Carga Termica en un Techo de Tejas

Techo de Tejas

CALCULO DE PERDIDAS EN DUCTOS

Tabla de Calculos

DETALLES DE INSTALACION DE DUCTOS

Instalación de ductos

Los métodos de instalación deben apegarse a las normas que se relacionan con el diseño, construcción, mantenimiento y ahorro de energía eléctrica; por lo que se requiere mencionar la importancia de éstos, ya que se deben utilizar en todas las instalaciones de acondicionamiento de aire, refrigeración y ventilación mecánica, de acuerdo a su ubicación, especialidad y capacidad.

Un Ducto es un aditamento estructural cuya función primaria es transportar el aire entre puntos específicos, el ducto debe realizar este trabajo llenando ciertas características y apoyándose en diversos elementos tales como lámina, refuerzos, juntas, sellos y soportes.

Práctica y teóricamente un ducto debe proyectarse considerando los siguientes puntos:Estabilidad funcional (deformación y deflexión), que contenga y retenga el aire que va a ser transportado, vibración, generación y transmisión de ruido, exposición a maltrato, condiciones climatológicas extremas, soportación.

Además se debe tomar en cuenta las presiones diferenciales a través de los ductos de mampostería, perdidas por fricción, velocidad del aire e infiltración. Como partes integrantes de un sistema de ductos también es conveniente considerar el aspecto económico para la mejor selección de las medidas con el objeto de que el diseño de un ducto sea el más adecuado.

Con los diferentes métodos de diseño de ductos (igual fricción, recuperación estática, reducción de velocidad, presión total, etc.) y los diferentes tipos de sistemas disponibles.Los conductos de distribución de aire acondicionado deberán ser construidos según recomendaciones de SMACNA y deberán ser instalados conforme al Standard ASHRAE/NFPA 90.

Ductos
Todos los ductos de lámina galvanizada deben construirse de acuerdo con los estándares para construcción de ductos para aire acondicionado de Smacna, edición 1985; los ductos deben construirse con lámina galvanizada para engargolar, de primera calidad de los calibres que a continuación se indican, dependiendo de las dimensiones del ducto:

Ductos rectangulares

Ductos redondos

• Cuando el ducto lleve aislamiento interior, las medidas indicadas se considerarán netas y, por lo tanto, las dimensiones deben incrementarse en el doble del espesor del aislamiento en ambas direcciones.
• El interior de los ductos debe ser liso.
• Todas las caras de los ductos mayores de 12” serán reforzadas con venteos o ranuras verticales.
• Los codos a 90° deben construirse con un radio de 1.5, solo en condiciones extraordinarias se aceptarán codos con radio de 1.
• Los codos cuadrados podrán ser utilizados, siempre y cuando se instalen deflectores de acuerdo a los estandares SMACNA
• Las salidas para conexiones con ducto flexible a difusores o rejillas deben hacerse con conexiones cónicas o rectas tipo cola de paloma.
• En todos los casos debe instalarse una compuerta de mariposa en cada salida.
• Los soportes de los ductos se instalarán bajo los estándares SMACNA 1985.
• Los soportes para ductos horizontales bajo losa de concreto, podrán ser de tira o tipo trapecio de ángulo y varilla roscada. Los soportes se espaciarán 2.44 m
• El amarre con la losa se hará con ancla roscada para los soportes tipo tira y con taquete expansores para los soportes tipo trapecio.
• Los ductos de inyección deben ir aislados en su totalidad.
• Los ductos de retorno sólo se aislaran cuando pasen por áreas no acondicionadas o cocinas, o expuestos a la intemperie.
• El aislamiento de ductos será de fibra de vidrio de 24.5 mm (1”) y una libra por pie cúbico de densidad, con forro exterior de hoja de aluminio montada en papel “kraft”, o equivalente, traslapes de 4 cm, fijado a los ductos con sellador adhesivo.
• Dimensiones del aislamiento:25.4mm (1”) para ductos interiores.51mm (2”) para ductos exteriores (independientemente del recubrimiento).

