CALCULOS DE DISEÑO DE DUCTOS

Refrigeración y Aire Aire Acondicionado

Personal

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA UNI-RUPAP CARRERA DE INGENIERIA MECANICA I Examen Parcial

“Cálculos de Diseño de Ductos ”

Elaborado por:

Docente:

Correo: [email protected] Grupo:

5M1-MEC

PROYEC TO

“CALCULOS DE DISEÑO DE DUCTOS.”

ÍNDICE

pág.

1- Introducción………………………………………………………

4

2- Ob Objetivos………………………………………………………….

6

2- Desarrollo…………………………………………………………

5

Carga de Enfriamiento I…………………………………….

7







Carga de Enfriamiento II…………………………………… 



19

Ganancia Por Personas

Carga de Enfri friamiento IV………………… ……………………… …………. 

15

Ganancia Por Techo

Carga de Enfriamiento III…………………………………… 



Ganancia Por Pared

22

Ganancia Por Equipo

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

“ REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO”.

2

PROYEC TO




Carga arga de Enfr Enfriiam amie ient ntoo V……… V…………… ………… ………… ………… ………… ………… ……

23

Ganancia Por Alumbrado



Can anti tida dad d De De Difus ifusor ores es…… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ……..

26

Tabla con resumen de carga de enfr nfriamiento nto

…………… …………………… …………………

29

 Calculos

y diseño del ducto ……………………………………

30

Perdi dida dass  Per

de de pre presi sión ón en du duct ctos os ………… ……………… ………… ………… ………… ……… …

32





 

Perd Perdid idas as de pr pres esió iónn line lineal al ………… ……………… ………… ………… …… Perd Perdid idaas de de pre presi sión ón po porr acc acces esor orio ioss ……… …………… ……… …

Elecci cion on de dell  Elec

Vent Ventil ilad ador or ………… ……………… ………… ………… ………… ………… ………… ……



Conclusión………………………………………………………



Bibliografía……………………………………………………..


33 34 35


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INTRODUCCIÓN El Aire Aire Acondi Acondicio cionado nado es un proceso proceso combin combinado ado que realiz realizaa muchas muchas funcion funciones es simultáneamente. Está compuesto de varios factores como son: el aire transportado y su introducción al espacio a acondicionar. El aire acondicionado permite controlar los parámet parámetros ros del amb ambien iente te interi interior or de un espaci espacioo especí específic ficoo den dentro tro de los lím límite itess requeridos.

Muchos sistemas de aire acondicionado ejecutan las siguientes funciones:

1- Proveer un ambiente refrescante produciendo un área de confort. 2- Condicionar el aire suficiente para calentar o enfriar, humedecer o deshumedecer, limpiar y purificar, y disminuir algún ruido ofensivo producido por el equipo. 3- Distribuir todo el aire por medio med io de varias puertas de salida 4- Controlar y mantener los parámetros del interior como: temperatura, humedad, limpieza, cantidad de ruido, y la diferencia de presión entre el interior y el exterior dentro de los límites permisibles.

El acondicionamiento de un edificio gana calor debido a varias fuentes. La temperatura y la humedad del aire deben mantenerse a un nivel confortable, se debe extraer calor para compensar las ganancias a mencionar en el siguiente trabajo. A la cantidad de calor neta retirada se le conoce como carga de enfriamiento.

Los sistemas de aire acondicionado se pueden dividir según la necesidad:



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1- Para Sala individual 2- Evaporador-congelador 3- Deshumedecedor 4- Almacenamiento térmico 5- Limpieza de sala 6- Acondicionamiento de un espacio

Los cálculos de la carga de enfriamiento se basan en los principios de transferencia de calor. Con una mayor exactitud en los cálculos podemos tener un equipo que va a ser de tamaño pequeño con respecto a las necesidades presentadas y con mayor eficiencia energética para el recinto.

Los componentes que constituyen las ganancias de calor en recintos son:

1- conducción a través de techos, paredes, y vidrios al exterior. 2- A través de divisiones internas, cielos rasos y piso. 3- Radiación solar a través de vidrios. 4-Alumbrado, persona, equipos. 5- Infiltración de aire por aberturas.



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Objetivo General 1- Expresar mediante este proyecto la necesidad de calcular la carga de enfriamiento para la selección de los equipos adecuados al recinto de la Empresa PIPASA.

2- Explicar el funcionamiento y métodos para la realización del proyecto de calculara la carga de enfriamiento dentro de un local.

Objetivo Específico 1- Calcular la carga de enfriamiento del recinto de dicha empresa.

2- Seleccionar el equipo adecuado para su previa instalación.

3- Diseñar un plano donde irán ubicados los equipos que conforman el sistema de aire acondicionado.



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CARGA DE ENFRIAMIENTO I

Como primer paso procederemos a calcular la carga de enfriamiento de toda el área, pero ya que el área pertenece a un complejo de pasillos y oficinas la carga varía en dependencia del análisis de cada sector, es por ello que para el cálculo se dividirá toda el área en sectores de estudio. Estos sectores serán: 

Departamento legal



Contraloría



Oficina



Servidor Principal



Control interno



Pasillo Principal.

Ganancia Por Pared 1) Departamento legal. Pérdida de pared: UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA


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Según los planos en esta sección están expuestas las paredes C´-A Y A-B. Tomando en cuenta que el recinto esta dentro de en perímetro interno o división interna tendremos que:

Datos. U: 0.3982 BTU/hrft2º F (Covintec + yeso). DT: 18º F (30º C-20º F): 10º C ≈18º F. C´-A.

A-B

A: 55.38FT

A: 64.61FT

Q: U x A x DT.

Q: 0.3982 x 64.61 x 18.

Q: 0.3982 x 5.5.38 x 18.

Q: 463. 13 BTU/HR.

Q: 396.9747 BTU/HR. Q: 463.13+396.97= 860.10 BTU/HR.

2) Contraloría

Pared b-c

Pared c-d

A= (1.05 * 2.8)= 2.94m2= 32.30ft2

A=3.6*2.8=10.08m2 A= 110.76ft2

Q= U*A*DT Q= 0.3982*32.3*18 Q= 231.51 Btu/hr UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

Q= U*A*DT Q= .398*110.76*18 Q= 793.88 Btu/hr “ REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO”.

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QTotal= (231.51+793.88) Btu/hr= 1025.45 Btu/hr

3) Oficina

4) Servidor Principal

Pared d-e

Pared e-f

A= (1.8*2.8)= 5.04m2=55.38ft2

A= (1.8*2.25)= 6.3m2

A= =69.23ft2 Q= U*A*DT

Q= U*A*DT

Q= 0.3982*55.38*18

Q= 0.3982*69.23*18

Q= 396.97 Btu/hr

Q= 496.21 Btu/hr

5) Control Interno

Pared i-j

A= (3.15*2.8)= 8.82m2=96.92ft2

Pared j-k

A= (2.1*2.8)= 5.88m2 A= =64.61ft2



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Q= U*A*DT

Q= U*A*DT

Q= 0.3982*96.92*18

Q= 0.3982*64.61*18

Q= 694.68 Btu/hr

Q= 463.09 Btu/hr

QTotal= (694.68+463.09) Btu/hr= 1157.58 Btu/hr 6) Pasillo Principal Para calcular las pérdidas por pared de esta área seguiremos retomando el área de pared que esté en el perímetro. Pared f-g

Pared g-h

A= (0.83 * 2.8)= 2.324m2= 25.53ft2

A= 0.75*2.8=2.1m2 A= 23.07ft2

Q= U*A*DT

Q= U*A*DT

Q= 0.3982*25.53*18

Q= 0.398*23.07*18

Q= 182.98 Btu/hr

Q= 165.35 Btu/hr

Pared h-i A= (5.1 * 2.8)= 14.28m2= 156.9ft2

Pared k-l A=13.03*2.8=36.4m2 A= 400.62ft2

Q= U*A*DT Q= 0.3982*156.92*18 Q= 1124.73 Btu/hr

Pared l-m UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

Q= U*A*DT Q= 0.3982*400.92*18 Q= 2873.6341 Btu/hr

Pared m-n “ REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO”.

