UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

TRABAJO MONOGRAFICODISEO DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO

Curso: REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADOProfesor: BOCANEGRA ORTIZ LUIS CLEMENTEAlumnos: 20092173I ORE-GOMEZ-MISAEL20041029H SANTIAGO-SANTIAGO-JULIO CESAR20051055A ESPINOZA-VELASQUEZ-MARCO20052087D CASTRO MARTINEZ RICARDO VLADIMIRSeccin: BJulio del 2013

INDICE

Clculo de carga trmica

1. DATOS GENERALES DEL PROYECTO2. COEFICIENTES GLOBALES DE TRANSFERENCIA DE CALOR3. DETERMINACIN DEL DA DE MAYOR RADIACIN SOLAR PARA EL PROYECTO4. CALOR RADIANTE A TRAVS DE LAS VENTANAS5. TRANSMISIN DE CALOR EN LAS PAREDES SOLEADAS6. TRANSMISIN DE CALOR EN EL TECHO7. DETERMINACIN DE LA HORA DE MAYOR APORTACIN SOLAR8. CUADRO RESUMEN DE CARGA TRMICA TOTAL

Diseo de ductoS

1. DATOS:2. PARMETROS ASUMIDOS:3. CLCULOS PREVIOS:4. CLCULO DE DUCTOS

Clculo de la capacidad del equipo1. DATOS2. DIMENSIONAMIENTO

Seleccin del equipo1. Seleccin2. Caractersticas del equipo

ANEXOS

INTRODUCCION

La presente monografa ha sido elaborada con la finalidad de consolidar los conocimientos adquiridos en el curso de Refrigeracin y Aire Acondicionado aplicarlos en la elaboracin del diseo de un sistema de aire acondicionado para una oficina de 80 m2.

El anlisis de la oficina en mencin se inicia con la determinacin de las cargas trmicas concernientes a la radiacin solar, a la presencia de equipos de alumbrado, a la presencia de personas y dems factores que determinan la capacidad requerida para los equipos de Aire Acondicionado.

En esta monografa se muestran los clculos efectuados y el procedimiento seguido para la determinacin de los parmetros de diseo. Se muestran adems tablas comparativas con los resultados del clculo para las distintas etapas del diseo.

1. DATOS GENERALES DEL PROYECTODescripcin del proyectoNombre de la Obra.- Implementacin de de Aire Acondicionado del piso Nro 6 del edificio TAMAYOCliente:Municipalidad de San Isidro

Datos principales considerados para el inicio de los clculos: son los siguientes:

Las dimensiones del ambiente a acondicionar as como de sus ventanas son las siguientes:

La orientacin de cada uno de los lados del ambiente es como sigue:

2. CALCULO DE COEFICIENTES GLOBALES DE TRANSFERENCIA DE CALOR

2.1. Paredes Exteriores

De la tabla 1 del anexo A, obtenemos la resistencia trmica de los materiales para el calculo de los coeficientes globales de transferencia.

2.2. Paredes Interiores

2.3. Pisos

2.4. Techos

2.5. VidriosVIDRIOS

De tabla 2 del anexo A obtenemos:

3. CALCULO DE LOS PESOS DE LAS PAREDES, PISOS Y TECHOS POR m2 DE PARED

De la tabla 1 del anexo A, obtenemos:

Empleamos la frmula general:

(1)

Obtenemos:

4. CALCULO DE LOS PESOS DE LAS PAREDES, PISOS Y TECHOS POR m2 DE PISOEmpleamos la frmula general:

(2)

El rea de la oficina es de 80 m2, de acuerdo a esto los pesos de las paredes y pisos por m2 de piso son los siguientes:

Empleamos la frmula General para calcular el peso de la estructura:

(3)Obtenemos:

5. DETERMINACION DEL MES Y DIA DE CLCULO

Se determina el aporte calorfico del Sol en las paredes soleadas y en el techo:

De acuerdo al cuadro anterior, el da con mayor aporte de calor es el 21 de enero.

6. DETERMINACION DE LA HORA DE CLCULO

6.1. Pared de orientacin NE (AB)

Luego, para un color gris claro :b = 0.78Por tanto:X2 =0.37X1 =0.63

Clculo de coeficientes globales:Area32.5m2U2.08Kcal/C*m2*hr

6.2. Pared de orientacin SE (BC)

Luego, para un color gris claro :b = 0.78Por tanto:X2 =0.75X1 =0.25

Clculo de coeficientes globales:Area =10m2U =2.08Kcal/C*m2*hr

6.3. Techo soleado

Luego, para un color gris claro :b = 0.78Por tanto:X2 =0.69X1 =0.31

Adems, del clculo de coeficientes globales:Area =60m2U =1.71Kcal/C*m2*hr

6.4. Ventana 1 (Orientacin NE)

6.5. Ventana 2 (Orientacin NE)

6.6. Ventana 3 (Orientacin SE)

6.7. Consolidado:

De acuerdo al anlisis anterior, la hora de anlisis sera las 18 horas.