Accesorios para la inastalacion de ductos

NPSH

NPSH

NPSH (Net Positive Sucetion Head)
NPSH es un acrónimo de Net Positive Suction Head. Por definición el NPSH es la altura total de carga a la entrada de la bomba, medida con relación al plano de referencias, aumentada de la altura correspondiente a la presión atmosférica y disminuida de la altura debida a la tensión de vapor del líquido.La NPSH es un parámetro importante en el diseño de un circuito: si la presión en el circuito es menor que la presión de vapor del líquido, éste entrará en ebullición, produciéndose el fenómeno de cavitación, que puede dificultar o impedir la circulación de líquido, y causar daños en los elementos del circuito.Hay Que tener presente dos conceptos:
NPSR (Requerido)
Presión absoluta mínima en el oído del impulsor que garantiza un flujo sano en el interior de la bomba. Es un dato básico característico de cada tipo de bomba, variable según el modelo y tamaño y condiciones de servicio, por tanto es un dato facilitan los fabricantes.
NPSH (Disponible)
Presión absoluta total en el oído del impulsor como resultado final de la aspiración especifica de las condiciones de la instalación. Es función de la instalación e independiente del tipo de bomba.El conocimiento del NPSHd por el instalador es fundamental para la elección adecuada de la bomba y evitar así posibles fracasos. En el caso de un proyecto, el cálculo del NPSHd se efectuará mediante la aplicación de la siguiente fórmula:

Donde:

Patm = presión atmosférica (m.)

Hg = altura geométrica de aspiración (m.)

Hf = perdidas de carga por ficción (m)Ha = perdidas de carga por accesorios (m)

Tv = tensión de vapor (m)

Todos estos datos pueden obtenerse fácilmente por cálculo o por conocimiento de la instalación.
En el caso de un ensayo en banco de pruebas se obtendrá e! NPSHr con ayuda de la relación:

Siendo:Hz = Presión absoluta mínima necesaria en la zona inmediata anterior a los alabes.V2/2g = Carga cinética correspondiente a la velocidad de entrada del liquido en la boca del impulsor.La NPSH disponible debe ser mayor que la NPSH requerida para evitar la cavitación. Las causas más frecuentes de que esta condición no se cumpla son dos:- Aumento de la pérdida de carga en la línea de aspiración, bien por obstrucción de la tubería, bien por funcionamiento de la bomba con la válvula de aspiración semicerrada.- Aumento de la presión de vapor del líquido al aumentar su temperatura, por ejemplo si el líquido a bombear se refrigera previamente, y esta refrigeración falla.En términos prácticos el NPSHr puede considerarse como la perdida de carga motivada por la eficiencia de fabricación de la bomba. Para un funcionamiento correcto de una instalación se verificará siempre que:
NPSHd >= NPSHr
La altura de aspiración geométrica (Hg) se calcula entonces por la expresión:

A pesar de cumplirse la condición anterior en la que NPSHd >> NPSHr puede presentarse algún fenómeno de cavitación, al reducir el caudal bombeado a limites en los que se produce una recirculación en el oído del impulsor que puede provocar localmente una disminución de presión, inferior a la tensión del vapor del liquida.

Demandas de cargas de enfriamiento

Demanda de Cargas de Enfriamiento
Se debe ser cuidadoso al escoger el sistema de acondicionamiento de aire, para no sobrepasar el tamaño o capacidad de lo que en realidad se necesita, porque los sistemas sobre diseñados o sea de mayor tamaño tiene menor eficiencia, además estos sistemas pueden dar un mando pobre sobre le control de la humedad y variaciones grandes de temperaturas.
El sistema debe ser clasificado con un tamaño correcto, calculando las cargas con precisión para que así el sistema puede remover las cargas tanto externas (sol, entradas de aire) y las internas (iluminación, ocupantes, cargas de tapón, etc.). Dentro de las cargas de tapón se incluye cualquier equipo eléctrico, en los edificios comúnmente son computadoras, copiadores y otros equipos relacionados, lo que corresponde típicamente al 15 o 20% de la carga total de enfriamiento, la proliferación de estos equipos se ha vuelto preocupante, por esto se presentan varias alternativas al momento de calcular la carga de estos equipos:
1) Usando información basada en el uso y ocupación del sistema.
Esta opción no es a menudo utilizada, porque en el diseño de edificios se toman decisiones que pueden variar hasta después de la construcción.
2) Usando los datos de la placa del fabricante.
Esta opción tiene uso limitado para el equipo de oficina, ya que algunos de estos equipos no presentan una información detallada, por esto ASHRAE recomienda un factor de 4.4 watt por pie cuadrado.
3) Datos en base a la experiencia del diseñador.
Esta es la técnica mas común, aquí las asunciones oscilan entre 2 a 5 watt por pie cuadrado.
Estudios recientes han demostrado que la información descrita en las placas no es la que generalmente representa al equipo, comúnmente esta entre el 20 a 50 % de este valor.
La suma de estos datos de placas pueden alcanzar valores de cargas excesivamente grandes e irreales, por esto se utilizan valores obtenidos en estudios sobre el consumo estimado o real, lo que da valores menores de carga, y por ende menores dimensiones del equipo lo que se refleja directamente en menor consumo de energía eléctrica.

