Universidad nacional experimental politécnica




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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”

VICE-RECTORADO “LUIS CABALLERO MEJÍAS”

CARACAS


CLASES DE AIRE ACONDICIONADO

JESUS A. LUIS F


Caracas, Abril de 2007

AIRE ACONDICIONADO
LIBRO: HAND BOOK OF AIR CONDITIONING SYSTEM DESIGNEN CARRIER
VENTILACION
La ventilación se rige por la gaceta oficial 4044 Pág.: 3 - 9
CICLO DE REFRIGERACION
Fig.1 esquema del ciclo de acondicionamiento de aire

DIAGRAMA DE MOLIER PRESION HENTALPIA PARA DETERMINADO REFRIGERANTE


Fig. 2 diagrama de Molier para un determinado refrigerante
Fig. 3 esquema general de la circulación de aire en un determinado ambiente

La toma de aire exterior se coloca para:


  • Limitar la concentración de CO2 en el ambiente,

  • Eliminar malos olores (el cigarrillo),

  • Agregar oxigeno O2 al recinto.

  • Refrescar el ambiente


AIRE EXTERIOR PARA AMBIENTE NO ACONDICIONADO

(VENTILACION MECANICA)
La ventilación natural se realiza mediante ventanas que se comunican directamente con la calle patio o jardín con las siguientes condiciones:


  1. ART. 39 de la Gaceta oficial 4044


El área de ventana no será inferior al 15% de la superficie del local y en ningún caso menos de 1 m2.



  1. ART. 49 de la Gaceta oficial 4044


El área libre para ventilación no será inferior al 10% de la superficie del piso del local y en ningún caso menos de 0.3m2.
Si los volúmenes de aire son muy grandes se inyecta y se extrae aire.
Si es un baño se extrae porque son pequeñas cantidades de aire.
VENTILACION MECANICA
Es la introducción de aire fresco y no contaminado en el local y la expulsión del aire viciado en un ambiente ventilado mecánicamente se lograra para sus ocupantes una sensación de frescura o pesadez dependiendo del número de veces que se renueva totalmente el volumen del ambiente.
Caso especial de ventilación mecánica
El caso especial de la ventilación mecánica es el de los estacionamientos ubicados en sótanos u otros locales cerrados. Para que puedan ser considerados por medios naturales los estacionamientos se requiere que las paredes tengan vanos abiertos a la calle con un área no inferior al 15% de la superficie del piso correspondiente y que las aberturas estén distribuidas de tal forma que garanticen una circulación de aire en todo el recinto, si esto no ocurre calculamos la ventilación



Fig. 4 vista lateral de un estacionamiento a ventilar

Calculo de ventilación mecánica para estacionamientos
(1)
(2)

Donde:
P = volumen de aire a extraer [m3/(min·m2 de área de estacionamiento)]
n = numero de vehículos tomando en cuenta que cada vehículo ocupa 22m2 de área de estacionamiento
Asotano = área del sotano
EJERCICIOS


  1. El baño de una fuente de soda tiene un área de 20m2 y una altura de 3.4m en la fachada ESTE de ese baño tiene una ventana de 4m de largo y 50cm de alto considere el área libre de ventilación como 80% del área de ventana. Determine s requiere para el baño ventilación mecánica y en caso afirmativo determine la capacidad de ventilación.


ALvent = 0.8x(4m x 0.5m) = 1.6m2
Por norma Avent = 0.10x(20m2) = 2m2
Como 1.6 < 2 si necesito ventilacion mecanica
Por ART. 77 de gaceta oficial 4044 el # de cambios por hora = 10
Vaire = 3.4m x 20m x 20m = 68m3
V =68m3 x 10 cambios/hr = 680m3/hr
V =680m3/hr x 1hr/60min x (1pie)3/(0.3048m)3 =400.23pie3/min = 400.23pcm


  1. El sótano de un edificio tiene un área de 770m2 el cual será destinado a estacionamiento determine la cantidad de aire de renovación requerido


Asotano = 770m2



P = 0.8m/min x 770m2 = 616m2/min
P = 616 m2/min x (1pie)3/(0.3048m)3 = 21753.83 pcm


  1. un edificio destinado a oficinas tiene 12 niveles y en cada uno de ellos tiene 4 baños (sin ventilación natural), los cuales se comunican con un ducto vertical que termina en la azotea de tal forma que un ventilador extrae el aire de todos los baños, cada baño tiene un área de 4m2 la altura entre nivel es de 3m (piso a techo) determinar el caudal de aire que debe extraer el ventilador.