7. RESUMEN DE CLCULO DE CARGA TERMICA

Luego de calcular las cargas trmicas relacionadas a los distintos elementos, la carga trmica total del ambiente a acondicionar es como muestra en el cuadro.

8. DISEO DE DUCTOS

PARAMETROS INICIALES:

Caudal del primario:

PARMETROS ASUMIDOS:Velocidad del airePara el Ducto Primario: 1000FPMCLCULOS PREVIOS:Densidad del Aire:

Viscosidad Absoluta del Aire ( aire)

Viscosidad Cinemtica del Aire (aire)

CLCULO DE DUCTOS

Dimetro Mnimo (Dmin)

Nmero de Reynold (Re)

Factor de Friccin ()

Dimetro Equivalente:

Clculo del otro lado del Ducto

Entonces tomo un valor entero: pulg

9. CALCULO DE LA CAPACIDAD DEL EQUIPO

9.1. Datos

Calor sensible:189995.19 Kcal/hrCalor latente:7560 Kcal/hrCalor total:197555.19 Kcal/hrTemperatura exterior:29 CHumedad relativa exterior:80 %Temperatura interior:22 CHumedad relativa interior:50 %9.2. procedimientoPaso 1Se grafica en la carta psicromtrica los puntos correspondientes a las condiciones exteriores e interiores y se unen mediante una lnea recta.

Paso 2Se calcula el factor de calor sensible con los datos obtenidos de los clculos de carga de calor sensible y total:

Paso 3Se ubica el punto correspondiente al factor de calor sensible en la carta psicromtrica y luego se une con una lnea recta (recta de referencia) al punto de pvot.

Paso 4Se traza una recta paralela a la recta de referencia que pase por el punto M que es un punto de mezcla entre el aire fresco y aire de retorno hacia los fan-coil y se prolonga hasta la lnea donde la humedad relativa es 95% (Pto de insuflacin) y es se sigue proyectando hasta el punto de saturacin 100% HR.

Para ello se calcula el la temperatura M con la siguiente formula Tomaremos como diseo %AF=60%

Paso 5El punto de insuflamiento de aire acondicionado pertenece a la recta trazada en el paso 4 y tiene una humedad relativa perteneciente al rango 90 - 100%. Con esto se garantiza que el factor de contacto del serpentn de enfriamiento del equipo vare entre 0.8 - 0.9, lo cual implica tener un serpentn econmico y comercial.(*)Para el diseo se esta considerando 95%HR

Paso 6De la carta psicomtrica se obtienen los siguientes valores:

T (C)HR (%)h (Kcal/Kg)v (m3/Kg)

Exterior(E)298023.750.885

Medio(M)267019.50.8685

Insuflamiento(I)21.39518.50.8548

Sala-Interior(S)225014.50.848

3. clculosAplicaremos las siguientes formulas para el desarrollo de los calculos.

3.1 Flujo de insuflamientoConsiderando la arquitectura de las ventanas, apertura de puertas el movimiento de personal (ingreso y salidas de personas), etc. se ha tenido a bien aumentar la capacidad del equipo en un factor de 2.5; Por lo tanto usaremos un equipo de mayor potencia y as asegurar las condiciones que se requieren en el interior.

3.2 capacidad total de equipo

3.3 Caudal total de equipo

3.4 capacidad promedio para los equipos

3.5 caudal promedio para los equipos

(*) Considerando para el calculo # de equipos =30

3.5 DISTRIBUCION DE DE LOS EQUIPOS PARA CADA UE:

10. SELECCIN DEL EQUIPO

1. Seleccin

La capacidad de nuestro equipo es 30250 BTU/Hr, por lo cual nuestro equipo debe tener una capacidad de enfriamiento igual o mayor que este valor.De los catlogos de YORK encontramos que los equipos Split para ducto de una pieza modelos F*FP y F*FV tienen una capacidad de enfriamiento cercana a la nuestra.

2. Caractersticas de lOS equipoS

Modelo F*FP: Su capacidad nominal est entre 48000-60000 BTU/Hr.

Modelo F*FV: Su capacidad nominal est en 60 BTU/Hr.

ANEXOS

ANEXO A-TABLASTabla 01.

Tabla 02.

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ANEXO B - FOTOS

FOTOS DE LA PROYECTO PUESTO EN EJECUCION

Fig01. Muestra preparacin la tubera.

Fig02. Muestra equipo extractor.

Fig03. Muestra ducto.

ANEXO C-PLANOS

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA