión es función de la velocidad y el

velocidad depende de la cantidad de inducción que se produc

de mayor perímetro tiene mayor

: Es el ángulo de divergencia de la corriente de aire después d

salir de la boca de impulsión. La dispersión horizontal y la dispersión vertical.

: Los deflectores pueden ser perpendiculares, convergentes o divergentes.

de salida con deflectores perpendiculares al conducto producen una

dispersión aproximada de 19º, tanto en el plano horizontal como

a ente un 15% mayor que con deflectores perpendiculares. Co

propulsión se reduce

Importancia de una correcta distancia de propulsión Normalmente no es necesario que el alcance o distancia de propulsión cubra la longitud

o la anchura totales de la habitación. Una buena regla práctica es que el alcance sea

del orden de ¾ de la distancia h

La diferencia admisible de temperatura entre la impulsión y la temperatura del local

depende en gran parte de

- las obstrucciones a la trayectoria del aire primario y

- la altura del techo.

4.3 TIPOS DE BOCAS DE IMPULSIÓN Rejillas

75

Difusores

76

4.4 APLICACIÓN DE LOS DIFUSORES DE TECHO

n

uidadoso estudio de las pérdidas de carga y aplicar un factor de seguridad.

ello y

l

Las instalaciones en las que se emplean difusores de techo dan lugar, normalmente, a

menos quejas por corrientes de aire que las que emplean bocas de salida en paredes

laterales. Para evitar corrientes de aire molestas, deben ser tenidas en cuenta las

siguientes recomendaciones.

4.4.1 Distancia de propulsión

Elegir difusores de techo de alcance moderado, generalmente menor o igual al 75% del

valor indicado en las tablas. Una distancia de propulsión excesiva puede plantear

problemas en muchas instalaciones, lo que no suele ocurrir con distancias cortas.

4.4.2 Pérdidas de carga

La mayoría de las tablas de especificación indican la pérdida de carga a través de la

rejilla únicamente, sin incluir la presión necesaria para expulsar el aire del conducto e

introducirlo en la habitación a través del cuello y la rejilla. Conviene, pues, hacer u

c

4.4.3 Disposición del difusor

Un criterio importante para el buen funcionamiento del difusor es su correcta

disposición. Esto significa o bien un cuello por lo menos cuatro veces el diámetro del

conducto, o bien buenas guías giratorias. Si se emplean paletas o guías, deben estar

colocadas perpendicularmente al flujo de aire en la parte superior del cu

separados 5 cm.

4.4.4 Obstrucciones

Cuando el flujo del aire del difusor se encuentra obstáculos, se tapa una pequeña

porción del difusor en el punto de la obstrucción. Normalmente, se emplean bafles de

tipo de enganche a este propósito.

77

4.4.5 Limitación de ruido en las bocas de impulsión

Un buen criterio para cumplir con los niveles de ruido acept

recomendaciones de velocidades de salida,

iones.

ables es seguir las

tabla 2, que proporcionan niveles de ruido

aceptables para varias aplicac

4.5 SELECCIÓN DE BOCAS DE IMPULSIÓN Vamos a utilizar difusores circulares (de conos regulables), diseñados por la empresa

KOOLAIR. Siguiendo el criterio general, de que para instalaciones de confort, la

velocidad recomendada es de 2 a 3 m/s. A continuación se muestran los catálogos y la

forma de selección de los difusores a utilizar en cada cubierta.

78

79

80

81

82 82

Tabla N°3 Selección del difusor

83

Tabla N°4

Cálculo de los difusores para la cubierta del puente.

Datos: Caudal de aire = 77 m3 /h Alcance = 0.8 m (para que en la zona ocupada velocidad < 0,25 m/s) Nivel sonoro requerido < 50 NR Aplicación = Puente de gobierno, y cabinas. Pérdida de carga requerida < 2 Pa

Donde obtenemos: (de tabla N°3) Q = 100 m 3 /h

= 2 m/s (dentro del rango) Alcance = 0.8 m. (OK) Pérdida de carga = 1.6 Pa

os valores entregados por la tabla están dentro de los parámetros establecidos, por lo

nto stalaremos difusores de la m ca KOOLAIR modelo 43 SF de tamaño 8 y sus

características están en la tabla N°4. Según planos de la embarcación se instalaran 9

de estos difusores en esta cubierta.

Cálculo de los difusores para la cubierta principal.

Datos:

V

L

ta in ar

84

Caudal de aire = 240 m /h Alcance = 1 m (para que en la zNivel sonoro requerido < 50 NR

3

ona ocupada velocidad < 0,25 m/s)

Aplicación = comedores y bar

Donde obtQ = 250 m 3 /h V = 2.2 m/s (dentro del rango) Alcance = 1.2 m. (OK) Pérdida de carga = 1.9 Pa

idos, por lo

us

cas están en la tabla N°4. Según planos de la embarcación se instalaran 11

Cálculo de los difusores para el sector bajo cubierta.

dad < 0,25 m/s)

= 120 m 3 /h

de carga = 2.3 Pa

stablecidos, por lo

OLAIR modelo 43 SF de tamaño 8 y sus

. Según planos de la embarcación se instalaran 16

.

viciado se opto por rejillas de extracción y a continuación se

uestra un catalogo de la marca AIRPLAST

Pérdida de carga requerida < 2 Pa

enemos: (de tabla N°3)

Los valores entregados por la tabla están dentro de los parámetros establec

tanto instalaremos difusores de la marca KOOLAIR modelo 43 SF de tamaño 12 y s

característi

de estos difusores en esta cubierta.

Datos: Caudal de aire = 113 m3 /h Alcance = 0.8 m (para que en la zona ocupada velociNivel sonoro requerido < 50 NR Aplicación = Acomodaciones de pasajeros. Pérdida de carga requerida < 2 Pa

Donde obtenemos: (de tabla N°3) QV = 2.4 m/s (dentro del rango) Alcance = 0.9 m. (OK) Pérdida

Los valores entregados por la tabla están dentro de los parámetros e

tanto instalaremos difusores de la marca KO

características están en la tabla N°4

de estos difusores en esta cubierta

4.6 Rejillas de extracción. Para la extracción del aire

m

85

86

Para la cubierta del puente se utilizara rejillas 300 x 150 y con una velocidad de 4 m/s

Para la cubierta del principal se utilizara rejillas 800 x 150 y con una velocidad de 4 m/s

Para el sector bajo cubierta se utilizara rejillas 1000 x 150 y con una velocidad de 4 m/s

Además de las rejillas de extracción antes descritas, también se instalaran extractores

en cada puerta interior, estos son los mostrados en la siguiente figura:

Para la succión del aire exterior, que es el que se va a acondicionar se opto por una

rejilla que controle el caudal de aire que ingrese, ya que puede llegar a ser necesario el

total cierre de esta según las condiciones interiores del local, calidad del aire, y

funcionamiento del equipo entre otras.

87

El ángulo de las aletas de esta rejilla o compuerta se controlan en forma manual o

automática (electrónica), a continuación se muestran los mandos manuales.

88

Como elemento de seguridad, en caso de incendio, se instalarán compuertas

contrafuego, como las mostrada en la siguiente figura: (v

,

habitaciones o cualquiera de los lugares

emplean ductos circulares o rectangulares.

La forma general de la red de distribución es

unidad central y del cual v

e

ueve a impulsos de una sobrepresión muy pequeña y un cálculo defectuoso

roduciría alteraciones respecto al plan original, por ejemplo, puede dar lugar a que por

na derivación pase más o menos aire que el previsto, a que el aire llegue a un recinto

er plano para su ubicación)

CAPITULO V. DISEÑO DE DUCTOS. El aire acondicionado que se produce en la UAA debe distribuirse a los distintos locales

que deben ser climatizados. Para ello se

la de un gran conducto que parte de la

an saliendo derivaciones hacia los distintos lugares. El

conjunto se asemeja a un árbol, en el cual el tronco sería el conducto principal y las

ramas las derivaciones. A medida que nos alejamos del tronco el caudal de aire va

siendo cada vez menor y las dimensiones se hacen cada vez más pequeñas.

El diseño de la red de conductos debe hacerse cuidadosamente puesto que el aire s

m

p

u

89

con una velocidad más alta de lo debido (en este último caso se producirían ruidos

molestos).

Otro aspecto importante en la distribución del aire es la penetración de éste en los

locales, es o debe desembocar

de unos dispositivos

denominado uena difusión del aire

acondici ionamiento de estos

ma general de la red

de conductos.

Las redes de conduct lasificarse en

base a dos criterios:

1. ares. En general, los circulares llevan

Los

pero permiten una mayor

adaptación para pasarlo por aberturas apropiadas y para salvar obstáculos.

2. La velocidad del aire, en baja velocidad y alta velocidad. El límite se establece

en los 11 m/s por debajo de esta cantidad se considera baja y por encima alta

ta penetración no debe ser brusca, ni el conduct

directamente en el local. El aire frío debe distribuirse a través

s rejillas y difusores encargados de producir una b

onado en el local. La correcta instalación y dimens

elementos distribuidores del aire es también esencial en el proble

5.1 Clasificación de la red de conductos. os que distribuyen el aire acondicionado suelen c

La forma: conductos rectangulares, o circul

el aire a mayor velocidad, por lo que son de menores dimensiones.

rectangulares llevan el aire a menores velocidades,

velocidad. Es muy frecuente que los conductos de alta velocidad sean

circulares. Los de baja velocidad pueden ser rectangulares o circulares.

5.2 Diámetro equivalente. Aunque un conducto sea rectangular es muy útil establecer una comparación con una

tubería circular equivalente al conducto rectangular Fig.N1

Fig.N°1

90

El conducto circular, de sección circular equivalente, se define como aquel conducto

que el conducto rectangular.

el diámetro equivalente para dimensiones H y W

redondeadas de 50 en 50 mm, es decir si nuestras dimensiones son 340 x 290

00.

que tiene la misma longitud, el mismo caudal y la misma pérdida de carga por

rozamiento

Para obtener el diámetro equivalente a partir de las dimensiones H y W, horizontal y

vertical, del conducto rectangular puede emplearse la tabla N° 1. Los huecos que

aparecen en la tabla corresponden a situaciones que no acostumbran a darse en la

práctica. Cuando nuestros cálculos nos lleven a un espacio en blanco, quiere decir que

nuestro ducto rectangular no es viable.

La tabla N°1 nos proporciona

deberemos buscar en la tabla como 350 x 3

91

Tabla N°1 Diámetros equivalentes De.

Si queremos una mayor exactitud podemos ocupar la siguiente fórmula:

00 350 400 450 500 550Lon

371 408 437450 274 321 363 399 433 463 491

520 566 610 649 686 721534 582 626 667 706 743

639 689 735 778 820652 703 755 795 838

1150 406 481 548 609 665 717 765 811 8551200 413 490 558 620 677 730 780 827 8711250 498 568 631 689 743 794 842 8871300 498 577 641 701 756 808 857 9041350 514 586 652 712 769 822 872 9191400 521 595 662 724 781 835 880 9341450 531 604 672 734 793 848 900 9551500 536 612 681 745 804 860 913 9631550 543 620 690 755 816 872 926 9791600 550 628 700 765 827 884 940 9911700 644 717 785 848 908 964 10201800 659 734 804 869 936 988 10401900 674 751 822 889 949 1010 10702000 688 767 837 908 973 1030 10902100 782 857 927 993 1050 11102200 797 873 945 1010 1070 11302300 812 890 962 1030 1090 11602400 826 905 979 1050 1110 11802500 920 996 1070 1130 12002600 935 1010 1080 1150 12202700 950 1030 1100 1170 12402800 960 1040 1120 1190 12602900 1060 1130 1200 12803000 1070 1150 1220 12903100 1080 1160 1240 13103200 1100 1180 1250 13303300 1190 1270 13403400 1210 1290 13603500 1200 1300 13803600 1240 1320 1390

3Longitud lado H mm 150 200 250gitud lado W mm De mm De mm De mm De mm De mm De mm De mm De mm De mm

250 210 244 273300 228 266 299 328350 215 286 322 354 362400 260 304 343

500 287 337 381 426 455 488 518 546550 299 351 397 439 476 511 543 573 601600 310 365 413 457 496 533 566 598 628650 321 378 428 474 515 553 588 622 658700 331 390 443 490 533 573 610 644 688750 340 402 456 505 550 591 630 666 700800 350 413 469850 359 424 482900 367 434 494 548 583 643 685 725 763950 375 444 505 560 611 658 702 744 783100 383 454 517 573 625 674 719 761 802

1050 391 463 527 5861100 398 472 538 597

92

Se puede utilizar esta fórmula, aunque se asegura que utilizando la tabla se obtendrán

valores con una suficiente aproximación.

5.3 Caudal y velocidad. El caudal de aire que circula por un conducto se mide, por comodidad en m3/hr. La

fórmula para obtenerlo es:

S, sección del conducto en m2

c , velocidad en m/s

Si se diseña un conducto rectangular el área será:

S = W * H

Y la velocidad resulta:

Sin embargo, la velocidad en el conducto circular equivalente, que llamaremos c` ,es

diferente a la velocidad c. Se calcula mediante la expresión:

Puesto que la sección del conducto circular equivalente, Se sería:

Se = π/4 * De2

5.4 Cálculo de la pérdida de carga por rozamiento. Existen fórmulas para determinar la caída de presión debido al rozamiento, sin

embargo, se utiliza preferentemente el gráfico mostrado en la fig. N°2.

En el eje vertical tenemos la caída de presión en milímetros columna de agua por metro

de longitud de conducto (mm.c.a/m).

V = 3600 * S * c en m3/hr.

c = V/ ( 3600 * W * H )

c` = V / (3600 * π/4 * De2)

93

Fig. N°2.

94

En el eje horizontal tenemos el caudal en m /hr. El diagrama en sí está constituido por

líneas que indican distintos diámetros equivalentes y distintas velocidades.

Si el conducto es rectangular, primero tenemos que calcular el diámetro equivalente.

Una vez obtenida la caída unitaria, basta multiplicar por la longitud del conducto, para

obtener la pérdida o caída total.

5.5 Caída de presión debida a los accidentes. Se llaman accidentes a cualquier alteración en la dirección o dimensiones del

conducto Fig. N°3 . Los principales son:

o Curvas o cambios de dirección

o Contracciones (disminución de la sección)

o Ampliaciones (aumento de la sección)

o Derivaciones

o Cuerpos extraños en el interior del conducto.