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A= (7.5* 2.8)= 21m2= 230.76ft2

A= (3.6*2.8)=10.08m2 A= 110.76ft2

Q= U*A*DT Q= 0.3982*230.76*18 Q= 1654.06 Btu/hr

Pared n-ñ A= (1.35* 2.8)= 3.781m2= 41.53ft2

Q= U*A*DT Q= 0.3982*110.76*18 Q= 793.94 Btu/hr

Pared ñ-o A= (2.25*2.8)=6.3m2 A= 69.23ft2

Q= U*A*DT

Q= U*A*DT

Q= 0.3982*41.53*18

Q= 0.3982*69.23*18

Q= 297.67 Btu/hr

Q= 496.2184 Btu/hr

Pared o-p A= (9.15* 2.8)= 25.62m2= 281.53ft2

Pared p-q A= (2.25* 2.8)= 6.3m2 A= 69.23ft2

Q= U*A*DT

Q= U*A*DT

Q= 0.3982*281.53*18

Q= 0.3982*69.23*18

Q= 2017.95 Btu/hr

Q= 496.21 Btu/hr

Pared q-r

A= (1.8* 2.8)= 5.04m2= 55.38ft2

Pared r-s

A= (3* 2.8)= 8.4m2 A= 92.30ft2



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Q= U*A*DT

Q= U*A*DT

Q= 0.3982*55.38*18

Q= 0.3982*92.30*18

Q= 396.97 Btu/hr

Q= 661.62 Btu/hr

Pared s-t A= (3.3* 2.8)= 9.24m2= 101.53ft2 Q= U*A*DT Q= 0.3982*101.53*18 Q= 727.78 Btu/hr

Pared t-u Esta es la única pared que está con la cara al exterior es por ello que debe calcularse de la siguiente manera: Q= U*A*DTCE Donde: DTCE= [(Dtce+LM)*k+ (78-tR )+ (t0-85)]*f Y esta pared tiene las siguientes dimensiones:

A= (3.15* 2.8)= 8.82m2= 96.92ft2

- Según la tabla 6.2 el Dtce para esta pared será:13 Orientación: Al Norte Horario Solar: 2:00 p.m. del 21 de Abril de 2010 - Con la tabla 6.3 se determina el grupo de la pared: Grupo E:

Bloque de 4inch

U=0.319 Btu/hr ft2ºf

Concreto de 4inch

U=0.585 Btu/hr ft2ºf



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U=0.904 Btu/hr ft2ºf Ahora LM: Con K=1 y F=1 Según tabla 6.4 LM=0.5

Ahora para calcular las temperaturas: t0= TBS-RD/2 donde RD es igual a 13.5 para el mes de Abril t0= 37ºC – 13.5/2=30.25ºC=86.45ºF

tR = Temperatura de diseño será de 20ºC=68ºF

DTCE= [(Dtce+LM)*k+ (78-t R )+ (t0-85)]*f

DTCE= [(13+0.5)*1+ (78-68)+ (86.45-85)]*1

DTCE=24.95ºF ≈ 25ºF

Ahora calculamos la ganancia: Q= U*A*DTCE Q= 0.904*96092*25 Q= 2190.392 Btu/hr



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Pared u-v A= (7* 2.8)= 19.6m2= 215.38ft2

Pared v-w A= (15.45* 2.8)= 43m2 A= 475.38ft2

Q= U*A*DT

Q= U*A*DT

Q= 0.3982*215.38*18

Q= 0.3982*475.38*18

Q= 1543.79 Btu/hr

Q= 3407.36 Btu/hr

Pared w-x A= (3.33* 2.8)= 9.33m2= 102.46ft2

Pared x-y A= (1.2* 2.8)= 3.36m2 A= 36.92ft2

Q= U*A*DT

Q= U*A*DT

Q= 0.3982*102.46*18

Q= 0.3982*36.92*18

Q= 734.4 Btu/hr

Q= 264.64 Btu/hr

Pared y-z A= (5.25* 2.8)= 14.7m2= 161.53ft2

Pared z-a* A= (8* 2.8)= 22.4m2 A= 246.15ft2

Q= U*A*DT

Q= U*A*DT

Q= 0.3982*161.53*18

Q= 0.3982*246.15*18

Q= 1157.78 Btu/hr

Q= 1764.30 Btu/hr

Pared a*-b*

A= (0.66* 2.8)= 1.848m2= 20.30ft2 UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA


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Q= U*A*DT Q= 0.3982*20.3*18 Q= 145.5 Btu/hr

Ahora la suma de todos las Q del Pasillo Principal:

QTotal=23097.2745 Btu/hr

CARGA DE ENFRIAMIENTO II

Ganancia Por Techo 1) Departamento Legal Para calcular el DTCE nos remetimos a la tabla 6.1 tomamos del tipo de techo número 3 el cual tiene un valor DTCE=48 a las 14h=2 p.m.

LM según tabla 6.4 a una latitud de 12º para Nicaragua, con orientación Norte y para el mes de Abril LM=0.5

t0= TBS-RD/2 donde RD es igual a 13.5 para el mes de Abril



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t0= 37ºC – 13.5/2=30.25ºC=86.45ºF

tR = Temperatura de diseño será de 20ºC=68ºF

DTCE= [(Dtce+LM)*k+ (78-t R )+ (t0-85)]*f

DTCE= [(48+0.5)*1+ (78-68)+ (86.45-85)]*1

DTCE=60ºF

Para encontrar U nos remitimos a la tabla A.7 y seleccionamos techo y cielo raso terminado con cubierta de acero con aislamiento: U=0.17 Btu/hr ft2 A= 3.78m2

Entonces:

Q= U*A*DT Q= 0.17*41.538*60 Q= 423.606 Btu/hr 2) Contraloría

Para todos los demás locales tendremos los mismos valores solo que con áreas diferentes:



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Datos DTCE=60ºF U=0.17 Btu/hr ft2 t0=68ºF tR =86.45ºF K=1 para techo oscuro F=1 techo sin ventilación de cielo raso A=10.62m2

Q= U*A*DT Q= 0.17*112.74*60 Q= 1150.02 Btu/hr

3) Oficina Datos DTCE=60ºF U=0.17 Btu/hr ft2 t0=68ºF tR =86.45ºF K=1 para techo oscuro F=1 techo sin ventilación de cielo raso A=5.13m2



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Q= U*A*DT Q= 0.17*56.37*60 Q= 575.01 Btu/hr

4) Servidor Principal Datos DTCE=60ºF U=0.17 Btu/hr ft2 t0=68ºF tR =86.45ºF K=1 para techo oscuro F=1 techo sin ventilación de cielo raso A=6.41m2 Q= U*A*DT Q= 0.17*70.43*60 Q= 718.486 Btu/hr

5) Control Interno Datos DTCE=60ºF U=0.17 Btu/hr ft2 t0=68ºF tR =86.45ºF



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K=1 para techo oscuro F=1 techo sin ventilación de cielo raso A=6.6m2 Q= U*A*DT Q= 0.17*72.55*60 Q= 740.02 Btu/hr

6) Pasillo Principal DTCE=60ºF U=0.17 Btu/hr ft2 t0=68ºF tR =86.45ºF K=1 para techo oscuro F=1 techo sin ventilación de cielo raso A=81.739m2

Q= U*A*DT Q= 0.17*898.23*60 Q= 9161.95 Btu/hr

CARGA DE ENFRIAMIENTO III

Ganancia por personas UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA


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1) Departamento Legal Como sabemos que la ganancia de calor por persona está dada por la suma del calor sensible y latente, entonces: Qs= qs*n*FCE Ql= ql *n Donde: Qs y Ql Ganancia de calor sensible y latente qs y ql Ganancia de calor sensible y latente por persona n

Número de personas

FCE

Factor de carga de enfriamiento para las personas

Qs= qs*n*FCE

Donde: qs= 255 Btu/hr según tabla 6.11 ql= 255 Btu/hr según tabla 6.11 En esta área trabajan dos personas por tanto, n=2 FCE=1 suponiendo que el aire se apaga por la noche.

