ventilacion y aire acondicionado

8/11/2019 Ventilacion y Aire Acondicionado

1/58

VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADO

INTRODUCCION:

En forma general se ha venido hablando de la ventilacin y el aire acondicionado, a los

procesos que tienen que ver con el comportamiento del aire, tanto en la industria

como en el confort de los trabajadores para que su produccin sea eficiente, y en

hospitales para la recuperacin de los enfermos; por lo que sera ms preciso hablar de

Climatizacin en los diferentes espacios del hacer humano.

Consideraciones Bsicas

Climatizar no es un lujo, sino, una necesidad de higiene.

Bienestar de un individuo, es el equilibrio completo de todo el rgimen trmico; este

equilibrio trmico no suele ser sentido por el individuo; pero si se rompe este

equilibrio, el individuo suele sentir malestar en forma espontnea.

El metabolismo humano sirve para mantener constante la temperatura del cuerpo,

una parte de ese calor se cede al ambiente. Debido a que la temperatura del cuerpo

suele ser mayor que la temperatura del aire que lo rodea.

El bienestar de las personas depende de la cantidad de oxgeno disponible para la

respiracin; si el aire se encuentra viciado por varias personas con su contenido de

oxgeno disminuido, y con el aire expirado que contiene cido carbnico, los ocupantesde ese local sentirn malestar.

El aire tiene humedad, esta humedad provoca reduccin de la evaporacin de agua por

parte de la epidermis, debido a la elevacin de la presin parcial del vapor de agua

existente en la atmsfera.

El aire muy seco no suele dar impresin desagradable, en comparacin con la que

produce el aire muy hmedo, ya que en el aire seco se tiene una respiracin ms

profunda y regular. En general, el trabajo es mejor en una atmsfera seca que en un

ambiente cargado de humedad, aunque la temperatura sea ms alta.

El aire contiene polvo, con un contenido de polen, bacterias, grmenes u hongos; el

polvo que es muy higroscpico, asimila agua en funcin del contenido de humedad de

la atmsfera.

En hospitales, una buena climatizacin acelera el proceso de curacin e intensifica la

capacidad de trabajo del individuo.

El polvo en el aire, generalmente se encuentra en las empresas industriales y muy

particularmente en zonas de gran circulacin motorizada; tambin deber tomarse en

cuenta los gases de escape y los productos residuales de los motores de comb. Int.


2/58

CLIMATIZACION

Es el acondicionamiento del aire proceso que tiende al control simultneo dentro

de un ambiente delimitado- de la pureza, humedad, temperatura y movimiento de

aire. Su aplicacin es muy variada, por ejemplo:

En procesos de fabricacin que exigen humedad, temperatura y pureza del aire

determinados y controlados, como en productos farmacuticos, alimenticios,

almacenamiento de pltanos, industria tabacalera, salas de impresin a

colores, floricultura, etc.

Ambientes que exigen seguridad, o sea que manejan productos txicos o

inflamables.

Locales en los que haya que eliminar la electricidad esttica, para preveer

incendios o explosiones.

En hospitales para la recuperacin de los enfermos, como es en sala de

operaciones, rayos X, salas de recuperacin, terapia intensiva, salas de

esterilizacin, etc.

En edificios y oficinas para el confort de las personas y condiciones favorables

de trabajo.

SICROMETRIA

Sicrometra es el estudio de las propiedades del aire. En el estudio y proyectos de aire

acondicionado, la sicrometra abarca la medida y la determinacin de las propiedades

del aire existente en el recinto o edificio que se va a condicionar.

PROPIEDAES DEL AIRE

El aire se compone de Nitrgeno 78%, Oxgeno 21% y 1% de una mezcla de Hidrgeno,

gas carbnico y Argn.

Peso molecular = 28,96 gr/mol

Peso especfico = 1,2928 Kg/m

Constante del aire R = 29,27

Calor especfico a 20C y 1033 Kg/cm a presin constante Cp = 0,241 Kcal/KgK

A volumen constante Cv = 0,172 Kcal/KgK


3/58

MEZCLA AIRE - VAPOR DE AGUA

El aire contiene vapor de agua en cantidades variables, en los diferentes estados

climticos del medio ambiente.

El aire hmedo est compuesto de aire seco y vapor de agua; este aire seco a su vez,se compone de, otros gases, principalmente oxgeno y nitrgeno y otros en menor

proporcin no muy variable. El nico componente que si presenta variaciones

significativas es el vapor de agua.

La cantidad de vapor de agua presente en el aire puede ser cuantificada y

caracterizada por los trminos sicromtricos de: presin de vapor, humedad relativa y

humedad absoluta; la temperatura del aire hmedo puede expresarse con base a la

temperatura del bulbo seco o la del bulbo hmedo. Adems de las propiedades de

Entalpa y volumen especfico.

Presin de vapor parcial (Pv)

Es la presin parcial del vapor de agua en el aire hmedo. Esta presin es pequea con

relacin a la presin atmosfrica.

Presin del vapor saturado (Ps)

Esta presin es cuando el aire est completamente saturado con vapor de agua

(existen tablas de presin de vapor saturado de acuerdo a las diferentes temperaturas

del aire).

Hmedad Relativa (Hr)

La humedad relativaes la humedad que contiene una masa de aire, en relacin con la mxima

humedad absoluta que podra admitir sin producirse condensacin, conservando las mismas

condiciones de temperatura y presin atmosfrica.

Hr

Hmedad Especfica (He)

Lahumedad especficaes la cantidad de vapor de agua contenido en el aire medido engramos de vapor de agua por gramos de aire seco.

He
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Humedad_espec%C3%ADfica&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Humedad_espec%C3%ADfica&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Humedad_espec%C3%ADfica&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Humedad_espec%C3%ADfica&action=edit&redlink=1


4/58

GRAFICO SICROMETRICO

El grfico sicromtrico es un elemento que simplifica la medida de las propiedades del

aire, eliminando tediosos clculos que de otro modo seran necesarios. Este grfico

representa las condiciones o propiedades del aire, tales como, la temperatura,

humedad y punto de escarcha.

gr. de h.

Entalpa F.C.S.

t.b.h. h.r.

punto escarcha

t.b.s.

volumen especfico

TERMINOS USADOS EN SICROMETRIA

Temperatura del Bulbo Seco (t.b.s.).- Es la temperatura del aire medida con un

termmetro comn.

Temperatura del Bulbo Hmedo (t.b.h.).- Es la temperatura del aire medida con un

termmetro comn, cuyo bulbo de vidrio haya sido cubierto con una gasa hmeda. La

temperatura puede medirse despus de haber agitado rpidamente el termmetro en

el aire.

Humedad Relativa (h.r.).- Es la razn entre la cantidad de humedad existente en el

aire y la cantidad mxima que este puede contener en la misma temperatura; la

humedad relativa se mide o se representa en forma porcentual.

Por ejemplo: El aire de un ambiente determinado con una temperatura de 21C posee

inicialmente 3,6 gr. de vapor de agua por m de espacio. Si la temperatura del

ambiente se conserva constante en el valor de 21C y agregamos vapor de agua hasta

18,1 gr, de modo que el aire ya no pueda absorber ms agua, llegando a este punto, se

dice que el aire est saturado y no puede contener ms que 18,1 gr. de agua por m de

espacio. Estos 18,1 gr. representa un valor de 100% de humedad relativa, por lo tanto

el valor inicial de 3,6 gr. corresponde a un valor de humedad relativa de 20%, esto es,


5/58

- Para aumentar la humedad relativa, hay que incrementar el contenido de

humedad de aire o reducir su temperatura.

- Para reducir la humedad relativa hay que disminuir el contenido de humedad

de aire o aumentar su temperatura.

-

Una baja humedad relativa permite que el calor salga del cuerpo porevaporacin.

Problemas:

El aire de un espacio determinado por 4x3x3 m contiene 108 gr de vapor de

agua que corresponde a un 20% de humedad relativa, a la temperatura de

22C; si se desea mantener la misma temperatura, cuantos gr. de vapor de

agua por m debemos agregar para llegar a un 100% de HR en el espacio

determinado?

Un teatro de dimensiones 18x15x6 m, se encuentra saturado de aire con 480

gr de vapor de agua, a una temperatura de 21C, si se desea disminuir la

humedad relativa hasta un 40% a la misma temperatura, cuantos gr. vapor de

agua debemos absorver?

Gramos de Humedad o humedad especfica (g.h.).- Es la unidad de medida utilizada

para determinar la cantidad de humedad contenida en el aire.

Temperatura del punto de escarcha (t.p.e.).- El punto de escarcha se puede definir,

como la menor temperatura a la que se puede enfriar el aire sin que se produzca

condensacin del vapor de agua o humedad, o, dicho de otra manera ms sencilla: la

temperatura en la cual la humedad se condensa en una superficie.

CALOR LATENTE Ql (nos da la masa de agua)

El calor latente se identifica como: calor latente de evaporacin, que es el calor

necesario para llevar un lquido al estado de vapor; y calor latente de fusin, que es el

calor que hay que extraer para cambiar al slido en lquido.

Calor latente aplicado al aire.- Aplicando el principio de calor latente al aire, los

cambios que se producen son relativos al contenido de humedad de ste.

Al aadir calor latente, el contenido de humedad del aire aumenta, pero la

temperatura no se modifica.Este efecto queda representado en el grfico sicromtricopor una lnea vertical que indica aumento de humedad.


6/58

Si se extrae calor latente, el contenido de humedad disminuye, aunque la temperatura

del aire sigue siendo la misma. Cualquier condicin que produzca condensacin sin

alterar la temperatura del aire es una extraccin de calor latente. Este efecto queda

representado en el grfico sicromtrico por una lnea vertical que indica reduccin de

humedad

CALOR SENSIBLE Qs (nos da el aire seco)

Se llama calor sensible, al calor que aumenta la temperatura del aire, pero sin

modificar el contenido de humedad.

Calor sensible aplicado al aire.- Aplicando al aire el principio de calor sensible, los

cambios que en l se producen, son los correspondientes a su temperatura.

Al aadir calor sensible, su temperatura crece sin que se altere el contenido de

humedad. Este efecto queda representado en el grfico sicromtrico mediante una

lnea horizontal, de izquierda a derecha.


7/58

Al extraer calor sensible del aire, su temperatura disminuye sin que se produzca

alteracin alguna en su contenido de humedad,Este efecto queda representado en el

grfico sicromtrico mediante una lnea horizontal, de derecha a izquierda.

RELACION DE TERMINOS EN EL GRAFICO SICROMETRICO

De acuerdo a las condiciones del aire, conociendo dos trminos se pueden conocer los

dems trminos.

Ejercicios:

Dadas la tbs = 25,6C y hr = 50%, hallar los dems trminos

Dadas la tbs = 38C y tbh = 22C, hallar los dems trminos

Dadas la tbh = 18,3C y hr = 40%, hallar los dems trminos

Dadas la tbs = 20C y tpe = -5C, hallar los dems trminos

Aplicacin prctica de las magnitudes de humedad

La humedad relativa, usada en relacin con el bienestar en aire acondicionado, indica

la cantidad de humedad que existe en el aire, por ejemplo:

Condiciones de confort en invierno: T = de 22C a 24C hr = de 30% a 35%

Condiciones de confort en verano: T = de 23C a 26C hr = de 45% a 50%

Ejercicios:

1.- Dadas una temperatura exterior de bulbo seco de -1,1C y una humedad relativa

del aire exterior del 20%, hallar una combinacin de hr y tbs que est dentro de las

condiciones normales de comodidad interior en el invierno.

Solucin: en el grfico sicromtrico encontrar los dos puntos combinados

correspondientes a las condiciones interiores y exteriores, uniendo con una lnea estos

dos puntos, se podr ver las diversas modificaciones que hay que aportar para darle al

aire exterior las condiciones necesarias a la comodidad del ambiente interior:


8/58

a).- Como la humedad relativa pasa del 20% al 30% habr que aadirle al aire ms

humedad.

b).- Como la temperatura de bulbo seco tiene que aumentar de -1,1C a 22,2C, habr

que agregar calor al aire.

En este ejemplo, el grfico sicromtrico describe una operacin simple de caldeo, en la

que una caldera o serpentn de calentamiento aportar calor y un humidificador le

agregar agua al aire.

2.- Dadas una temperatura exterior de bulbo seco de 29,4C y una humedad relativa

del aire exterior del 70%, hallar una combinacin de hr y tbs que est dentro de las

condiciones normales de comodidad interior en el verano.

Solucin: en el grfico sicromtrico encontrar los dos puntos combinados

correspondientes a las condiciones interiores y exteriores, uniendo con una lnea estos

dos puntos, se podr ver las diversas modificaciones que hay que aportar para darle al

aire exterior las condiciones necesarias a la comodidad del ambiente interior:

a).- Como la humedad relativa disminuye del 70% al 50% habr que resecarlo al aire.

b).- Como la temperatura de bulbo seco desciende de 29,4C a 23,9C, habr que

extraer calor al aire.

En este ejemplo, el grfico sicromtrico describe una operacin simple de

enfriamiento, en el cual un serpentn de enfriamiento extrae calor y humedad del aire

exterior.

CONDENSACION EN INVIERNO

Ejercicios:

1).- Dadas la temperatura del vidrio de la ventana -1,1C, la temperatura interior de la

habitacin 22,2C, hallar la humedad relativa con la cual no se produce condensacin

en el vidrio.

Solucin: Usar como temperatura de escarcha la de la ventana, localizando el valor de

-1.1C, en la escala correspondiente. Luego hallar la interseccin de la horizontal

trazada por el punto de -1,1C, con la vertical trazada por la temperatura del bulbo

seco de 22,2C, y corresponde a una humedad relativa del 20%.

Esto quiere decir que con 22,2C de tbs y una hr del 20%, se mantendr seca la

superficie del vidrio de la ventana. Si la hr aumentase por encima de ese 20% se

formar condensacin.


9/58

Si en el ejercicio anterior, las condiciones normales de confort son 22,2C y 30% y la

temperatura del aire exterior es -1.1C, que correspondera a la temperatura de la

ventana y tomando en cuenta que con un 20% se produce condensacin, se observa

que para evitar condensacin en la ventana, ya que en el interior tenemos una

humedad relativa del 30%, para obtener esta humedad relativa, podemos recurrir ados alternativas.

a).- Aportando aire caliente a la superficie de la ventana se puede mantener dentro del

recinto una humedad relativa alta, sin que aparezca condensacin.

b).- Agregando otra superficie de vidrio, separada de la primera por un espacio de aire,

la superficie del vidrio interior podr estar a una temperatura superior a -1,1C y de

ese modo puede mantenerse una humedad ambiente superior al 30%, obteniendo as

un nivel aceptable de comodidad.

CONDENSACION EN ESPACIOS SIN ACONDICIONAR

Dadas la tbs = 32,2C,(89,96F) del espacio sin acondicionar y tbh = 23,9C,(75F) as

como la temperatura de la superficie del conducto de aire frio de 15,6C,(60F) hallar

la temperatura del punto de escarcha y determinar si habr condensacin en la

superficie del conducto o no.

Solucin: La tpe = 20,6C(69F) corresponde a las condiciones del espacio sin

acondicionar, que es la temperatura a la que se producira condensacin, como la

temperatura de la superficie del conducto es menor (15,6C),(60F), entonces la

humedad del aire se condensar en la superficie del conducto, este goteo de agua de

la superficie del conducto al recinto no acondicionado puede resultar perjudicial para

las zonas de paso y sobre todo si en este espacio existen maquinarias o mercancas.

Para prevenir estos efectos perjudiciales, se puede conseguir, aislando el conducto con

material aislante suficiente.

Problemas:

Dadas, la temperatura del bulbo seco de 85F y 69,5F de temperatura del bulbohmedo, de un espacio sin acondicionar por donde atraviesa un conducto de aire frio

cuya superficie tiene una temperatura de 65F, habr condensacin en la superficie del

conducto?

Por un espacio sin acondicionar que se encuentra a una temperatura del bulbo seco de

80F, cuyo aire contiene 110 granos de humedad por libra de aire seco, se desea

atravesar un conducto de aire frio, cuya temperatura del bulbo seco en su superficie es

60F, se producir condensacin en la superficie del conducto?