3

Fig. N°3

95

5.5.1 Pérdidas por curva. Para calcular con exactitud la pérdida de carga que producen los codos o curvas,

utilizaremos la tabla N°2. En dicha tabla R es el radio de la curva y L es la longitud

sean horizontal o vertical.

s de

rvas, son

equivalente. Hay que mencionar que en este caso G es la dimensión que gira, y V es la

que no gira, indistintamente que

V/G R/G L/G0,5 25

127

1,5 40,5 400,75 16

0,5 1 91,5 40,5 500,75 21

1 1 111,5 4,50,5 550,75 30

2 1 131,5 50,5 650,75 43

4 1 171,5 6

0,750,25 1

Tabla N°2

Cuando empezamos a calcular una red de conductos no sabemos las dimensione

cada tramo y no pueden calcularse con exactitud las pérdidas ocasionadas por los

accidentes. Es práctica habitual aumentar en un 50% la longitud física del tramo y

obtener así la longitud total equivalente directamente.

5.5.2 Pérdidas por codo. Para calcular la longitud equivalentes de los codos ( a diferencia de las cu

elementos que se intercalan), se acudirá a la tabla N°3

96

Tabla N°3

la derivación y la velocidad se obtiene un número, éste, nos

permite tener la caída de presión,

∆ρ = caída de presión en mm.c.a

n = valor que se obtiene de la tabla 4

5.7 Recuperación estática. En la red de conductos de aire, la velocidad de circulación del aire no es constante. En

general va , hasta los lugares de salida Fig.

N°4. El teorema de Bernoulli es velocidad disminuye, la

presión aumenta, y si la veloc

cirá un aumento de presión que

cibe el nombre de recuperación estática.

se producen después de las derivaciones. Llamaremos c2 a

5.6 Pérdidas por derivación. Para calcular las pérdidas de cargas debido a las derivaciones, se debe acudir a la tabla

N°4, de esta tabla mediante el ángulo de la derivación y la relación entre la velocidad de

Si la velocidad disminuye, en consecuencia se produ

en el conducto principal,

en mm.c.a, mediante la expresión:

V/G L/G0,,25 250,5 491 752 874 110

∆ρ = n * (c2 / 16)

c = la velocidad real del aire en la derivación en m/s

disminuyendo desde la salida del ventilador

tablece claramente que si la

idad aumenta, la presión disminuye.

re

Los cambios de velocidad

la velocidad después de la derivación. Dado que después de la derivación pasa menos

aire, generalmente c2 es menor que c1.

97

a fórmula para calcular esta recuperación estática, que la llamaremos ∆p, en mm.c.a

s.

sta recuperación estática es real, es decir un manómetro detectaría este aumento de

velocidad ha pasado de c1 a c2 , por lo tanto este fenómeno hay que

nerlo en cuenta.

os. s de cada tramo de forma que la velocidad y la

llo acudiremos a los conceptos

encionados anteriormente.

nductos para la cubierta del puente.

El conducto principal es el que va desde la

Fig. N°4

L

es:

El coeficiente 0.75 indica que sólo se recupera un 75 % de presión, ellos es debido a

efectos de rozamiento y a defectos en la construcción de los conducto

∆p = 0.75 * ( (c12/16) – (c2

2/16)

E

presión cuando la

te

5.8 Cálculo de la red de conductEl objetivo es obtener las dimensione

presión en cada punto sea la adecuada, para e

m

5.8.1 Cálculo de la red de coCuando nos disponemos a proyectar la red de conducto hemos de conocer

perfectamente el trazo de la misma, es decir, saber donde va a empezar, todos los

accidentes que ha de tener y por sobre todo los caudales de aire que circularán por

cada punto de la red.

El paso siguiente es enumerar o poner letras a los tramos, empezando por el conducto

principal y siguiendo por las derivaciones.

boca de salida del ventilador hasta la rejilla o difusor más alejado.

En este caso el conducto principal es 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10.

98

TRAMO LONGITUD EQUIVALENTE VOLUMEN V (m) (m3/hr)

1-2 2,19 700

2-3 0,675 622,3

3-4 3,195 544,6

4-5 0,705 467

CONDUCTO 5-6 2,4 389,3

PRINCIPAL 6-7 2,25 311,6

7-8 0,6 234

8-9 2,55 156,3

9-10 1,8 78,6

2-11 2,7 77,7

3-12 3,15 77,7

4-13 3,15 77,7

DERIVACIONES 5-14 2,7 77,7

6-15 0,525 77,7

7-16 2,7 77,7

8-17 3,15 77,7

9-18 1,5 77,7

10-19 1,245 77,7

Tabla N°4 Caudales y longitudes equivalentes en los diferentes tramos.

99

Como en el comienzo de este proyecto es difícil saber la cantidad de accidentes, como

factor de seguridad se le agrega a la longitud de los tramos un 50% más, para obtener

la longitud equivalente que se encuentra en la tabla N°4.

El tramo principal del conducto 1-2 es el más importante y por él se empieza el cálculo,

las longitudes de cada tramo se saben perfectamente, puesto que sobre el plano de la

cubierta trazamos el dibujo de la red y en base a la escala del plano trazamos las

longitudes.

La velocidad del aire en el tramo inicial se asigna en base a la tabla N°5

Tipo de edificio Velocidad en el primer tramo del conducto principal (m/s)

Edificio residencial 6,5

Edificio público 6,5

Cine y teatro 7

Escuelas 7 a 8

Supermercados 8 a 10

Edificios industriales 8 a 12

Tabla N°5

omo esta tabla no trega valores barcos, conside que se puede

onsiderar como un e residencial.

ramo in .

= 700 / (3600*6.5)

e procede a calcul imensión hor W del conduct otorgamos a la

imensión vertical H la altura de 150 mm ya que estos conductos estarán ubicados en

l entretecho, el cual una altura má de 200 mm.

C en para ramos

c dificio

Sección del t icialOcuparemos la fórmula.

V = Caudal total de ventilación para la cubierta del Puente.

c = Velocidad en el tramo inicial obtenida en la tabla N°4.

S

S ar la d izontal o, y le

d

e posee xima

S = V / (3600 * c ) m2

S = 0.03 m2 = 300 cm2

100

La fórmula es:

W = S/H

W = 30000/150

W = 200 mm

Obtención del diámetro equivalente De. o de:

caída de presión en mm.c.a / m. del gráfico de la figura N°2.

V = 700 m3/hr.

e

L = 1.46 m

Del gráfico se obtiene:

por el valor de 0.18 mm.c.a/m en el diagrama de la

ones con los caudales en cada tramo del

( Fig. N°5).

Para este cálculo ocuparemos la tabla N°1 la cual nos entrega un resultad

Obtención de la ∆p Esta la obtendremos a través

Nuestros datos son:

C = 6.5 m/s

D = 210 mm

De = 210 mm.

∆p/L = 0.18 mm.c.a/m

Cálculo de los tramos siguientes en el conducto principal. Si trazamos una línea horizontal

figura N°2 y vamos marcando las intersecci

conducto principal, obtendremos los sucesivos diámetros equivalentes

101

Fig. N°5

102

Así pues tendremos:

Tramo 2-3

De = 202 mm

Tramo 3-4

De = 193 mm

Tramo 4-5

De = 183 mm

Tramo 5-6

De = 175 mm

Tramo 6-7

De = 158 mm

Tramo 7-8

De = 142 mm

Tramo 8-9

De = 120 mm

Tramo 9-10

De = 94 mm

Obtención de las velocidades. Las velocidades para cada tramo también las obtenemos con el diagrama de la figura 2.

Tramo 2-3

c = 5.3 m/s

Tramo 3-4

c = 5 m/s

Tramo 4-5

c = 4.9 m/s

Tramo 5-6

c = 4.6 m/s

Tramo 6-7

c = 4.4 m/s

Tramo 7-8

c = 4.1 m/s

Tramo 8-9

c = 3.7 m/s

Tramo 9-10

c = 3.3 m/s

Obtención de W . Con c obtenido anteriormente, y sabiendo que H para todos los ductos es de 150 mm,

obtendremos S, y luego W.

103

S = V / (36

Tramo 2-3

S = 0.033 m2

W = 220 mm

2

2

m2

2

a recuperación estática. la fórmula:

.5 a 5.3 :

6.52 – 5.32)/16)

m.c.a

Tramo 3-4

S = 0.03 m2

W = 200 mm

Tramo 4-5

S = 0.026 m2

W = 173 mm

Tramo 5-6

S = 0.024 m

W = 160 mm

Tramo 6-7

S = 0.02 m2

W = 133 mm

Tramo 7-8

S = 0.016 m

W = 107 mm

Tramo 8-9

S = 0.012

W = 80 mm

Tramo 9-10

S = 0.0066 m

W = 44 mm

Cálculo de lOcuparemos

00 * c ) m2

∆p = 0.75 * ( (c12/16) – (c2

2/16)

El paso de 6

∆p = 0.75 * ((

∆p = 0.66 m

El paso de 5.3 a 5 :

∆p = 0.75 * ((5.32 – 52)/16)

104

∆p = 0.14 mm.c.a

l paso de 5 a 4.9 :

(52 – 4.92)/16)

m.c.a

.9 a 4.6 :

.92 – 4.62)/16)

.62 – 4.42)/16)

m.c.a

a 4.1 :

(4.42 – 4.12)/16)

.c.a

1 a 3.7:

(4.12 – 3.72)/16)

.c.a

l paso de 3.7 a 3.3:

6 + 0.13 + 0.084 + 0.12 + 0.14 + 0.13

E

∆p = 0.75 * (

∆p = 0.046 m

El paso de 4

∆p = 0.75 * ((4

∆p = 0.13 mm.c.a

El paso de 4.6 a 4.4:

∆p = 0.75 * ((4

∆p = 0.084 m

El paso de 4.4

∆p = 0.75 * (

∆p = 0.12 mm

El paso de 4.

∆p = 0.75 * (

∆p = 0.14 mm

E

∆p = 0.75 * ((3.72 – 3.32)/16)

∆p = 0.13 mm.c.a

El total de ∆p = 0.66 + 0.14 + 0.04

∆p = 1.45 mm.c.a

105

Caída total de presión en el conducto principal.

3.195 + 0.705 + 2.4 + 2.25 + 0.6 + 2.55 + 1.8) * 0.18 + 2 -

1.45)

sta caída de presión se reparte de la siguiente manera:

Tramo 1-2 :

ramo 2-3 :

3.195 * 0.18 = 0.57

.705 * 0.18 = 0.127

.25*0.18 = 0.405

Tramo 8-9 :

ramo 9-10 :

coincide con el final del tramo en el conducto principal, la

presión en la boca de entrada de cada derivación, y recuperación será:

.5-0.394 = 3.106 mm.c.a

a derivación, P3 = 3.766- 0.12 = 3.646 mm.c.a

derivación, P4 = 3.787- 0.575= 3.211 mm.c.a

ecuperación, 3.211 + 0.046 = 3.257 mm.c.a a derivación, P5 = 3.257- 0.127= 3.13 mm.c.a

ecuperación, 3.13 + 0.13 = 3.26 mm.c.a

Se considerará que la presión de caída en los difusores es de 2 mm.c.a.

∆ T = (Longitud total equivalente) x (∆p/L)+ Caída de presión en el último difusor – Recuperación estática p

∆pT = (2.19 + 0.675 +

∆pT = 3.5 mm.c.a

E

2.19* 0.18 = 0.394

T

0.675 * 0.18 = 0.12

Tramo 3-4 :

Tramo 4-5 :

0

Tramo 5-6 :

2.4 * 0.18 = 0.432

Tramo 6-7 :

2

Tramo 7-8 :

0.6 * 0.18 = 0.108

2.55 * 0.18 = 0.46

T

1.8 * 0.18 = 0.324

Si la entrada de la derivación

1a derivación, P2 = 3

Recuperación, 3.106 + 0.66 = 3.766 mm.c.a

2

Recuperación, 3.646 + 0.14 = 3.787 mm.c.a a3

R

4

R

106

5a derivación, P6 = 3.26- 0.432= 2.828 mm.c.a

Recuperación, 2.828 + 0.084 = 2.912 mm.c.a

6 derivación, P7 = 2.912- 0.405 = 2.507 mm.c.a

ecuperación, 2.507 + 0.12 = 2.627 mm.c.a

9- 0.46 = 2.199 mm.c.a

+ 0.13 = 2.324 mm.c.a a derivación, P10 = 2.324- 0.324 = 2 mm.c.a (Caída en el último difusor)

N°6 se ha indicado esquemáticamente el reparto de estas partidas,

las recuperaciones estáticas que se producen en cada cambio de

a

R

7a derivación, P8 = 2.627- 0.108 = 2.519 mm.c.a

Recuperación, 0.519 + 0.14 = 2.659 mm.c.a

8a derivación, P9 = 2.65

Recuperación, 2.199

9

En la figura

teniendo presente

velocidad.

Fig. Nº6.

La caída lineal que tendremos en cada derivación será: Para esto ocuparemos la siguiente fórmula:

∆p/L = (Pd - ∆pD)/L

Pd = Presión en la derivación

∆pD = Caída de presión en el difusor

L = Longitud de la derivación

107

1a derivación:

∆p/L = (3.106 – 2)/2.7

∆p/L = 0.41 mm.c.a

2a derivación:

∆p/L = (3.646 – 2)/3.15

∆p/L = 0.52 mm.c.a

3a derivación:

∆p/L = (3.211– 2)/3.15

∆p/L = 0.38 mm.c.a

4a derivación:

n:

p/L = (2.828 – 2)/0.525

∆p/L = 1.6 mm.c.a

6a derivación:

∆p/L = (2.507 – 2)/2.7

∆p/L = 0.18 mm.c.a

7a derivación:

∆p/L = (2.519 – 2)/3.15

∆p/L = 0.16 mm.c.a

8a derivación:

∆p/L = (2.199 – 2)/1.5

∆p/L = 0.13mm.c.a

9a derivación:

∆p/L = (2 – 2)/1.245

∆p/L = 0 mm.c.a

spectivos, que para todos es de 77 m3/hr;

cudimos al diagrama de la figura 2 y obtenemos los diámetros equivalentes y su

∆p/L = (3.13 – 2)/2.7

∆p/L = 0.42 mm.c.a

5a derivació

∆

Con estas caídas unitarias y los caudales re

a

aceleración de cada derivación.(Fig.N°7)

108

Fig.N°7

109

1a derivación: De = 80 mm c = 4.4 m/s

2a derivación: De = 77 mm c = 4.8 m/s

3a derivación: De = 82 mm c = 4.2 m/s

4a derivación: De = 81 mm c = 4.5 m/s

5a derivación: De = 68 mm c = 7.5 m/s

6a derivación: De = 95 mm c = 3.2 m/s

7a derivación: De = 97 mm c = 3 m/s

8a derivación: De = 100 mm c = 2.7 m/s

9a derivación: De = 150 mm c = 2 m/s

Con los datos obtenidos anteriormente y sabiendo que para todas las derivaciones H =

150 mm, obtendremos W, se realizará por medio de la siguiente fórmula:

1a derivación: S = 0.0048 m2 W = 32 mm

2a derivación: S = 0.0045 m2 W = 30 mm

3a derivación: S = 0.0051 m2 W = 34 mm

4a derivación: S = 0.0047 m2 W = 32 mm

5a derivación: S = 0.0029 m2 W = 20 mm

6a derivación: S = 0.0067 m2 W = 45 mm

7a derivación: S = 0.0071 m2 W = 48 mm

8a derivación: S = 0.0079 m2 W = 53 mm

9a derivación: S = 0.011 m2 W = 74 mm

A continuación se muestra la tabla N°6 con los datos más significativos de la red de

conductos de impulsión para la cubierta del puente.

tabla N°6

S = V / (3600 * c ) m2

Tramos Caida de presion en mm.c.a De (mm) c (m/s) H (mm) W (mm)1-2 0,18 210 6,5 150 2002-3 0,18 202 5,3 150 2203-4 0,18 193 5 150 2004-5 0,18 183 4,9 150 173

Conducto 5-6 0,18 175 4,6 150 160Principal 6-7 0,18 158 4,4 150 133

7-8 0,18 142 4,1 150 1078-9 0,18 120 3,7 150 809-10 0,18 94 3,3 150 442-11 0,41 80 4,4 150 323-12 0,52 77 4,8 150 304-13 0,38 82 4,2 150 345-14 0,42 81 4,5 150 32

Derivaciones 6-15 1,6 68 7,5 150 207-16 0,18 95 3,2 150 458-17 0,16 97 3 150 489-18 0,13 100 2,7 150 53

10-19 0 150 2 150 74

110

El procedimiento de cálculo para las demás cubiertas es similar al realizado

garán los valores en forma directa.

l sector bajo cubierta.

-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17.

anteriormente, es por ese motivo que se entre

5.8.2 Cálculo de la red de conductos para e

En este caso el conducto principal es 1-2-3-4

Tabla N°7 Caudales y longitudes equivalentes en los diferentes tramos.

,873 18000,837 1687,5

2,7 1575,374 1462,5,416 1350,0395 1237,5

2,7825 11259 1,3065 1012,5

67512-13 1,14 562,513-14 2,487 45014-15 1,4745 337,515-16 2,1795 22516-17 1,737 112,52-18 2,313 112,53-19 3,4125 112,54-20 2,3475 112,55-21 3,378 112,56-22 2,25 112,57-23 3,4095 112,5

Derivaciones 8-24 2,3505 112,59-25 3,3765 112,5

10-26 2,436 112,511-27 3,375 112,512-28 2,5215 112,513-29 3,4125 112,514-30 112,515-31 112,516-32 2,508 112,517-33 2,8365 112,5

Tramos Longitud equivalente (m) Caudal (m/s)1-2 02-33-44-5 15-6 1

Conducto 6-7 1principal 7-8

8-9-10 1,479 900

10-11 1,2735 787,511-12 2,9535

2,853,111

111

Para considerar las perdidas por roce en los conductos, se le agrega a la longitud de los

tramos un 50% mas.

La velocidad del aire en el tramo inicial se asigna en base a la tabla N°5

ección del tramo inicial.

Sabiendo que H = 150

Obtención del diámetro equivalente De.

ara este cálculo ocuparemos la tabla N°1

Obtención de la caída de presión en mm.c.a / m. ∆p Esta la obtendremos a través del gráfico de la figura N°8.

Nuestros datos son:

V = 1800 m3/hr.

De = 287 mm

Del gráfico se obtiene:

Cálculo de los tramos siguientes en el conducto principal.

S

S = V / (3600 * c ) m2

P

S = 0.077 m2

W = S/H

W = 514 mm

De = 287 mm.

∆p/L = 0.25 mm.c.a/m

112

Fig.N°8

113

Tramo 2-3

De = 280 mm

Tramo 3-4

De = 275 mm

Tramo 4-5

De = 266 mm

Tramo 5-6

De = 260 mm

Tramo 6-7

De = 252 mm

Tramo 7-8

De = 242 mm

Tramo 8-9

De = 231 mm

Tramo 9-10

De = 228 mm

Tramo 10-11

De = 210 mm

Tramo 11-12

De = 195 mm

Tramo 12-13

De = 180 mm

Tramo 13-14

De = 170 mm

Tramo 14-15

De = 164 mm

Tramo 15-16

De = 135 mm

Tramo 16-17

De = 98 mm

Obtención de las velocidades. Las velocidades para cada tramo también las obtenemos con el diagrama de la figura 2.

NOTA: Una vez introducidos los datos al diagrama de la figura 2, se observó que

nuestra velocidad inicial estimada era demasiado baja, y ocupando el mismo diagrama,

se corrigió quedando en una velocidad inicial de 7.7 m/s

114

TRAMO C (m/s)1-2 7,72-3 7,53-4 7,44-5 7,35-6 7,26-7 77-8 6,88-9 6,6

9-10 6,410-11 6,211-12 612-13 5,713-14 5,514-15 5,215-16 4,716-17 3,8

Obtención de W.

H para t

Sabiendo que odos los ductos es de 150 mm.

S = V / (3600 * c ) m

Cálculo de la recuperación estática.

2

TRAMO S (m2) W (mm)2-3 0,063 4173-4 0,059 3944-5 0,056 3715-6 0,052 3476-7 0,049 3277-8 0,046 3068-9 0,043 284

9-10 0,039 26010-11 0,035 23511-12 0,031 20812-13 0,027 18313-14 0,023 15214-15 0,018 12015-16 0,013 8916-17 0,008 55

∆p = 0.75 * ( (c12/16) – (c2

2/16)

115

Caída total de presión en el conducto principal.

∆pT = (Longitud total equi

Se considerará que la presión de caída en los difusores es de 2 mm.c.a.

Esta caída de presión se reparte de la siguiente manera:

i la entrada de la derivación coincide con el final del tramo en el conducto principal, la

resión en la boca de entrada de cada derivación será :

a derivación, P2 = 6.66-0.22 = 6.44 mm.c.a

ecuperación, 6.44 + 0.14 = 6.58 mm.c.a

valente) x (∆p/L)+ Caída de presión en el último difusor – Recup. estática

∆pT = 6.66 mm.c.a

Tramos Longitud equivalente (m) Dp/L Caida de presion1-2 0,873 0,25 0,222-3 0,837 0,25 0,213-4 2,7 0,25 0,684-5 1,374 0,25 0,345-6 1,416 0,25 0,356-7 1,0395 0,25 0,267-8 2,7825 0,25 0,708-9 1,3065 0,25 0,33

9-10 1,479 0,25 0,3710-11 1,2735 0,25 0,3211-12 2,953512-13 1,14

0,25 0,740,25 0,290,25 0,620,25 0,37

15-16 2,1795 0,25 0,5416-17 1,737 0,25 0,43

13-14 2,48714-15 1,4745

C1 C2 Dp (mm.c.a)7,7 7,5 0,147,5 7,4 0,077,4 7,3 0,077,3 7,2 0,077,2 7 0,137 6,8 0,13

6,8 6,6 0,136,6 6,4 0,126,4 6,2 0,126,2 6 0,116 5,7 0,16

5,7 5,5 0,115,5 5,2 0,155,2 4,7 0,234,7 3,8 0,36

Total Dp 2,10

S

p

1

R

116

2a derivación, P3 = 6.58- 0.21 = 6.37 mm.c.a

Recuperac

3a

Recuperac

4a

Recuperac

5a

Recuperac

6a

Recuperac

7a

ecuperación, 4.51 + 0.13 = 4.64 mm.c.a a derivación, P9 = 4.64- 0.33 = 4.31 mm.c.a

9a derivación, P10 = 4.43- 0.37 = 4.06 mm.c.a

Recuperac

0a derivación, P9 = 4.18- 0.32 = 3.86 mm.c.a

.97- 0.74 = 3.23 mm.c.a

ecuperación, 3.23 + 0.16 = 3.39 mm.c.a

Recuperación, 3.1 + 0.11 = 3.21 mm.c.a

13a derivación, P9 = 3.21- 0.62 = 2.59 mm.c.a

Recuperación, 2.59 + 0.15 = 2.74 mm.c.a

14a derivación, P9 = 2.74- 0.37 = 2.37 mm.c.a

Recuperación, 2.37 + 0.23 = 2.6 mm.c.a

15a derivación, P9 = 2.6- 0.54 = 2.06 mm.c.a

Recuperación, 2.06 + 0.36 = 2.42 mm.c.a

16a derivación, P9 = 2.42- 0.42 = 2 mm.c.a (Caída en el último difusor)

En la figura N°7 se ha indicado esquemáticamente el reparto de estas partidas,

niendo presente las recuperaciones estáticas que se producen en cada cambio de

ión, 6.37 + 0.07 = 6.44 mm.c.a

derivación, P4 = 6.44 – 0.68 = 5.76 mm.c.a

ión, 5.76 + 0.07 = 5.83 mm.c.a

derivación, P5 = 5.83- 0.34= 5.49 mm.c.a

ión, 5.49 + 0.07 = 5.56 mm.c.a

derivación, P6 = 5.56- 0.35= 5.21 mm.c.a

ión, 5.21 + 0.13 = 5.34 mm.c.a

derivación, P7 = 5.34 – 0.26 = 5.08 mm.c.a

ión, 5.08 + 0.13 = 5.21 mm.c.a

derivación, P8 = 5..21- 0.70= 4.51 mm.c.a

R

8

Recuperación, 4.31 + 0.12 = 4.43 mm.c.a

ión, 4.06 + 0.12 = 4.18 mm.c.a

1

Recuperación, 3.86 + 0.11 = 3.97 mm.c.a

11a derivación, P9 = 3

R

12a derivación, P9 = 3.39- 0.29 = 3.1 mm.c.a

te

velocidad.

117

Fig.N°7

erivación será:

Con estas caídas unitarias y los caudales respectivos, que para todos es de 112.5 m3/h;

acudimos al diagrama de la figura N°9 y obtenemos los diámetros equivalentes y su

aceleración de cada derivación.

La caída lineal que tendremos en cada d

∆p/L = (Pd - ∆pD)/L

Tramos DpD1,921,281,601,03,43

0,90,07

0,680,850,550,49

14-30 0,21

2-183-194-205-216-22 17-238-24 19-25

10-2611-2712-2813-29 0,32

15-31 0,1216-32 0,0217-33 0,00

118

Fig.N°9

119

1a derivación: De = 69 mm c = 8.7 m/s

2a derivación: De = 74 mm c = 7.5 m/s

3a derivación: De = 70 mm c = 8 m/s

4a derivación: De = 78 mm c = 6.7 m/s

5a derivación: De = 72 mm c = 7.7 m/s

6a derivación: De = 80 mm c = 6.5 m/s

7a derivación: De = 77 mm c = 6.8 m/s

8a derivación: De = 83 mm c = 5.8 m/s

9a derivación: De = 80 mm c = 6.5 m/s

10a derivación: De = 86 mm c = 5.3 m/s

11a derivación: De = 88 mm c = 5.1 m/s

12a derivación: De = 95 mm c = 4.4 m/s

13a derivación: De = 105 mm c = 3.7 m/s

14a derivación: De = 118 mm c = 2.9 m/s

15a derivación: De = 170 mm c = 1.5m/s

16a derivación: De = 171 mm c = 1.4m/s

Con los datos obtenidos anteriormente y sabiendo que para todas las derivaciones H =

150 mm, obtendremos W.

S = V / (3600 * c ) m2

S (m2) W (mm)0,004 240,004 280,004 260,005 310,004 270,005 320,005 310,005 360,005 320,006 390,006 410,007 470,008 560,011 720,021 1390,022 149

continuación se muestra una tabla con los datos más significativos de la red de

onductos de impulsión para el sector bajo cubierta.

A

c

120

5.8.3 Cálculo de la red de conductos para la cubierta principal. En este caso los conductos principales son dos 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10 y 1-2-3.

De (mm) c (m/s) H (mm) W (mm)340 9,2 150 514318 9 150 417305 8,8 150 394292 8,6 150 371

C 280 8,5 150 347P 275 8,3 150 327

265 8,1 150 306260 8 150 284250 7,8 150 260240 7,5 150 235222 7,3 150 208215 7,1 150 183198 6,8 150 152180 6,5 150 120175 6 150 89140 5,5 150 5569 8,7 150 2474 7,5 150 2870 8 150 2678 6,7 150 3172 7,7 150 2780 6,5 150 32

D

Tramos Caida de presion en mm.c.a1-2 0,252-3 0,253-4 0,254-5 0,25

onducto 5-6 0,25rincipal 6-7 0,25

7-8 0,258-9 0,25

9-10 0,2510-11 0,2511-12 0,2512-13 0,2513-14 0,2514-15 0,2515-16 0,2516-17 0,252-18 1,923-19 1,284-20 1,65-21 1,036-22 1,437-23 0,9

erivaciones 8-24 1,07 77 6,8 150 3183 5,8 150 3680 6,5 150 3286 5,3 150 3988 5,1 150 41

13-29 0,32 95 4,4 150 4714-30 0,21 105 3,7 150 56

0 171 1,4 150 149

9-25 0,6810-26 0,8511-27 0,5512-28 0,49

15-31 0,12 118 2,9 150 7216-32 0,02 170 1,5 150 13917-33

121

Primer conducto principal Tramos Longitud equivalente (m) Caudal (m3/hr)

1-2 10,185 2126,72-3 1,2045 1890,43-4 3,072 1654,14-5 1,386 1417,85-6 3,6705 1181,56-7 1,53 945,27-8 2,7915 708,98-9 3,864 472,69-10 2,631 236,32-11 3,303 236,33-12 3,1755 236,34-13 2,976 236,35-14 2,937 236,36-15 2,835 236,37-16 2,586 236,38-17 2,553 236,39-18 1,932 236,310-19 2,436 236,3

Tabla N°7 Caudales y longitudes equivalentes en los diferentes tramos.

Segundo conducto principal

Como factor de seguridad se le agrega a la longitud de los tramos un 50% más.

a v

Sabiendo que H = 150

Obtención del diámetro equivalente De. Para este cálculo ocuparemos la tabla N°1

L elocidad del aire en el tramo inicial se asigna en base a la tabla N°5

Sección del tramo inicial.

S = V / (3600 * c ) m2

S = 0.09 m2 (Primer ducto)

W = 600 mm (Primer ducto)

De = 310 mm. (Primer ducto)

Tramos Longitud equivalente (m) Caudal (m3/hr)1-2 14 472,62-3 1,479 236,32-4 2,013 236,3

S = 0.02 m2 (Segundo ducto)

W = 134 mm (Segundo ducto)

De = 210 mm. (Segundo ducto)

122

Obtención de la caída de presión en mm.c.a / m. ∆p Esta la obtendremos a través del gráfico de la figura N°2.

Cálculo de los tramos siguientes en el conducto principal.

∆p/L = 0.22 mm.c.a/m (Primer ducto)

∆p/L = 0.11 mm.c.a/m (Segundo ducto)

123

Fig.N°10

124

Primer conducto

Tramo 2-3

De = 300 mm

Tramo 3-4

De = 283 mm

Tramo 4-5

De = 270 mm

Tramo 5-6

De = 253 mm

Tramo 6-7

De = 230 mm

Tramo 7-8

De = 200 mm

Tramo 8-9

De = 180 mm

Tramo 9-10

De = 138 mm

Segundo conducto.

Tramo 2-3

De = 157mm

Obtención de las velocidades. Las velocidades para cada tramo también las obtenemos con el diagrama de la figura

10.

NOTA: Una vez introducidos los datos al diagrama de la figura 10, se observó que

nuestra velocidad inicial estimada era demasiado baja, y ocupando el mismo diagrama,

se corrigió quedando en una velocidad inicial de 7.6 m/s

Primer conducto Segundo conducto

TRAMO C (m/s)1-2 7,62-3 7,53-4 7,34-5 75-6 6,86-7 6,47-8 5,88-9 5,4

9-10 4,5

TRAMO C (m/s)1-2 42-3 3,4

125

Obtención de W . e H para todos los ductos es de 150 mm.

ucto Segundo conducto

la recuperación estática.

rimer conducto Segundo conducto

Se considerará que la presión de caída en los difusores es de 2 mm.c.a.

Primer conducto Segundo conducto

Esta caída de presión se reparte de la siguiente manera:

Sabiendo qu

S = V / (3600 * c ) m

Primer cond

Cálculo de

2 W = S/H

P

Caída total de presión en el conducto principal.

∆p = 0.75 * ( (c12/16) – (c2

2/16)

∆pT = (Longitud total equivalente) x (∆p/L)+ Caída de presión en el último difusor – Recup. estática

∆pT = 6.91 mm.c.a

TRAMO2-3

S (m2) W (mm)0,070 4670,063 4200,056 3750,048 3220,041 2730,034 2260,024 1620,015 97

3-44-55-66-77-88-9

9-10

TRAMO S (m2) W (mm)2-3 0,019 129

C17,6

C2 Dp (mm.c.a)7,5 0,077,3 0,14

7,3 7 0,207 6,8 0,13

5,4 4,5 0,42Total Dp 1,76

7,5

6,8 6,4 0,256,4 5,8 0,345,8 5,4 0,21

C1 C2 Dp (mm.c.a)4 3,4 0,21

Total Dp 0,21

∆pT = 3.5 mm.c.a

126

Primer conducto

Segundo conducto

final del tramo en el conducto principal, la

resión en la boca de entrada de cada derivación será :

a derivación, P2 = 6.91-2.24 = 4.67 mm.c.a

2 derivación, P3 = 4.74 - 0.26 = 4.48 mm.c.a

Recuperación, 4.48 + 0.14 = 4.62 mm.c.a

3a derivación, P4 = 4.62- 0.68= 3.94 mm.c.a

Recuperación, 3.94 + 0.20 = 4.14 mm.c.a

4a derivación, P5 = 4.14- 0.30= 3.84 mm.c.a

Recuperación, 3.84 + 0.13 = 3.97 mm.c.a

5a derivación, P6 = 3.97- 0.81= 3.16 mm.c.a

ecuperación, 3.16 + 0.25 = 3.41 mm.c.a a derivación, P7 = 3.41- 0.34 = 3.07 mm.c.a

7 derivación, P8 = 3.41- 0.61 = 2.8 mm.c.a

a derivación, P9 = 3.01- 0.84 = 2.17 mm.c.a

difusor) n la figura N°8 y N°9 se ha indicado esquemáticamente el reparto de estas partidas,

recuperaciones oducen en cada cambio de

Tramos Longitud equivalente (m) Dp/L Caida de presion1-2 10,182-3 1,

5 0,22 2,242 0,22 0,26

3-4 3,07 0,22 0,684-5 1,38 0,22 0,30

81,34

7-8 2,79 0,22 0,618-9 3,8 0,22 0,84

9-10 2,6 0,22 0,57

5-6 3,67 0,22 0,6-7 1,53 0,22 0

Tramos Longitud equivalente (m) Dp/L Caida de presion1-2 14 0,11 1,542-3 1,48 0,11 0,16

Si la entrada de la derivación coincide con el

p

Primer conducto 1

Recuperación, 4.67 + 0.07 = 4.74 mm.c.a a

R

6

Recuperación, 3.07 + 0.34 = 3.41 mm.c.a a

Recuperación, 2.8 + 0.21 = 3.01 mm.c.a

8

Recuperación, 2.17 + 0.42 = 2.59 mm.c.a a9 derivación, P10 = 2.59- 0.59 = 2 mm.c.a (Caída en el último

E

teniendo presente las estáticas que se pr

velocidad.

127

Fig..N°8

aída en el último difusor)

Segundo conducto 1a derivación, P2 = 3.5-1.54 = 2.23 mm.c.a

Recuperación, 1.95 + 0.21 = 2.16 mm.c.a

2a derivación, P3 = 2.16– 0.16 = 2 mm.c.a (C

Fig..N°9

128

La caída lineal que tendremos en cada derivación será:

Primer conducto Segundo conducto

Con estas caídas unitarias y los caudales respectivos, que para todos es de 236.3 m3/h;

acudimos al diagrama de la figura 11 y obtenemos los diámetros equivalentes y su

aceleración de cada derivación.

∆p/L = (Pd - ∆pD)/L

Tramos DpD2-11 0,843-12 0,834-13 0,665-14 0,656-15 0,457-16 0,428-17 0,419-18 0,07

10-19 0,00

Tramos DpD2-11 0,103-12 0,00

129

Fig.N°11

130 130

Tramos Caida de presion en mm.c.a De (mm) c (m/s) H (mm) W (mm)1-2 0,22 310 7,6 150 6002-3 0,22 300 7,5 150 4673-4 0,22 283 7,3 150 4204-5 0,22 270 7 150 375

Conducto 5-6 0,22 253 6,8 150 322Principal 6-7 0,22 230 6,4 150 273

7-8 0,22 200 5,8 150 2268-9 0,22 180 5,4 150 1629-10 0,22 138 4,5 150 972-11 0,84 105 7,5 150 583-12 0,83 106 7,4 150 594-13 0,66 109 6,9 150 635-14 0,65 110 6,8 150 646-15 0,45 118 5,8 150 757-16 0,42 120 5,7 150 778-17 0,41 122 5,6 150 789-18 0,07 170 2,8 150 156

10-19 0 240 1,7 150 257

Primer conducto

1a derivación: De = 105 mm c = 7.5 m/s

2a derivación: De = 106 mm c = 7.4 m/s

3a derivación: De = 109 mm c = 6.9 m/s

4a derivación: De = 110 mm c = 6.8 m/s

5a derivación: De = 118 mm c = 5.8 m/s

6a derivación: De = 120 mm c = 5.7 m/s

7a derivación: De = 122 mm c = 8.2 m/s

8a derivación: De = 170 mm c = 2.8 m/s

9a derivación: De = 240 mm c = 1.7 m/s

Segundo conducto 1a derivación: De = 160 mm c = 3.3 m/s

2a derivación: De = 240 mm c = 1.7 m/s

Con los datos obtenidos anteriormente y sabiendo que para todas las derivaciones H =

150 mm, obtendremos W.

Primer conducto Segundo conducto

A continuación se muestra una tabla con los datos más significativos de la red de

conductos de impulsión para la cubierta principal.

Primer conducto

S = V / (3600 * c ) m2

TRAMO S (m2) W (mm)2-11 0,013 863-12 0,025 167

TRAMO S (m2) W (mm)2-11 0,009 583-12 0,009 594-13 0,010 635-14 0,010 646-15 0,011 757-16 0,012 778-17 0,012 789-18 0,023 15610-19 0,039 257

131

Segundo conducto

3-5 0 24

Hasta ahora solo se han calculado las dimensiones de los ductos de impulsión de cada

n los de retorno.

aire acondicionado mezcla aire de

del exterior a fin de ahorrar energía para su

llo consta con una extracción en cada

encima de la zona ocupada, con una

rte inferior de cada puerta, para mayor entendimiento a

l modo de extracción. Fig.N°12

Fig.N°12

4 150 1343,4 150 129

0 3,3 150 860 1,7 150 167

Tramos Caida de presion en mm.c.a De (mm) c (m/s) H (mm) W (mm)1-2 0,11 2102-3 0,11 157

cubierta, ahora lo haremos de forma similar co

5.9 Diseño ductos de retorno. Como se ha mencionado nuestro sistema de

extracción del local (20%), con el aire

transformación en aire de suministro. Para e

cubierta, situada en los pasillos de ésta por

velocidad de extracción de 4 m/s, en las demás dependencias sólo irán ubicadas rejillas

de recirculación en la pa

continuación se ilustra e

2-4 0,1 16

132

5.9.1 Cálculo del ducto de extracción de la cubierta del puente. El caudal a extraer es el 100% del que ingresó 700 m3/h, pero de éste sólo el 20 % se

mezclará con el aire de suministro esto da un resultado de 140 m3/h

La fórmula para calcular la sección del tramo inicial es:

H=150mm ahora

Comenzar

component

Por razones estructurales, la altura de los ductos la establecemos en

se calcula W que es el ancho:

Cálculo del ducto de extracción de la cubierta principal. 5.9.3 Cálculo del ducto de extracción del sector bajo cubierta.

S = V / (3600 * c ) m2 = 0.05 m2

W = 330 mm

S = V / (3600 * c ) m2 = 0.18 m2

W = 1200mm

S = V / (3600 * c ) m2 = 0.125 m2 W = 800 mm

CAPITULO VI. SELECCIÓN Y CARTACTERISTICAS DEL EQUIPO. emos este capitulo analizando el funcionamiento de los diferentes

es de un equipo acondicionador de aire.

En la figura N°1 se muestra un sistema básico de un equipo acondicionador.

133

Figura N°1

Este equipo acondicionador de aire cuenta con dos circuitos, uno para enfriar el aire en

el verano y otro para calentar el aire en caso de invierno.

Los principales componente del circuito de refrigeración son:

Compresor: Estos pueden ser del tipo reciproco o rotatorio, tienen por función

comprimir el refrigerante que viene en forma de vapor, para luego enviarlo al equipo

condensador.

Condensador: Es el encargado de condensar el refrigerante que viene en estado de

vapor, y a una elevada presión. Por lo general ocupa agua para su condensado.

Acumulador: (Oil reclaimer), es el encargado de entregar aceite para lubricar y

refrigerar el compresor.

Filtro deshidratante: (Filter dryer), es el encargado de extraer el agua o cualquier

sustancia ajena al refrigerante.

Válvula de expansión: Divide el lado de alta con el de baja presión, es la encargada de

administrar refrigerante al evaporador a una presión más baja.

Evaporador: Es el que actúa directamente con el aire a refrigerar, por el circula el

refrigerante.

El circuito de calefacción esta conformado principalmente por un calentador (heater),

que pude funcionar de forma, eléctrica o vapor según sean los requerimientos.

134

Para un correcto acondicionamiento del aire el equipo también cuenta, con un

humidificador, filtros y recipientes de agua.

En la actualidad estos equipos son manejados automáticamente en forma electrónica,

por medio de termostatos y censores.

Su funcionamiento es muy sencillo, por A ingresa el aire del exterior, por B ingresa el

aire proveniente del recito acondicionado, el equipo mezcla y acondiciona el aire según

las necesidades y sale por C e ingresa al recinto a acondicionar. (ver figura N°1 y 2)

Figura N°2

camente el paso de aire.

ire acondicionado, desde

son los siguientes:

2.5 kW

En los ductos del equipo ya sea de ingreso o expulsión de aire van instalados

obturadores, que según sea la necesidad cierran automáti

Finalizaremos este proyecto seleccionando un equipo de a

algún catálogo de una empresa dedicada a estos equipos.

Para ello usaremos todos los resultados obtenidos en el capitulo III.

Los resultados

Situación de verano:

Cubierta del puente = 34.5 kW

Cubierta principal = 100 kW

Sector bajo cubierta = 1

Situación de invierno:

Cubierta del puente = 5.5 kW

Cubierta principal = 11.6 kW

Sector bajo cubierta = 1.5 kW

B

A

C

135

En la figura N°3 se muestra un catálogo de la empresa

136

Figura N°3

Se llegó a concluir el empleo de tres unidades acondicionadoras, y sus modelos según

catálogo MITSUBISHI son los siguientes:

Cubierta del puente = Modelo FDCA _1360 HKXRE4

Cubierta principal = Modelo FDCA_1360 HKXRE4

Sector bajo cubierta = Modelo FDCA 140 HKXEN4

Por seguridad se han elegido para la cubierta principal y la del puente de gobierno,

potencias mayores, así en caso de que falle la cubierta principal o la de bajo cubierta ,

la cubierta del punte podrá suplir la falta, y en caso de que falle la cubierta del punte, la

cubierta principal la cubrirá.

Extractores. Para la elección de un extractor tendremos en cuenta el caudal de extracción, que para

cada cubierta son:

Cubierta principal = 700 m3/h

Cubierta principal = 2600 m3/h

Sector bajo cubierta = 1800 m3/h

A continuación se muestra un catálogo de la empresa Soler & Palau.

137

Según catálogo optaremos por el modelo:

TD-800/200 para la cubierta del puente

TD-2000/315 para la cubierta principal

TD-1300/250 para el sector bajo cubierta

138

CONCLUSIONES 1. La carga de refrigeración (situación de verano), es afectada principalmente por el

aporte de la energía de la radiación solar generan alrededor del 80% de la carga

térmica total, seguido del calor aportado por las personas que ocupan el local.

2. La carga de calefacción (situación de invierno), la mayor pérdida es generada por la

transmisión de energía, producto de la gran diferencia de temperatura entre el interior y

exterior de la nave.

3. Luego de conocer las cargas térmicas, la psicometría ocupa un lugar preponderante

para la correcta selección del equipo acondicionador, pues ésta da a conocer el

tratamiento óptimo del aire el cual ingresará al espacio a acondicionar.

4. Los ductos se ven limitados en su volumen debido al poco espacio existente en el

ntretecho de la nave y además también limitados por el ruido a generar el cual por

al trae como consecuencia una velocidad de

nsversal del ducto más pequeño

e

norma no debe sobrepasar los 50 db., lo cu

impulsión limitada y por ende un área tra

139

BIBLIOGRAFÍA

ef.1 AIRE ACONDICIONADO, ANGEL L. MIRANDA BARRERAS RRef.2 INSTALACIÓN DE AIRE ACONDICIONADO EN UNA NAVE, TESIS

GUILLERMO HUMBERTO MUÑOS MARTINES, 1995

Ref. 3 SOLAS 2000 Ref. 4 Bureau Veritas 2001

Ref. 5 http://www.lumelco.es Ref. 6 http://www.marine_engineering.com

140

ANEXO

141

142

Administrador

Lápiz

143

144

145