Entonces: Qs= 255*2*1=510 Ql= 255*2 =510 Q= Qs+ Ql= 1020 Btu/hr UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA


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2) Contraloría En esta área laboran dos personas por lo tanto, n=2 Entonces tendríamos que: Qs= 255*2*1=510 Ql= 255*2 =510 Q= Qs+ Ql= 1020 Btu/hr

3) Oficina En esta área labora solo una persona pero por su trabajo la mayor parte del tiempo atiende a un cliente en su oficina entonces, tomamos que n=2 Entonces tendríamos que:

Qs= 255*2*1=510 Ql= 255*2 =510 Q= Qs+ Ql= 1020 Btu/hr

4) Servidor Principal En esta área labora solo un ingeniero por lo tanto, n=1 Qs= 255*1*1=225 Ql= 255*1 =225 Q= Qs+ Ql= 510 Btu/hr

5) Control Interno En esta área laboran dos personas por tanto, n=2 UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA


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Qs= 255*2*1=510 Ql= 255*2 =510 Q= Qs+ Ql= 1020 Btu/hr

6) Pasillo Principal En esta área laboran ocho personas pero un promedio de tres personas circulan por este pasillo de manera constante, ya sea para ingresar a otra oficina o para permanecer en espera, por lo tanto, n=11 Entonces: Qs= 255*11*1=2805 Ql= 255*11 =2805 Q= Qs+ Ql= 5610 Btu/hr

CARGA DE ENFRIAMIENTO IV

Ganancia Por Equipo En esta parte se evaluó que el local posee los siguientes equipos: 1- Computadoras de escritorio 2- Fotocopiadora 3- Servidor Principal

1) Departamento Legal Según la información recopilada una computadora genera 1020Btu/hr y en este local hay un PC por lo tanto Q= 1020 Btu/hr



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2) Contraloría En esta área se encuentra dos computadoras por lo tanto

Q= 2040 Btu/hr

3) Oficina En esta área solo hay una computadora entonces Q= 1020 Btu/hr

4) Servidor Principal En esta área hay una PC para monitorear y un servidor, el cual opera toda la red de comunicación de toda la empresa. Se estima que la generación de calor de dicho servidor puede estar en 2040 Btu/hr. Por lo tanto: 1 PC= 1020 Btu/hr 1 Servidor= 2040 Btu/hr

Por lo tanto Q= 3060 Btu/hr

5) Control Interno En esta área están dos computadoras Q=1020*2=2040 Btu/hr

6) Pasillo Principal Dentro de esta área hay cubículos y las seis personas que laboran tienen una computadora, sumado a esto, hay un área de fotocopiado, donde está una fotocopiadora entonces… Q=1020*8=8160 Btu/hr Se estima que la fotocopiadora genera 3060 Btu/hr entonces Q=8160 Btu/hr+3060 Btu/hr=11260 Btu/hr CARGA DE ENFRIAMIENTO V UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA


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Ganancia Por Alumbrado Las Lámparas utilizadas en esta empresa comprenden un juego de dos lámparas de 40 Watts c/u, por lo tanto, cada juego equivale a 80 Watts, Donde están instaladas 30 Lámparas que están distribuidas de la siguiente manera:

1) Departamento Legal Para calcular la carga generada por el alumbrado será a través de la siguiente expresión: Q= 3.4*W*FB*FC Donde: FB=1.25 para lámparas fluorescentes FCE=1

Tomando en cuenta que en esta área hay dos juegos equivalen a: 80*2= 160 watts Entonces:

Q=3.4*160watts*1.25*1=680 Btu/hr

2) Contraloría Q= 3.4*W*FB*FC Donde: FB=1.25 para lámparas fluorescentes FCE=1 Tomando en cuenta que en esta área hay dos juegos equivalen a: 80*2= 160 watts



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Entonces:

Q=3.4*160watts*1.25*1=680 Btu/hr

3) Oficina Q= 3.4*W*FB*FC Donde: FB=1.25 para lámparas fluorescentes FCE=1 Tomando en cuenta que en esta área hay dos juegos equivalen a: 80*2= 160 watts Entonces:

Q=3.4*160watts*1.25*1=680 Btu/hr

4) Servidor Principal Q= 3.4*W*FB*FC Donde: FB=1.25 para lámparas fluorescentes FCE=1 Tomando en cuenta que en esta área hay un juego equivalen a: 80 watts Entonces:

Q=3.4*80watts*1.25*1= 340 Btu/hr

5) control Interno Q= 3.4*W*FB*FC Donde: FB=1.25 para lámparas fluorescentes FCE=1 Tomando en cuenta que en esta área hay dos juegos equivalen a: 80*2= 160 watts