Abaño = 4m2
hbaño = 3m
Vbaño = Abaño x hbaño = 4m2 x 3m =12m3
Vtotal = Vbaño x Nº baños x Nº pisos
Vtotal = 12m3 x 4 baños x 12 pisos = 576m3
Por tabla Art. 77 de la gaceta oficial el nº de cambios/ hr = 10

V = 576m x 10cambio/1hr x 1hr/60min x 1pie3/(0.3048m)3 = 3390.20PCM

CARGAS TERMICAS

CONDICIONES PARA ESTIMAR LAS CARGAS TERMICAS


  1. EL LOCAL O AMBIENTE




  1. Orientación del local


Es la orientación de cada pared del local, esto quiere decir si esta al Norte, Sur, Este, Oeste, etc..


  1. estructuras o efectos de sombras próximas.


Si existe algún elemento que impide que la pared este expuesta a los rayos solares, como edificios árboles sombras de otras edificaciones etc..



  1. destino del local


Si el local es para uso comercial como: oficina, restaurante, tascas panadería, o para uso residencial como: apartamentos, casas etc…


  1. dimensiones


Se refiere a las medidas de cada pared, piso, techo, etc….


  1. saber donde hay columnas


Las columnas por lo general poseen vigas en su interior las cuales son un elemento que dificulta la colocación de accesorios ya que estas no pueden ser cortadas ni removidas de su sitio para pasar por allí un ducto.


  1. materiales de construcción.


Se refiere a los materiales con que están construidas las paredes, techos, pisos, puertas, etc...
Q = (3)


  1. ventanas


Las ventanas son una fuente directa de radiación solar al ambiente por ello se debe conocer el tipo de material, dimensiones, etc….


  1. puertas


Las puertas al igual que las paredes poseen un coeficiente de conductividad térmica U por ello se necesita conocer las dimensiones y el material.


  1. alumbrado


El alumbrado artificial produce cargas térmicas en el ambiente por ello hay que conocer la cantidad de lámparas instaladas en el ambiente a acondicionar al igual que el tipo de bombillo si es fluorescente o incandescente.


  1. motores


Hay ambientes que pueden tener motores que generan cargas por ello tiene que considerarse a la hora de efectuar los cálculos.
2. CARGAS EXTERIORES
2.1. Los rayos solares
Los rayos solares al incidir sobre las paredes, puertas y especialmente las ventanas producen calor el cual llega al ambiente por conducción a través de la pared o ventana trayendo como consecuencia el ascenso de la temperatura al ambiente
2.2. El aire fresco
El aire fresca esta a una temperatura superior a la que se desea que este el ambiente por tanto al inyectar aire fresco la temperatura tiende a subir por ello los equipos deben poder contrarrestar esta situación para que la temperatura del aire fresco no influya en la temperatura del ambiente.


  1. CARGAS INTERNAS




  1. Personas


Debido a la temperatura corporal y la sudoración las personas contribuyen al aumento de la temperatura y la humedad en un ambiente cerrado.

  1. equipos eléctricos


Los equipos eléctricos en su funcionamiento producen calor el cual contribuye al aumento de la temperatura del local, entre estos equipos tenemos: computadoras, televisores, cocinas eléctricas, calentadores de agua, neveras, planchas, etc….


  1. Alumbrado


Los bombillos generan calor por lo tanto tienden a subir la temperatura del ambiente dependiendo de la cantidad o el tipo de bombillo, si es incandescente o fluorescente.



  1. SITUACION DEL EQUIPO




  1. espacio disponible para colocar el equipo


Es necesario verificar que los equipos escogidos quepan en el espacio destinado para su colocación.


  1. punto eléctrico


Hay que estar pendiente que el equipo elegido trabaje con una corriente existente en el local o sea si el local posee 110v no se puede comprar equipos de 220v o mas y que el punto de conexión debe hallarse cerca del mismo a fin de evitar la nuevas instalaciones de cableados


  1. punto de drenaje


Debe existir cerca del equipo un drenaje por donde se va a desechas el condensado que produce le equipo y el agua sucia resultante de los mantenimientos del equipo


  1. ubicación de la entrada de aire fresco


Deben colocarse en un sitio abierto al exterior donde halla buena recepción del aire pero lejos de chimeneas, basureros, sitios donde se guarden químicos peligros, etc..


  1. puntos de agua blancas cerca de los equipos para mantenimiento.


El los mantenimientos se requiere de un punto de agua blanca cerca del equipo para lavar el recinto donde están colocados, filtros y las parte lavables del mismo a fin de eliminar polvo y moho que puede dar origen a bacterias que pueden contaminar el ambiente trayendo enfermedades.


  1. Acceso al equipo


Los equipos deben estar ubicados en sitios de fácil acceso por todos lados a fin de facilitar el mantenimiento y reparación del mismo.