10/58

PROCESOS SICROMETRICOS

Los procesos sicromtricos, son variaciones de las condiciones sicromtricas del aire

que tienen lugar en el proceso tpico de acondicionamiento de aire. Estos procesos

incluyen el calentamiento, refrigeracin y la adicin o extraccin de humedad.

Para tener una compresin total, as como para establecer el conocimiento correcto y

la fijacin mental de cada uno de los procesos sicromtricos, hay que tener presente

los conceptos bsicos de los cambios debidos al caldeo y a la refrigeracin que se

pueden interpretar en el grfico, o sea, caldeo y enfriamiento latentes, y caldeo y

enfriamiento sensibles.

Enfriamiento y Caldeo Sensibles y Latentes

En un proceso de acondicionamiento de aire, en el cual se aaden al mismo tiempo

calor sensible y latente, se tiene un proceso de caldeo y humidificacin, esto ocurre en

el invierno, cuando por lo general el aire est ms frio y seco.

El calor sensible slo reduce la humedad relativa y produce aire seco, debido a la

humedad escasa, hay que aadir calor latente, agregando humedad y aumentando por

consiguiente la humedad relativa.

En un proceso de acondicionamiento de aire, en el cual se enfra y se deshumidifica al

mismo tiempo, se tiene un proceso de enfriamiento y deshumidificacin, esto ocurre

en verano, cuando por lo general el aire est caliente y hmedo.

Caldeo y Humidificacin

Consiste en hacer pasar aire no saturado por una barrera de agua, cuya temperatura

es mayor que las condiciones del aire originalmente; la condicin de este proceso es

que el aire no se encuentre saturado.

Por ejemplo si queremos acondicionar al aire que se encuentra a tbs = 15,5C (59,9F),

tbh =7,2C(44,96F); hasta tbs = 26,7C(80F), tbh = 16,7C(62F), primero habr de

pasar por el serpentn de caldeo y luego por el rociador que debe tener las mismas

condiciones de temperatura y humedad finales. Como en realidad todo ello se realiza

simultneamente, en el grfico se puede representar por una diagonal, tal como se

indica en la siguiente figura.


11/58

Calentamiento y Deshumidificacin

Este proceso se hace posible hacindole pasar al aire por sustancias slidas y lquidas

que absorben la humedad, por ej. Gel de slice. Estos procesos que son para secado del

aire no tienen aplicacin en Refrigeracin y Aire Acondicionado, generalmente.

a

b

Enfriamiento y Humidificacin

Es aquel en el que hacemos pasar al aire no saturado a travs de un aspersor de agua,

la humedad especfica aumenta y la temperatura del bulbo seco baja, o sea es un

proceso a bulbo hmedo constante; el bulbo hmedo del aire est representado por el

punto d, el aire saldr a esta temperatura siempre que exista un buen contacto aire-

agua.

El concepto de factor de By pass (FBy), tambin se aplica en este caso, pero para este

proceso de humidificacin existe otro concepto llamado eficiencia de humidificacin

(HE) que se define por:Tc - Td Ta - Tc

FBy = ------------ EH = ---------- x 100 EH = 1 - FBy

TaTd Ta - Td

db c

a

Tambin puede suceder que el agua est a una temperatura menor que la del bulbo

hmedo, pero mayor que la del punto de roco, en cuyo caso, el proceso lo muestra la

lnea ab y se enfra y humidifica simultneamente. El aspersor de agua tendr que ser

de recirculacin continua para que se establezca el equilibrio.


12/58

Enfriamiento y Deshumidificacin

Este proceso sucede cuando el aire pasa por una superficie fra, o a travs de un

rociador de agua cuya temperatura es menor que la del punto de roco del aire, se

condensar parte de la humedad del aire y la mezcla se enfriar simultneamente.

Parte del aire que est en contacto directo con la superficie, reduce su temperaturahasta la temperatura media de la superficie, segn el trazo abd, con condensacin y

consecuente deshumidificacin de b a d. El aire que no est en contacto con la

superficie, finalmente se mezclar con el aire que si estuvo en contacto con la

superficie, y su estado final caer sobre la lnea recta ad, en el punto c.

En los procesos prcticos, no se obtiene el punto de saturacin d, sino que se llega a c,

con su respectivo efecto equivalente de by pass. En procesos que incluyen

condensacin, la temperatura Td se llama punto de rocio del aparato.

c es el punto de cualquier mezcla

Tc - Td b a d = temperatura en

FBy = ------------ c estado fro

Ta - Td d b = temperatura del

roco del aire

Por ejemplo: si queremos acondicionar al aire que se encuentra a tbs = 85F, tbh =73,5F; hasta la temperatura de confort de tbs = 75F, tbh =62,3F, primero habr de

pasar por el serpentn de enfriamiento, en este proceso se extrae calor sensible y

cuando el aire se acerca a la temperatura final, se procede a la extraccin de calor

latente. Este proceso de enfriamiento y deshumidificacin se produce de modo

simultneo, en el grfico se puede representar por una diagonal, como se indica en la

siguiente figura.

ac

75 85


13/58

Problema: Se pasa aire inicialmente a Tbs = 90 F y Tbh = 70 F, a travs de un

serpentn de enfriamiento con un punto de roco de 50 F y el aire sale a 58 F, calcular

a) La temperatura del bulbo hmedo a la salida

b) El factor de By pass

c) La cantidad de agua condensada

d)

El calor total removido por el serpentne) El factor de calor sensible para el proceso

58 - 50

FBy = ---------- = 0,2

90 - 50

70 W = 78 - 58 = 20 gr/lb

78 gr/lb QT = 34 - 23,8 = 10,2 BTU/lb

54.5

58 gr/lb Qs = Cp T = 0,24 (90 58) = 7,68 BTU/lb

7,68

Fcs = ------- = 0,75

10,250 58 90

CALCULOS PARA LA SELECCIN DE EQUIPOS

Factor de Calor Sensible Fcs = Qs/Qt Qt = Qs + Ql

El proceso simultneo de enfriamiento y deshumidificacin ocurre con tantafrecuencia en aire acondicionado, que la lnea sicromtrica que representa estos

procesos se llama factor de calor sensible, dicha lnea representa los cambios que se

producen en los calores sensible y latente; por ejemplo en una residencia, el factor de

calor sensible es 0,8; esto quiere decir que el 80% del cambio es calor sensible y el 20%

corresponde al latente.

Dicho de otra manera, si la carga total de enfriamiento exige 10 toneladas de

refrigeracin, se necesitan 8 de ellas para extraer calor sensible y 2 de ellas para

extraer calor latente.

Ejemplo:

Conociendo la carga trmica de refrigeracin de 10 toneladas (10 TR), y las condiciones

buscadas para el ambiente tbs = 26,7C(80F) y tbh = 19,4C(66,92F), as como las del

aire insuflado tbs = 15,6C(60F) y tbh = 14,4C(57,92F); hallar el factor de calor

sensible.

Solucin: llevar al grfico sicromtrico las condiciones correspondientes a los datos de

temperatura del bulbo seco y bulbo hmedo, uniendo los dos puntos con una recta, se

prolonga esta lnea de unin hasta la escala del factor de calor sensible, situada en la

derecha del grfico sicromtrico. En esta escala se lee el valor de 0,67, lo que indica


14/58


15/58

1 lb agua = 7000 granos de agua

15gr/Kg

80% 10gr/kr

20%

MEZCLA DE AIRE

Otro de los procesos que tienen lugar en el acondicionamiento del aire y que puedeindicarse en el grfico sicromtrico, es el que corresponde a la mezcla de aire, entre el

que se reacondiciona y el aire que vuelve del ambiente y regresa a la mquina de

acondicionamiento. En algunas aplicaciones de aire acondicionado puede llegarse a

aprovechar el 100% del aire interno, sin recurrir para nada del aire exterior.

Una mezcla de aire exterior y de retorno puede representarse en el grfico

sicromtrico, determinando con facilidad la temperatura media de la mezcla

resultante. Una vez conocida esa temperatura se puede determinar el tratamiento

necesario y los cambios que hay que llevar a cabo para mantener las condiciones

ambientales buscadas.