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Entonces:

Q=3.4*160watts*1.25*1=680 Btu/hr

6) Pasillo Principal Para iluminar esta área se utiliza 21 juegos de lámparas entonces: 21*80= 1680 Watts Q= 3.4*W*FB*FC Donde: FB=1.25 para lámparas fluorescentes FCE=1 Entonces:

Q=3.4*1680watts*1.25*1=7140 Btu/hr

Método para calcular la cantidad de difusores que lleva cada Seccion 1) Departamento Legal. Q: 4003.706 BTU/H

Q: 1.1 CFM DT AT: 98.7ºF-78ºF: 20.6ºF

CFM: (4003.706 BTU/H):176.69 CFM 1.1 (20.6ºf)



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El NC recomendado para oficina ejecutiva: 30-40 curva. El radio máximo de difusión que se permite 1.05m=3.465ft Según tabla 10.4. Un difusor de 6” CM 200 CFM radio del difusor 4-8ft NC: 31 Tendrá un difusor de 6″. 2) Contraloría. Q: 5,575.47 BTU/H Q: 1.1 CFM AT CFM: 5,915.47 =261.0 CFM (1.1) (20.6ºf) NIC: 35-45 DB

RADIO MAXIMO DIFUSOR:594ft

Según tabla 10.4 Un difusor de 8″.

Flujo 245.

Radio del difusor: 3-8ft

NC: 21

3) Oficina Q: 3691.98 BTU/H CFM: 3691.98 BTU/H =163 (1.1) (20.6)

NC: 35-45

El radio máximo de difusor que se permite: 1.43m=4.7 FT Según tabla 10.4



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Un difusor de 6”

180 CFM; rango 3-7

NC: 27

4) Servidor Personal Q: 5,124.69 BTU/H CFM: 5,124.69 BTU/H =226.16 (1.1) (20.6)

NC: 35-45

El radio máximo de difusor: 1,125M= 3.71ft Según falta10.4. Un difusor de 6” 235 CFM; Radio de 4-10 36=NC.

5) Control Interno Q: 5,637.6 BTU/H CFM: 5,637.6 BTU/H =248.79 (1.1) (20.6) NC: 35-45 RADIO DE DIFUSIÓN

Según tabla 10.4. 8″ de tamaño

5.20 FT

245CFM

radio 3-8

NC: 21.

6) Pasillo Principal y Cubículo De Oficina Q: 61,473.88 BTU/H



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CFM: 61,473.88 BTU/H =2,712.88 CFM (1.1) (20.6) 5 Difusores Según tabla 10.4

NC: 35-45

CFM de c/u de los difusore: 904.3 CFM 5 difusore de 14″ en rango

7-17ft y NC: 32.

A Continuación se resumen los datos de toda la ganancia de calor en la siguiente tabla que detalla cada uno de los resultados que se obtuvo en los cálculos que se realizaron:



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PROYEC TO


Ganancia Por

Ganancia

Ganancia por persona

Ganancia

Ganancia

Por

Por

Pared

Por Techo

860.1

423.606

1020

1020

680

4003.70

Contraloría

1025.45

1150.02

1020

2040

680

5915.47

Oficina

396.97

575.01

1020

1020

680

3691.98

Servidor

496.21

718.48

510

3060

340

5124.69

Control Interno

1157.58

740.02

1020

2040

680

5637.6

Pasillo

23097.2

9161.95

5610

11220

7140

56229.2

Total

80602.7

Departamento

Equipo

Q

Alumbrar Btu /Hr

Legal

Principal

Principal

Cálculos y diseño del Ducto En esta Sección se muestra cuales serán las dimensiones del ducto así como cada uno de los componentes. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA


30

PROYEC TO


Primeramente con la información conocida acerca de la carga de enfriamiento total y su equivalencia en CFM, tendremos que utilizar un recuso que nos pueda ayudar a elegir el diámetro del ducto que necesitaremos en cada caso particular. Para ello utilizaremos el método de igual fricción, el cual consiste en el dimensionamiento de ductos, se selecciona un valor para perdida por fricción, por longitud de ducto, y se mantiene constante par todas las secciones de ducto del sistema. El valor que se selecciona se basa en general en la velocidad máxima permisible en el ducto cabezal que sale del ventilador para evitar demasiado ruido. La tabla 8.11 da una lista de algunos valores de velocidades sugeridas. Entonces de esta tabla utilizaremos un valor de velocidad igual a 1400 ft/min, que resulta de la intercepción componente y construcciones industriales. Tomamos el valor para ductos principales lo cual es un valor de 1200-1800 tomamos una media de 1400. Luego utilizamos la tabla numero 8.21 con los CFM que hemos encontrados interceptamos el numero de CFM y el valor constante de la perdida por fricción. Luego de esto procedemos a ubicar el valor correspondiente de diámetro del ducto y la velocidad. Posteriormente, como se utilizara un tipo de ducto rectangular ubicamos la equivalencia del diámetro que encontramos en la tabla 8.21 en la figura 8.23.

De ahí que se lograron ubicar los siguientes datos:



31

PROYEC TO


RESULTADOS DE TAMAÑO DE DUCTO POR SECCION Sección CFM A-B 3524.4

B-C C-D D-E D-F F-G G-H G-I I-J I-K K-L K-M M-N B-R R-P P-Q P-O O-Ñ

2474.6 4 2124.7 2

Perdidas por fricción de in de V,ft/min agua/100ft

tamaño del ducto rectangular

1400

0.13

35 X 15

1250

0.13

18 X 15

1150

0.13

18 X 15

248.79 1875.9 2

700

0.13

9X6

1100

0.13

25 X 11

1526

1080

0.13

15 X 15

226.16 1299.8 4

700

0.13

9X6

1050

0.13

11 X 15

163

600

0.13

6X5

786.92

950

0.13

8 X 15

261

700

0.13

9X6

525.92

880

0.13

6 X 15

176 1049.7 6

600

0.13

6X5

100

0.13

11 X 15

699.84

950

0.13

8 X 15

349.92

700

0.13

10 X 7

349.92

700

0.13

10 X 7

349.92

700

0.13

10 X 7



32

PROYEC TO


Perdidas de Presión en Sistema de Ductos Se calcularan ahora las perdidas de presión en ductos para determinar la capacidad de los ventiladores. De la sección anterior encontramos un valor constante de perdidas por fricción y para cada 100 ft de ducto, es por ello que ahora tendremos que encontrar los valores de perdidas para cada tramo de ducto y accesorio.

Para encontrar estos valores de perdidas procederemos a usar la siguiente expresión Hf= C (V/4000)2

(formula 8.11)

Los valores de C se encuentran en dependencia del tipo de accesorio. Para encontrar la perdida en las secciones de ductos lineales utilizamos:

Hf= (Hf/100) L

En el caso del cálculo de los ductos lineal el valor de perdida por fricción por cada 100ft va a ser 0.13, y constante, esto en base al método que se utilizo que es de “Igual Fricción”.



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PROYEC TO


Perdidas de Presión en Ductos. (lineal) Como se describió anteriormente la expresión que se utilizara para calcular la perdida de presión en in de agua es: Hf= (Hf/100) L Tomando en cuenta las longitudes de cada sección de ductos procederemos a calcular por medio de la formula el valor correspondiente de pérdida de fricción total en in de agua:

Perdidas por fricción de in de agua/100ft Longitud (m-ft)

Perdida en In de agua Hf= (Hf/100) L

Sección CFM A-B 3524.4 0.13 1-13.2808 B-C 2474.64 0.13 3.32-10.8922 C-D 2124.72 0.13 1.66-5.4461 D-E 248.79 0.13 1.66-5.4462 D-F 1875.92 0.13 2.49-8.1691 F-G 1526 0.13 1.66-5.4462 G-H 226.16 0.13 1.60-5.24928 G-I 1299.84 0.13 2.5-8.202 I-J 163 0.13 1.66-5.4462 I-K 786.92 0.13 1.66-5.4462 K-L 261 0.13 1.66-5.4462 K-M 525.92 0.13 1.66-5.4462 M-N 176 0.13 1.66-5.4462 B-R 1049.76 0.13 3.32-10.8922 R-P 699.84 0.13 4.648-15.2491 P-Q 349.92 0.13 3.32-10.8922 P-O 349.92 0.13 3.32-10.8922 UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA “ REFRIGERACION Y AIRE O-Ñ 349.92 0.13 3.32-10.8922 TOTAL

0.01726 0.1415 0.00707 0.00707 0.02532 0.00707 0.00682 0.01066 0.00707 0.00707 0.00707 0.00707 0.00707 0.01415 0.09182 0.01415 0.01415

ACONDICIONADO”.

0.01415

0.40654

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PROYEC TO


Las perdidas de presión en conexiones de ductos que resultan de cambios de dirección se pueden valorar mediante diversos métodos, pero se realizara mediante el método de “Coeficiente de Perdidas”. Cuando se usa este método, la perdida de presión a través de una conexión se puede calcular como sigue:

Hf= C x Hv= C(V/4000)2

Donde: Hf= perdida de presión a través de la conexión, in de agua C= coeficiente de perdidas. Hv= Presión de velocidad en la conexión, in de agua V= velocidad, Ft/min.

Para ello también haremos uso de la tabla 8.4 “Coeficiente de Perdidas”.

Los accesorios también son del mismo material que el ducto, lamina galvanizada. Dentro de los accesorios que se utilizaran están:

•

•

•

Codos 90º: estos se utilizaran para el cambio de dirección de los ductos o ramales. El Radio que se tomara de referencia será R=18 esto para tomar como referencia el punto de mayor perdida. Te entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares: este accesorio se utilizara en todas las transiciones a los ramales, se eligió este ya que produce menos perdidas que el de 90º. Contracción rectangular Gradual a abrupta: este accesorio nos permitirá cambiar de área de sección como es el caso de un tramo del ducto que cambia de ser un ducto principal a un ramal.



35

PROYEC TO •


Ye Rectangular: este se utilizara en el primer desvió del ducto principal (punto B).

A continuación se desglosa el resumen de perdidas por accesorios, detallando el componente y su valor respectivo de perdida, cabe señalar nuevamente que estos valores fueron obtenidos de la tabla 8.7 , 8.5 , 8.4.



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PROYEC TO


Sección X A B B C D F G G I I K M R P O

Componente Succión Descarga Ye Rectangular Codo Te entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares Te entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares Te entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares Te entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares Contracción rectangular Gradual a abrupta Te entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares Te entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares Te entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares Te entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares Te entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares Te entrada a 45. cabezal y ramal rectangulares

coeficie Perdidas en Flujo CFM V, ft/min nte C in de Agua 0.2 0.2

3524.4 2474.64

1400 0.15 0.06 1250 0.17 0.0166

2474.64

1250

0.8

0.3061

2124.72

1150

0.8

0.3061

1875.92

1100

0.8

0.3061

1526

1080

0.8

0.3061

226.16

700

0.27

0.00826

1299.84

1050

0.8

0.3061

1299.84

1050

0.8

0.3061

786.92

950

0.8

0.3061

525

880

0.8

0.3061

1049.76

1000

0.8

0.3061

699.84

950

0.8

0.3061

349.92

700

0.17

0.0166

Codo

TOTA L 3.56246



37

PROYEC TO


•

valores fueron obtenidos de la tabla 8.7 , 8.5 , 8.4.

Ahora bien, si sumamos las perdidas por fricción que se obtuvo en los ductos y las perdidas por accesorios encontraremos un estimado de las perdidas totales del sistema tomando en cuenta que este valor nos va a servir para determinar la capacidad del ventilador que debemos utilizar. Perdida Total por fricción (in de agua): 0.40654 + 3.56246 = 3.969 ≈ 4 in de agua

ELECCION DEL VENTILADOR



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PROYEC TO


Conclusión El Proyecto del cálculo de la carga de enfriamiento para el recinto de la empresa PIPASA fue un éxito debido a que con los conocimientos previos se logro calcular la carga de enfriamiento para dicho recinto y con esto poder seleccionar la cantidad de equipos necesario para la realización del sistema de aire acondicionado. Además pusimos a orden de la empresa mediante este trabajo un pequeño plano donde estarán ubicados los equipos que anteriormente seleccionamos.



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CALCULOS DE DISEÑO DE DUCTOS

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