CARGA SENSIBLE:
Es cualquier carga cuyo único efecto sobre las propiedades del aire en movimiento es una variación de la temperatura. Ejemplos: bombillo, cocina, nevera, computadora, televisor, etc…
CARGA LATENTE:
Es cualquier carga térmica que produce una variación en la humedad del ambiente a temperatura de bulbo seco constante. Ejemplo: el café, las personas, el aire seco.

Nota: Las personas poseen carga sensible y carga latente, aunque no se considera como netamente latente son capaces debido a la temperatura corporal de influir en la temperatura del ambiente.

AMBIENTE:
El ambiente es la unidad básica de calculo; (el sitio donde se determina la instalación).
CARGA TOTAL:
Cantidad de calor disipado por el sistema de aire acondicionado en un instante determinado.
DIA DE DISEÑO:
Es el día y la hora en que se produce para el sistema o ambiente considerado la máxima carga térmica.
DIA CRÍTICO DE DISEÑO:
Es el día de mayor incidencia del sol hacia la tierra, en este día a la hora la tierra esta mas cerca del sol provocando un aumento de temperatura que esta por encima de cualquier día del año, esto se debe al movimiento de traslación de la tierra como describe un trayectoria elíptica en unos puntos que en Venezuela coinciden con los meses de marzo y septiembre se registren la máxima temperatura además los días son mas largos por lo que hay una mayor exposición al sol.
ORIENTACION:
Es la orientación de la pared, si es norte, sur, Este, oeste, etc….
FECHA:
Es la fecha en la cual se produce las máximas temperaturas en el año.
HORA:
Es la hora en la que hay mayor incidencia solar.
TABLA 1-1 DIA CRITICO DE DISEÑO PARA VENEZUELA
ORIENTACIONFECHAHORANorteJunio 214:00 PMNoresteJunio 2110:00 AMEsteSeptiembre 21

Marzo 2110:00 AMSuresteDiciembre 2110:00 AMSurDiciembre 2112:00 PMSuroesteDiciembre 214:00 PMOesteSeptiembre 21

Marzo 214:00 PMNoresteJunio 214:00 PM

NORMAS PARA DIA CRÍTICO DE DISEÑO


  1. Si las áreas de vidrios en la orientación Este son mayores del 20% de las áreas totales de pared exterior en esa misma orientación se debe agregar Septiembre, Marzo 21 a las 8:00 AM.




  1. Si por lo menos el 30% del área del techo es insolada se debe agregar las 4:00 y 6:00 PM del mismo día.



CLASIFICACION DE LAS CARGAS
CARGAS SENSIBLES INTERNAS: producen variaciones en la temperatura


  1. Radiación solar, conducción, convección, radiación combinada por techos y paredes exteriores.




  1. Conducción y convección por vidrios interiores, exteriores, techos pisos paredes y puertas interiores.




  1. Cargas internas




  1. Iluminación




  1. Equipos




  1. Personas




  1. Infiltración de aire



CARGAS LATENTES INTERNAS: producen variaciones en la humedad

Calentadores de agua

Cafeteras


  1. Equipos



  1. Personas: desprenden humedad al aire al sudar o hablar.




  1. Infiltración de aire



INFILTRACION:
La infiltración es el aire que entra por las ranuras de la puerta, ventanas y al abrir la puerta cuando se entra o sale del ambiente.
Se sabe que hay infiltración cuando:
PCMinfiltración > PCMaire fresco
Si la presión interna del recinto es (+) la presión externa debe ser (-).
CARGAS SENSIBLE EXTERNA:


  1. Aire fresco.




  1. Los ventiladores de la unidad de acondicionamiento.




  1. La ganancia térmica de los conductos.


CARGAS LATENTE EXTERNA:


  1. Aire fresco.



CALOR POR RADIACION
(4)
Donde:
QR = Calor por radiación [BTU/hr]

IM = Irradiación directa [BTU /(hr *ft2 vidrio)]

AVI = Área de vidrio insolada [ft2]

Id = Radiación difusa [BTU/hr*ft2]

AVS = Área de ventana a la sombra [ft2]

FM = Factor de implemento de sombra (tabla 16 Pág. 1-52 carrier)

FA = Factor de almacenamiento (tabla 11 Pág. 1-34 carrier)

Angulo de altitud solar

Z = Azimut solar
(5)
Donde:
A = ancho de la ventana.

B = altura de la ventana.

X = sombra producida por el alero.

Y = sombra producida por la pared.
(6)
Es el Angulo que un rayo directo del sol forma con la horizontal en un lugar particular de la superficie de la tierra.
Z = (Azimut) es el ángulo que forma la proyección horizontal de un rayo directo del sol con la orientación norte.
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