RTS (calculos de cargas)

Una Nueva Forma Para Calcular las Cargas de Refrigeración

En este articulo se da una introducción al RTS, método desarrollado por ASHRAE, el tiene como meta mejorar la exactitud del cálculo de cargas de refrigeración, conservando algunas técnicas anteriores así como el juicio y apreciación del ingeniero.
Desde el principio de los estudios de la climatización los ingenieros han reconocido que el calculo de las cargas de refrigeración no es un proceso sencillo, ya que la actuación de las diferentes fuentes de calor no es estable ni uniforme, las cargas de enfriamiento pueden darse ya sea por conducción, convección o radiación, también pueden ser cargas ya sea internas o externas; las cargas internas pueden variar dependiendo de la ocupación del lugar, de la cantidad de artefactos en uso y por varias razones mas, mientras que las cargas externas varias según las horas y el día, pues la principal fuente de calor es el sol, el cual aporta cargas ya sea por radiación a través de los vidrios, o por conducción a través de techos y paredes, los materiales utilizados en la construcción también influyen el los cálculos.
Debido a la diversidad y formas de las cargas de refrigeración se han utilizado muchos métodos tratando de involucrar la situaciones reales basándose en asunciones, lo que los limita en ciertas condiciones; por esto ASHRAE propone un nuevo método simplificado, el método RTS (radiant time series). Este método toma en cuenta cada componente de las cargas, ya sea las luces, las personas, las paredes, los tejados, las ventanas, los aparatos, y otros, básicamente sigue los siguientes pasos:
1) Calculo de un perfil de 24 horas de la ganancia de calor un día designado.
2) Las ganancias de calor radiantes, y las partes conectivas.
3) El retraso en tiempo de las cargas radiantes.
4) La suma de la ganancia de calor por transmisión y el retraso de la radiación para componente.
5) Después de calcular las cargas para cada componente durante cada hora, se suma para sacar un total de cada hora, y se selecciona la carga mayor.
El retraso de la radiación depende del tipo de construcción utilizada, la construcción más pesada extiende la ganancia de calor fuera durante un tiempo más largo, la construcción más ligera responde más rápidamente. Este método utiliza graficas de las cuales se sacan los valores RTS estos datos son determinados resolviendo una serie de ecuaciones de equilibrio de calor básicas simultáneamente para calcular la carga refrescante durante cada hora que sigue un pulso de la unidad de ganancia de calor radiante a un espacio específicamente definido, en teoría, cada espacio tiene una única curva de retraso de tiempo basó en la construcción física específica de ese espacio y la relación de la fuente de calor a cada superficie en el cuarto.
Afortunadamente, la variación en los valores de RTS es principalmente el que dependa de la masa del espacio y diferencias debido a otros factores tiene un impacto relativamente pequeño.
Los datos de RTS para la construcción son fácilmente comparables, mientras permitiéndole al ingeniero evaluar el impacto de hacer las asunciones diferentes con respecto a las características del edificio cuando esas características no se han definido todavía totalmente en el proceso del plan. La RTS se usa para convertir la porción radiante de ganancias de calor de cada hora.
Además del retraso de tiempo debido a la absorción de energía radiante dentro de un espacio, los retrasos de tiempo ocurren también en la conducción de energía a través de las superficies macizas como las paredes y tejados.
La ganancia de calor de conducción ocurre debido a la diferencia de temperatura entre la temperatura de la superficie externa y dentro de la temperatura de una pared o tejado. Ese traslado de calor de conducción se retarda por la masa de las varias capas de la construcción que comprenden la pared o tejado. Esas capas deben absorber la energía dirigida antes de su temperatura sube y el calor se dirige adelante a la próxima capa. Afortunadamente, esto puede caracterizarse por una curva " de retraso " de tiempo similar a las curvas de RTS.
El método de RTS, aunque en concepto es simple, requiere muchos los cálculos repetitivos. Como dos de sus predecesores métodos anteriores, RTS se hace mejor con la ayuda de una computadora. Los cálculos involucrados son bastantes simples de ser resuelto con una hoja de cálculo.