Ejemplo.-

Dadas la cantidad del aire total necesario de 18200 m/h; y el aire exterior se

encuentra a tbs = 32,2C(89,96F); tbh = 23,9C(75F); la cantidad de aire de retorno

es 16200 m/h y las temperaturas de este aire de retorno es tbs = 26,7C(80F); tbh =

16,7C(62F); Hallar las temperaturas del bulbo seco y del bulbo hmedo de la mezcla.

Solucin: En el grfico sicromtrico localizar los puntos del aire exterior y del aire de

retorno y unir con una lnea; a continuacin se determina el porcentaje de aire de

retorno y esto es,

A continuacin la diferencia de temperaturas de bulbo seco entre el aire exterior y el

aire de retorno es: 32,2C26,7C = 5,5C 89,96F80F = 9,96F

Luego 5,5C x 0,9 = 4,95C 9,96F x 0,9 = 8,96F

32,24,95 = 27,2C 89,96F8,96 = 81F


16/58

Desde este punto de 27,2C (81F) que se encuentra entre la lnea de unin, se traza la

lnea de temperatura del bulbo hmedo, encontrndose que su valor es

17,4C(63,32F) que corresponde a la de la mezcla.

1 32,2

3 17,4

2 26,7

27,2

T2 = 26,7 C; T1 = 32,2C; V1 = 2000; V3 = 18200; T3 = (V1/V3)*(T1T2) + T2

Problema:

Dadas la cantidad de aire exterior de 2300 CFM, a tbs = 34,2C(93,56F); tbh =

24C(75,2F); la cantidad de aire de retorno es 8200 CFM y las temperaturas de este

aire de retorno es tbs = 25C(77F); tbh = 15C(59F); Hallar las temperaturas del

bulbo seco y del bulbo hmedo de la mezcla.

VOLUMEN ESPECIFICO

Se entiende por volumen especfico, la cantidad de metros cbicos que ocupa un

Kilogramo de aire en condiciones determinadas de temperatura y presin. Otra

aplicacin del volumen especfico del aire es la relacionada con su densidad. Como la

densidad del aire afecta al equipo que lo mueve, tal como ventiladores y motores, el

volumen especfico es importante en la relacin entre el rendimiento del ventilador y

el tamao del motor: un alto volumen especfico exige menos energa para mover el

ventilador y a la inversa, siempre que se mantengan las condiciones de presin y

medida del ventilador.

En la carta sicromtrica, la medida de los valores de volumen especfico, se encuentran

en la lnea de la escala de la temperatura del bulbo seco y se mide en m/kg de aire; se

puede ver tambin que a medida que aumenta la temperatura del aire va creciendo el

volumen especfico, lo que quiere decir que el aire se expande al calentarse, as como

es menos denso en altas temperaturas.

Cuando el volumen especfico es ms alto se necesita menos potencia o un motor

menor. Esto es cierto, dado que hace falta menos energa para mover el aire cuandoeste tiene una densidad baja o volumen especfico alto.


17/58

Volumen especfico

ENTALPIA

Se llama Entalpia al contenido total de calor. En trminos sicromtricos, la entalpa

define el calor existente en el aire y en la humedad que este contiene, y se mide en

Kcal por Kg. de aire; BTU por libra de aire

En el grfico sicromtrico las lneas de entalpa son las mismas que las del bulbo

hmedo, lo que resulta lgico, debido a que la Entalpa depende casi ntegramente de

la temperatura del bulbo hmedo.

Ejercicios:

Se enfra aire cuya temperatura del bulbo seco es 85F y Hr = 70%, hasta que su

temperatura del bulbo seco sea 70F y Hr = 50%. Determinar a) el calor totalremovido b) el calor sensible removido c) el calor latente removido d) la

cantidad de agua removida.

Se tiene aire cuya temperatura del bulbo seco es 35 F y Hr = 80%, se calienta y

se agrega agua hasta que se tiene una temperatura del bulbo seco de 70F y Hr

= 50%. Calcular: a) la cantidad de agua que se agrega al proceso, b) el calor

total agregado, c) el calor sensible y calor latente agregados.


18/58

Humidificacin.-

Se conoce al hecho de calentar y agregar agua al aire, se hara bajo dos procesos:

Primer proceso: calentamos el aire, o sea

agregamos calor sensible mediante serpentn

2 de calentamiento (11); luego agregamos

agua fra mediante humidificador, hasta el 2

1 1 serpentn humidificador

calentamiento con agua fra

1 1 2

Segundo proceso: precalentamos el aire (11)

mediante serpentn; luego agregamos agua ca-

liente hasta el punto de saturacin 2 mediante

2 2 humidificador; luego calentamos el aire hasta elpunto 2 con otro serpentn

1 1 serpentn humidificador serpentnprecalentamiento con agua caliente calentamiento

Ejercicio primer proceso: El aire exterior en una cierta ciudad cuya presinbaromtrica es 29,92 pulg. Hg., y la Tbs = 35F; Hr = 70%, se desea descargarlo en el

interior de un saln con una Tbs = 70F y Hr = 50%; calcular:

a)

Cuanto de agua a 50 F se debe aadir en el humidificadorb) Cuanto calor se debe aadir en el serpentn de calentamiento

c) A que temperatura del bulbo seco se calienta antes de atomizarlo

Ejercicio segundo proceso: Se desea introducir aire a un saln a una Tbs = 70F y Hr =50%; el aire se toma del exterior a una Tbs = -4F y Hr = 10%; calcular:

a) La cantidad de calor en el precalentador

b) La cantidad de agua y cantidad de calor en el humidificador

c) La cantidad de calor en el calentador

d)

Cuanto calor debe aadirse en el humidificador, adems del cedido por el agua,si esta se encuentra a 72F


19/58

DETERMINACION DE LA CANTIDAD DE AIRE EN EL LOCAL

La cantidad de aire que se necesita en un local para climatizar, depende del volumen

del local, de la carga trmica del local, de la variacin de temperaturas entre el aire delambiente y del exterior, y de los cambios de aire por hora que requiere el local, y estos

cambios son recomendaciones que se puede encontrar en el Manual de Marks o

recomendaciones que tienen los fabricantes de equipos de aire acondicionado, que se

han obtenido por pruebas y experiencias.

Por ejemplo solo para ventilacin:

En viviendas se necesitan de 1 a 3 cambios por hora, dependiendo del ambiente

En hospitales se necesitan de 10 a 25 cambios por hora, dependiendo del ambiente

Ejercicio:

Si un local tiene dimensiones de 4m x 5m x 3m, equivale a un volumen de 60 m, si

este local necesita 10 cambios por hora, entonces:

4x5x3 = 60 m

60 m x 10

= 600 m/h

El local necesita un flujo de aire para ventilacin de 600 m/h

Para determinar la cantidad de aire que se necesita mantener en un local climatizado,

se debe tomar en cuenta la infiltracin del aire que se produce a travs de puertas,

juntas y otras aberturas existentes como son conductos comunicados con el exterior

para ventilacin; el agente responsable de la infiltracin, es la diferencia de presin

entre el exterior y el interior acondicionado, causada por el viento y por la diferencia

de temperatura o efecto de chimenea.

La humedad que puede penetrar en el espacio acondicionado por infiltracin, es otro

de los factores que hay que tener en cuenta y se denomina carga latente. La que entra

a travs de juntas se convierte en parte de la carga ambiente o se transforma con el

aire de ventilacin, formando parte de la carga, debido al aire exterior.


20/58

Frmula para la determinacin de la cantidad de aire del local

caudal o cantidad de aire

Cp =

calor especfico del aire a presin constante

carga trmica sensible del local

Recomendaciones de cantidad de aire exterior para renovacin

LOCAL m/h persona

Apartamentos 35

Bancos 25

Peluqueras 25

Bares 35

Oficinas en general 35

Tiendas 35

Salas de hospital 25

Teatros cines auditorios 13

Aulas 50

FACTOR DE DESVIACION (by-pass)

El aire derivado o de by-pass, es el que pasa por el serpentn pero sin entrar en

contacto con la superficie de ste. La cantidad de aire que sigue este camino depende

principalmente de la condicin del serpentn y de la velocidad del flujo de aire.

Por ejemplo: Si el serpentn tuviese una aleta por pulgada (2,54 cm) la cantidad de aire

derivado sera mayor que en el caso de que el serpentn tuviese 8 aletas por pulgada.

Si la velocidad del aire que pasa por el serpentn es baja, ser mayor la cantidad de aire

que entra en contacto con su superficie, que en el caso de una gran velocidad del aire.


21/58

Ejercicio:

Dadas las temperaturas del serpentn 10C, del aire que en el entra 26,7C y del aire

que sale 15,6C, hallar el factor de by-pass.

Solucin: se resta la temperatura del aire de salida menos la del serpentn

15,6C10C = 5,6C

Se resta la temperatura del aire de entrada menos la del serpentn

26,7C10C = 16,7C

Luego se divide

= 0,33 este es el factor de by-pass

Este factor de 0,33 (1/3) indica que la temperatura del aire que entra en el serpentn

(26,7C), ha sufrido una cada de 2/3. En la prctica real estos factores se determinan

mediante pruebas y clculos, de manera que sean conocidos antes de la instalacin del

serpentn.

En el grfico sicromtrico: temperatura de entrada al serpentn T1 = 26,7 C;

Temperatura de salida del serpentn T2 = 15,6 C; temperatura de la superficie del

serpentn (se considera como temperatura de roco, proyeccin de la lnea que une T1

y T2) T2` = 10 C;

T2T2`

factor de bypass f = ------------ T1

T1T2` T2T2`

Si el factor de by-pass fuese alto habra que realizar lo que se expone a continuacin

para obtener la temperatura requerida de salida:

Mayor cantidad de aire y menor velocidad

Conductos amplios para enviar mayor cantidad de aire

Ventiladores y motores de potencia suficiente para aportar grandes cantidades

de aire.

Si el factor de bypass es pequeo, se tienen las siguientes ventajas:

Se necesita menos aire, debido a que su temperatura de salida es baja

Hacen falta conductos menores, dado que ha de pasar menor cantidad de aire Ventiladores y motor podrn ser de menor potencia


22/58

Por lo tanto habr que aclarar que inconvenientes podrn producir como resultado de

un factor de by-pass bajo:

Una temperatura del aire de aportacin puede ocasionar sensacin de

incomodidad en ambientes pequeos

Es probable que se necesiten serpentines grandes

Debido a la mayor rea de serpentn, es mayor la cantidad de aire que entra en

contacto con ella, sta extrae calor ms rpidamente y por tanto se necesitar

un mayor equipo de refrigeracin para mantener una temperatura baja en el

serpentn

Debido a la baja temperatura del conducto de insuflacin, harn falta

aislamientos y barreras de vapor.

Por consiguiente, habr que recurrir a un criterio justo y lgico para determinar la

mejor combinacin de equipo y condiciones de comodidad.

El factor medio de by-pass para el aire acondicionado de bienestar, de acuerdo con

una combinacin ptima de condiciones y equipos, suele estar comprendido entre el

0,10 y 0,30.

CARGA TERMICA DEL LOCAL

Carga sensible efectiva Qs = 0,34 V (1- f)(T2T4)

Carga latente efectiva Ql = 083 V (1-f)(w2w4)

V = caudal volumtrico de aire de suministro en m/h

f = factor de bypass de la batera

T2 = Temperatura interior del local en C

T4 = Temperatura de roco de la batera en C

W2 = humedad absoluta del local en Kgagua/Kgaire

W4 = humedad absoluta de la batera Kgagua/Kgaire

Deshumidificacin por Enfriamiento, Ejemplo:

Cuando se utiliza aire fro para deshumidificacin, el mtodo ms empleado consiste

en mezclar aire exterior con aire procedente del local; esta mezcla se enfra en la

unidad de tratamiento de aire (UTA), y se enva al interior del local.


23/58

Ejemplo: Se desea climatizar un local de oficinas del que hemos obtenido previamente

la carga trmica: Carga sensible efectiva Qs = 19778 w, Carga latente efectiva Ql =

6014w. Las condiciones interiores: t2 = 24C, hr = 60%. En el exterior las condiciones

son: t1 = 31C, hr = 70%. El factor de Bypass f = 0.3. El caudal de aire exterior de

ventilacin es Vv = 1870 m/h, calcular los parmetros caractersticos de climatizacin

que son: a) temperatura del roco de la UTA; b) el caudal de suministro V; c)

Temperatura de entrada a la UTA; d) Temperatura de salida de la UTA; e) Potencia

frigorfica de la UTA Nr.

a) Temperatura de roco T4 de la UTA, se calcula en el grfico sicromtrico, con el

factor de calor sensible, trazando la recta que une con el foco del grfico y una

paralela que pase por el punto2 que pertenece al local proyectndolo hasta

que corte con la curva en el punto 4.

Qs

b) Caudal de aire de suministro V = --------------------

0,34(1-f)(T2T4)

c) Temperatura de entrada a la UTA T3 = (Vv/V)(T1T2) + T2

d) Temperatura de salida de la UTA T5 = f(T3T4) + T4

e)

Potencia frigorfica de la UTA en w Nr = 0,33 V (h3h5)

1

3

5 2 FCS

4

0


24/58


25/58

CARGAS TERMICAS

La carga trmica de un local se refiere al calor sensible o calor latente que hay que

extraer o inyectar a un recinto, para mantener el local en condiciones de confort. Por

lo tanto se consideran cargas trmicas de enfriamientoen el verano y cargas trmicas

de calentamiento en invierno.

Fuentes de calor exterior: Las fuentes de calor mas considerables en la carga trmicade un local se originan en el exterior de la estructura; esto se debe al calor solar (calor

sensible) que atraviesa a travs de ventanas, claraboyas, paredes, divisiones, techos,

etc. Por eso es muy importante la orientacin del edificio.

Otra fuente de calor exterior que hay que considerar es la carga trmica debido a la

infiltracin de aire que se produce por puertas y juntas, ductos de ventilacin, etc. El

agente responsable de la infiltracin es la diferencia de presin entre el exterior y el

interior acondicionado, causado por el viento y por la diferencia de temperatura o

efecto de chimenea. La humedad (calor latente) que penetra en el espacioacondicionado, tambin se considera como fuente de calor exterior.

Fuentes de calor interior: Las fuentes de calor interior estn constituidas por personas,luces, motores y cargas especiales. El producido por una persona (calor latente y

sensible), depende de la cantidad de energa que consuma debido a su actividad; las

luces producidas por lmparas y focos, son calores que estn relacionados con la

potencia elctrica; Los motores elctricos tambin son fuentes de calor que estn en

proporcin a su potencia nominal.

CLCULO DE LAS GANANCIAS TRMICAS

El clculo de ganancias trmicas a travs de paredes, pisos, techos, revestimientos yventanas se realizan mediante tres etapas:

Determinacin del rea lquida en m

Determinacin del factor correcto de transferencia de calor ( k )

Multiplicar el valor del rea por el conjunto, estando este producto expresado

en Kcal/h

Frmula para determinar la carga trmica solar por paredes, pisos, techos,revestimientos y ventanas

Q = S k ( teti )

Q = carga trmica por paredes, pisos, techos, revestimientos y ventanas en Kcal/h

S = rea libre de la superficie considerada en m

K = coeficiente total de trasmisin trmica en Kcal/mhC

te = temperatura exterior en C

ti = temperatura interior en C


26/58

Valores medios de coeficientes de trasmisin de calor (k)

Paredes exteriores k = 2,1 Kcal/mhC

Paredes interiores k = 1,6 Kcal/mhC

Piso k = 1,4 Kcal/mhC

Tejado k = 1,7 Kcal/mhC

Ventana k = 4,5 Kcal/mhC

Puerta k = 3,5 Kcal/mhC

El clculo de ganancias trmicas correspondiente al aire exterior, se realizan

mediante los siguientes pasos.

Determinar la cantidad de aire que por motivos de ventilacin, haya de ser

introducido en el recinto acondicionado

Determinar la cantidad de aire que se escapa por puertas normalmente

cerradas (infiltracin)

Hallar el aire que se escapa por las puertas de vaivn

Determinar el aire que sale por los conductos de ventilacin

Frmulas para determinar la carga trmica por aire exterior

Qaex = D ( hehi ) (sensible y latente)

Qaex = D Cp ( teti ) (sensible y latente)

Qaex = carga trmica por el aire exterior en Kcal/h

D = cantidad de aire exterior en Kg/h

he = entalpa del aire exterior en Kcal/Kg

hi = entalpa del aire interior en Kcal/kg

te = temperatura exterior en C

ti = temperatura interior en C

Cp = 0,24 Kcal/kg.C


27/58

Carga Trmica producida en locales en Kcal/h persona

Locales Calor sensible Calor Latente Calor Total

Teatros 50 40 90

Oficinas 50 65 115

Salas de baile 60 160 220

Bares 120 250 370

Motores 700 Kcal/h x HP

Mquinas de caf 200 Kcal/h x litro 50 Kcal/h x litro 250

Aparatos elctricos 0,86 Kcal/Wattio.h

Recomendaciones de cambios de aire / hora en locales

Salas de vivienda 1 a 3

Cuartos de bao 2 a 4

Hospitales

Spticos y sanitarios 20

Ciruga 25

Partos 25

Terapia Intensiva 15

Salas de hospitalizacin 10

Esterilizacin 15

Recomendaciones de Cantidad de aire para renovacin (densidad aire = 1,29 Kg/m)

Apartamentos 35 m/h persona

Bancos 25

Bares 25


28/58


29/58

CARGAS TERMICAS QUE SE DEBEN CONSIDERAR EN INVIERNO

Prdidas de calor por paredes, pisos, ventanas y techos Q = s x k x (tite)

Prdidas a causa del aire exterior Q = D x 024 (tite) ( segn los cambios por

hora recomendados)

La carga trmica total es la suma de las dos componentes, ya que las cargas de

calentamiento debido a los motores, lmparas, personas, etc. se consideran

integrantes negativos.

DISEO DE DUCTOS (existe un software libre llamado DuctSizer v6.4 por McQuay)

Un sistema correcto de distribucin del aire, es el que permite no solo un equilibrio

satisfactorio del sistema, sino que al mismo tiempo ha de mantener las mejores

condiciones de comodidad en el espacio acondicionado.

El procedimiento seguido para calcular el sistema consta de las siguientes etapas:

Seleccin del tipo de sistema de conductos, previo estudio de la planta del

edificio correspondiente; esto quiere decir que hay que considerar el tipo de

cimientos, nmero de pisos, rea total, espacios disponibles para la instalacin

de ductos, localizacin particular de cada ambiente.

Localizacin de las rejillas o bocas de insuflacin y retorno de acuerdo a las

necesidades del ambiente, sus medidas y tipos

Determinacin de la cantidad de aire de cada local, mediante el procesoanaltico utilizando la frmula; o por el proceso grfico, mediante tablas o

reglas de clculo

Clculo de las rejillas de insuflacin y retorno, pueden ser rectangulares o

circulares

Clculo de los sistemas de conductos de insuflacin y retorno, pueden ser

redondos o rectangulares

Nota: existen tablas y reglas de clculo que proveen los fabricantes de equipos de Aire

Acondicionado, para calcular las dimensiones de las rejillas y dimensiones de losductos, en funcin de la cantidad de aire necesario para el ambiente acondicionado.

Para el dimensionamiento de ductos, el ms comnmente usado por algunos

fabricantes de aire acondicionado, es el mtodo de friccin constante. En donde la

prdida de friccin se basa en una constante, por cada 100 pies de conducto (30

metros aproximadamente). Este mtodo sigue una secuencia definida que exige el

empleo del grfico patrn de friccin.


30/58

Velocidades recomendadas del aire en metros/minuto

En conductos principales: residencias 200 a 280

escuelas, teatros, edificios pblicos 300 a 400

edificios industriales 350 a 550

En conductos verticales: residencias 150

escuelas, teatros, edificios pblicos 180 a 210

edificios industriales 250

Niveles de Ruido

La construccin de la voluta, la velocidad de salida del aire y la del aspa (rpm) afectan

al nivel de ruido producido por el ventilador. Por lo general, a una gran velocidad de

giro le corresponde un ruido alto.

Cuando se empleen ventiladores en instalaciones de bienestar personal, en las que

debe mantenerse bajos niveles de ruido, la velocidad de salida del aire del ventilador

habr de mantenerse lo ms reducida posible, con el fin de que el ruido sea mnimo.

Niveles de Ruido normales en locales en decibeles (dB)

Bancos 55 a 60

Cines 35 a 40

Edificios pblicos 55 a 60

Oficinas en general 60 a 70

Fbricas 77 a 90

Hospitales 40 a 55

Tiendas 50 a 60

Museos bibliotecas 40 a 45

Restaurantes 60 a 70

Teatros 30 a 35


31/58

TRANSFORMACIONES

Se emplean las transformaciones para unir dos conductos de diferente forma o seccin

recta. Cuando se modifica la forma del conducto rectangular, permaneciendo igual suseccin recta, se recomienda una pendiente del 15% para las piezas laterales de la

transformacin, si esta pendiente no pudiera realizarse, no deber sobrepasar un

mximo del 25%.

Con frecuencia debe reducirse el tamao de los conductos para salvar un obstculo; en

este caso es una buena norma no reducir su seccin ms de un 20%. La pendiente ms

recomendable para reducir la seccin del conducto es la de 15%. Cuando sea imposible

llegar a este valor puede aumentarse la pendiente de la transformacin no debe pasar

del 25%

RELACION DE FORMA

La relacin de forma, es la relacin entre las dimensiones mayor y menor de la seccin

de un conducto rectangular. Esta relacin es un factor importante a tener en cuenta en

el proyecto inicial. Aumentando esta relacin aumenta no solamente el precio de

costo, sino, tambin los gastos de instalacin y funcionamiento del sistema.

El costo de instalacin depende de la cantidad de material utilizado, de la dificultad en

la fabricacin y colocacin del conducto en la obra.

OBATACULOS

Las tuberas, conducciones elctricas, elementos estructurales y otros obstculos,

deben evitarse siempre en el interior de los conductos, especialmente en los codos y

las T; en conductos de gran velocidad deben evitarse toda clase de obstculos. Estos

originan prdidas innecesarias y en los sistemas de alta velocidad pueden ser fuente de

ruidos en la corriente de aire

CODOS

En los conductos circulares y rectangulares puede establecerse distintos tipos de

codos: codos ordinarios, codos reducidos con aletas directrices y codos rectos con

aletas.

Los codos ordinarios se construyen con el radio menor o igual a los de la dimensin

del conducto en la direccin del giro. Un codo con este radio menor tiene una relacin

R/D de 1,25. Esta relacin es considerada ptima


32/58

CALCULO DEL VOLUMEN DE OBRA

Clculo de Ductos de Aire Acondicionado

Dimensiones del Ducto Calibre Espesor Peso

a 14 26 1/48 0,96 lb/pie

15a 30 24 1/40 1,156 lb/pie

31a 54 22 1/32 1,406 lb/pie

55a 84 20 1/24 1,656 lb/pie

a 85 18 1/16 2,156 lb/pie

Nota: recomendacin de aumento entre 15% y 20 % en peso, por dobleces ydesperdicios.

a

L

b A = 2L (a + b)

a

c

b L d A =

+

b

a

A = ( 2a + 2b ) x

R r R = r + a

a L a

b A = ( 2a + c + b ) x L

c


33/58

PROYECTO DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADO

INTRODUCCION

Hablar sobre la necesidad de climatizar los hospitales, las reas crticas que se debenclimatizar, hablar del bienestar fsico del cuerpo humano.

DATOS DE DISEO

Condiciones exteriores: temperaturas del bulbo seco y humedad relativa, condiciones

interiores de confort, presin baromtrica del lugar, niveles de ruido.

ESTUDIO DEL EDIFICIO O DE LA PLANTA ARQUITECTONICA

Localizacin, orientacin del edificio; puntos cardinales, efecto del sol, velocidad del

viento, estructura o material de construccin, dimensin de los locales o reas a

climatizarse, altura del techo, espacio libre entre el cielo raso falso y la losa o vigas,

ventanas, puertas, ocupantes, alumbrado, mquinas, etc.

Que reas deben climatizarse y que reas deben aplicarse solo ventilacin o

extraccin; Recomendaciones de cambios por hora para ambientes de los hospitales,

normas generales de inyeccin y extraccin de aire para mantener la temperatura de

confort en los diferentes ambientes; ubicacin de la Unidad Manejadora de Aire y de

los ventiladores extractores.

CARGAS EXTERIORES

Rayos solares que entran por las ventanas, que inciden en las paredes, puertas, techos;

temperatura del aire exterior, aire exterior necesario para ventilacin.

CARGAS INTERIORES

Personas, calor latente y sensible, luces, motores que se usan en el local; calor que

atraviesan las paredes, ventanas, puertas, techos, etc.

PROPIEDADES PSICOMETRICAS DEL AIRE EXTERIOR E INTERIOR

Temperaturas del bulbo seco y del bulbo hmedo, presin baromtrica, humedad

relativa, entalpa especfica, volumen especfico, temperatura del roco, presin de

vapor, presin de saturacin.

DIMENSIONAMIENTO DE DUCTOS


34/58

Mtodo a utilizarse, trazado unifilar del recorrido de ductos, tipo de ductos (redondos

o rectangulares), cantidad de CFM para cada local

LOCALIZACION DE DIFUSORES Y REJILLAS

En cada local a acondicionarse, ubicar el tipo de difusores y rejillas con sus cantidadesde aire a suministrarse y extraerse respectivamente

UNIDADES MANEJADORAS DE AIRE

Elementos que componen la mquina manejadora de aire: ventiladores, prefiltros,

humidificadores, deshumidificadores, serpentines de calentamiento, serpentines de

enfriamiento y filtros absolutos.

ELABORACION DE LA TABLA DE RESULTADOS DEL CALCULO DE DUCTOS

Tramo o ramal (pies); CFM; Dimetro (pulg.); Longitud del tramo o ramal (pies);

Dimensiones del ducto rectangular (pulg.); Caida de presin (pulgadas de agua);

velocidad del aire (pies por minuto).

PLANOS DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO EN AUTOCAD

Sobre los planos arquitectnicos el recorrido y dimensionamiento de ductos,

simbologa de planos, ubicacin de difusores y rejillas de aire, detalles, ubicacin de la

Unidades Manejadoras de Aire y Ventiladores extractores.

VOLUMEN DE OBRA

Se determinar el volumen de obra, que consiste en la cantidad o peso total de las

lminas de acero galvanizado que se utilizar en la fabricacin de los ductos, de

acuerdo al calibre utilizado; la cantidad de difusores; cantidad de rejillas; cantidad de

mangas de distribucin de aire; cantidad de ventiladores de inyeccin y de extraccin

con sus capacidades; cantidad de Unidades Manejadoras de Aire con sus capacidades.

ESPECIFICACIONES TECNICAS DE MATERIALES Y EQUIPOS

La ductera ser fabricada en planchas lisas de acero galvanizado, de acuerdo con las

dimensiones que se encuentra en los planos y calibres de acuerdo a la norma

SMACNA; las especificaciones tcnicas de la Unidad Manejadora de Aire, deben

contemplar lo siguiente: Unidad en CFM; Capacidad en MBH (Mil BTU por Hora);

Enfriamiento o calentamiento en MBH; Precalentamiento en MBH (si existe);

Humidificacin en Kg./hora; reas del serpentn de calentamiento o enfriamiento en

pulgadas, caida de presin en el serpentn en pulgadas de agua, Temperatura de salida

del serpentn; Ventilador prdidas de presin en pulgadas columna de agua, etc.


35/58

Bibliografa

Manual del Ingeniero Mecnico, Marks

Refrigeracin y Aire Acondicionado, Carrier

Calefaccin y Climatizacin, S. Belakhowsky

Elementos Bsicos de Aire Acondicionado, Ral Peragallo

Calefaccin y Refrigeracin por Radiacin, F. Andr Missenard

Acondicionamiento de Aire y Calefaccin, Billy Price y James Price

Aire Acondicionado, Edwin P. Anderson


36/58

EXAMEN DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADO

EPNING. MECANICA06/11/200980 MINUTOS

1.- Por un espacio sin acondicionar que se encuentra a una temperatura del bulbo seco de

80F, cuyo aire contiene 110 granos de humedad por libra de aire seco, se desea atravesar un

conducto de aire frio, cuya temperatura del bulbo seco en su superficie es 60F, se producir

condensacin en la superficie del conducto?

2.- En un local se necesitan extraer 16500 Kcal/h de calor del aire ambiente que se

encuentra a 32C de temperatura del bulbo seco 60% de HR, para acondicionar aire a las

condiciones de confort en verano, cuanto de calor sensible y cuanto de calor latente, se debe

extraer?

3.- Dadas la cantidad total del aire necesario 10500 CFM, a tbs = 34,2C; tbh = 24C; la

cantidad de aire de retorno es 8200 CFM y las temperaturas de este aire de retorno es tbs =25C; tbh = 15C; Hallar las temperaturas del bulbo seco y del bulbo hmedo de la mezcla.

4.- Se desea climatizar un saln de baile, con capacidad para 200 personas, cuyas dimensiones

son: 40 x 30 x 5 metros, con 20 lmparas de 100 wattios c/u y dos ventanales laterales de 15 m

x 1,8 m c/u; una puerta 3x4 metros; las condiciones exteriores son: Tbs = 12C; 70% HR; las

condiciones de confort en invierno son: 24C y 50% HR. a) realizar un esquema del saln y b)

calcular las cargas sensible y latente de calefaccin.

EXAMEN DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADO

EPNING. MECANICA06/11/2009

1.- Por un espacio sin acondicionar que se encuentra a una temperatura del bulbo seco de

80F, cuyo aire contiene 110 granos de humedad por libra de aire seco, se desea atravesar un

conducto de aire frio, cuya temperatura del bulbo seco en su superficie es 60F, se producir

condensacin en la superficie del conducto?

2.- En un local se necesitan extraer 16500 Kcal/h de calor del aire ambiente que se

encuentra a 32C de temperatura del bulbo seco 60% de HR, para acondicionar aire a las

condiciones de confort en verano, cuanto de calor sensible y cuanto de calor latente, se debe

extraer?

3.- Dadas la cantidad total del aire necesario 10500 PCM, a tbs = 34,2C; tbh = 24C; la

cantidad de aire de retorno es 8200 PCM y las temperaturas de este aire de retorno es tbs =

25C; tbh = 15C; Hallar las temperaturas del bulbo seco y del bulbo hmedo de la mezcla.

4.- Se desea climatizar un saln de baile, con capacidad para 200 personas, cuyas dimensiones

son: 40 x 30 x 5 metros, con 20 lmparas de 100 wattios c/u y dos ventanales laterales de 15 m

x 1,8 m c/u; las condiciones exteriores son: Tbs = 12C; 70% HR; las condiciones de confort en

invierno son: 24C y 50% HR. a) realizar un esquema del saln y b) calcular las cargas sensible ylatente de calefaccin


37/58

1.- Se desea climatizar un saln de baile, con capacidad para 200 personas, cuyas

dimensiones son: 40 x 30 x 5 metros, con 20 lmparas de 100 wattios c/u y dos

ventanales laterales de 15 m x 1,8 m c/u; las condiciones exteriores son: Tbs = 12C;

70% HR; las condiciones de confort en invierno son: 24C y 50% HR. a) realizar un

esquema del saln y b) calcular las cargas sensible y latente de calefaccin.












dimensiones son: 40 x 30 x 5 metros, con 20 lmparas de 100 wattios c/u y dosventanales laterales de 15 m x 1,8 m c/u; las condiciones exteriores son: Tbs = 12C;














38/58

PROBLEMAS DE DEBER DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADO

1.- Se tiene aire cuyas condiciones iniciales son: Tbs = 40F y HR = 60%; y al pasar

por un calentador humidificador, sus condiciones finales son: Tbs = 70F y HR =

80%, calcular:a) Agua agregada

b) Cambio de volumen

c) Cambio total de calor agregado

d) Calor sensible agregado

e) Calor latente agregado

2.- Cierta cantidad de aire se enfra de Tbs = 80F y HR = 50% a Tbs = 65F;

encontrar:

a) Temperatura final de rocob) Temperatura final del bulbo hmedo

c) Humedad Relativa

d) Calor sensible removido

3.- Explicar el proceso seguido para bajar la temperatura de Tbs = 70F y HR =

100% a Tbh = 48F y HR = 40%, e indicar cuanto calor y cuanta humedad se

retiran, tomando en cuenta que se manejan 497 libras/hora de aire; tambin

indicar las temperaturas del roco inicial y final.

4.- El aire exterior est a Tbs = 10F y HR = 60%; pasa a travs de un calentador

humidificador y sale a Tbh = 75F y HR = 80%

a) Graficar el proceso en la carta sicromtrica

b) La cantidad de humedad aadida

c) La cantidad de calor aadida

d) La temperatura del punto de escarcha en la condicin final

5.- Se desea deshumidificar el aire desde Tbs = 80F y HR = 80% a una condicin

final Tbs = 60F y HR = 50%


b) La cantidad de humedad por retirarse si estn circulando 1200 pies

cbicos/minuto

c) Cual es el factor de calor sensible

d) La cantidad de calor sensible por retirarse

6.- Se tiene aire cuya temperatura del bulbo seco es 35 F y Hr = 80%, se calienta y


= 50%. Calcular: a) la cantidad de agua que se agrega al proceso, b) el calor total

agregado, c) el calor sensible y calor latente agregados.


39/58

7.- Un teatro de dimensiones 18x15x6 m, se encuentra saturado de aire con 480

gr de vapor de agua, a una temperatura de 21C, si se desea disminuir la

humedad relativa hasta un 40% a la misma temperatura, cuantos gr. vapor de

agua debemos absorber?

8. Dadas la cantidad total del aire necesario 10500 CFM, a tbs = 34,2C(93,56F);

tbh = 24C(75,2F); la cantidad de aire de retorno es 8200 CFM y las

temperaturas de este aire de retorno es tbs = 25C(77F); tbh = 15C(59F);

Hallar las temperaturas del bulbo seco y del bulbo hmedo de la mezcla.

9. Se desea climatizar un ambiente a las condiciones de confort en invierno, a una

altura de 1500 metros sobre el nivel del mar, con 20800 BTU/h, el aire

ambiente se encuentra a 14C(57,2F) de Tbs. y 9,5C(49,1F) de Tbh. Cuanto

calor sensible y cuanto calor latente se debe adicionar?

10. Se tiene aire cuya temperatura del bulbo seco es 35F y Hr = 80%, se calienta y


= 50%, calcular a).- el cambio de la presin parcial del vapor; b).- la cantidad de

agua que se agrega durante el proceso; c) el cambio de volumen de la mezcla

durante el proceso; d) el calor total agregado; e) el cambio del calor sensible; f)

el cambio de calor latente

11. Se pasa inicialmente a 90F del bulbo seco y 70F del bulbo hmedo, a travs

de un serpentin de enfriamiento con un punto de roco de 50F; y el aire sale a

58F, calcular: a) el factor de By-pass; b) el factor de calor sensible; c) el calor

total removido por el serpentn; d) el factor de calor sensible

12.- Explicar el proceso seguido para bajar la temperatura de Tbs = 70F y HR =100%

Hasta la Tbh = 48F y HR = 40%, e indicar cuantas libras de aire por hora se

deben manejar para retirar 7450 BTU/h de calor y 79 granos de humedad


final Tbs = 60F y HR = 50% a) Explicar el proceso en la carta sicromtrica b) La

cantidad de humedad por retirarse si estn circulando 1200 pies

cbicos/minuto

14.- El aire exterior en una ciudad que se encuentra a una altura de 2000 metros

sobre el nivel del mar, y Tbs = 35F; HR = 70%; Se desea descargarlo en el

interior de un local con Tbs = 70F y HR = 50%; calcular: a) la cantidad de agua a

50F que se debe aadir en el humidificador; b) cuanto calor se debe aadir en

el calentador; c) a que temperatura del bulbo seco se calienta antes del

atomizador.


40/58

15.- Se desea introducir aire a un saln a una Tbs = 70F; el aire se toma del exterior

a una Tbs = -4F y HR = 10%; calcular: a) la cantidad de calor en el

precalentador; b) la cantidad de agua en el humidificador y cantidad de calor; c)

la cantidad de calor en el recalentador; d) cuanto calor debe aadirse en el

humidificador, adems del cedido por el agua, si esta se encuentra a 72F

16.- Un saln de teatro debe mantener a 80F y 50% de HR. La ganancia de Qs es de

300000 BTU/h (carga local) y Ql de 320000 BTU/h. Si el aire sale del

acondicionador, a 90% de HR; encontrar: a) condiciones que deba tener el aire

a la salida del acondicionador, de modo que sera el mnimo calor sensible de

recalentamiento; b) la cantidad de aire necesaria; c) el calor necesario para

recalentar el aire.

17.- Se desea climatizar un ambiente que se encuentra a 2500 metros sobre el nivel

del mar, a las condiciones de confort en invierno, con 20800 BTU/h, el aireambiente se encuentra a 12C de Tbs. y 9,5C(49,1F) de Tbh. Cuanto calor

sensible y cuanto calor latente se debe adicionar?

18.- La ganancia de calor sensible de un auditorio es 100000 BTU/h y la de calor

latente 30000 BTU/h; Las condiciones interiores son Tbs = 80F y HR = 50%; la

HR del acondicionador es del 90%, calcular: a) Tbs y Tbh del aire que sale del

acondicionador; b) volumen de aire suministrado; c) volumen de aire de

retorno para que la temperatura de los difusores sean de 68F; d) comprobar

que la mezcla de aire acondicionado mas el aire de retorno, puede absorber la

carga de calor sensible y calor total.

19.- Se desea climatizar un saln de baile a 2500 metros sobre el nivel del mar, con

capacidad para 200 personas, cuyas dimensiones son: 40 x 30 x 5 metros, con

20 lmparas de 100 wattios c/u y dos ventanales laterales de 15 m x 1,8 m c/u;

las condiciones exteriores son: Tbs = 12C; 70% HR; las condiciones de confort

en invierno son: 24C y 40% HR. a) realizar un esquema del saln y b) calcular

las cargas sensible y latente de calefaccin.

20.- Se desea climatizar una bodega en la ciudad de Salinas, para preservar equipos

y materiales electrnicos de aviones, a una temperatura de 20C, y 45% de HR

con 2 cambios por hora de renovacin de aire, cuyas dimensiones son: 18 x 6 x

3 metros, con iluminacin apropiada y una puerta de 2 m x 1,5 m; a) realizar un

esquema del saln con la ubicacin del equipo del tipo Split-Ducto con 6 rejillas

de mando y b) calcular las cargas sensible y latente de refrigeracin.


41/58

21.- 6000 lb/h de aire a Tbs = 40 F y HR = 60%, se mezclan con 4000 lb/h de aire a

Tbs = 80 F y HR = 50%; encontrar las siguientes caractersticas de la mezcla: a)

Tbs y Tbh; b) Entalpa; c) Humedad especfica; d) Humedad relativa;

e) Representar en la carta sicromtrica el proceso de mezcla

22.- En un proceso de enfriamiento y deshumidificacin, el aire inicial a 80 F y HR =60%, pasa a travs de un serpentn de enfriamiento con una temperatura

efectiva en la superficie de 50 F; el aire sale a 53 F, se desea saber: a) peso de

la humedad condensada w; b) Calor total removido

23.- En un proceso adiabtico de saturacin, el aire entra a Tbs = 60 F y HR = 40%,

encontrar: a) Temperatura de roco inicial; b) Temperatura de roco final; c)

Temperatura de salida del aire; d) incremento de la humedad especfica; e)

Representar en la carta sicromtrica el proceso del aire.

24.- El aire exterior de cierta ciudad, cuya presin baromtrica es 29,92 plg de Hg.Tiene una Tbs = 35 F y HR = 70%; se desea descargarlo en el interior de un

local con una Tbs = 70 F y HR = 50%, calcular: a) La cantidad de agua que se

debe aadir en el humidificador; b) Cuanto calor se debe aadir en el

calentador; c) A que temperatura del bulbo seco se calienta el aire antes de

entrar en el atomizador

CUESTIONARIO DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADO

1. Cual es la diferencia o cual es la relacin entre la Humedad Relativa y la

Humedad Especfica?2. Como se denomina la temperatura en la cual la humedad se condensa en una

superficie?

3. Cuando se condensa la humedad en una superficie?

4. Como se representa en la Carta Sicromtrica, cuando se aumenta la humedad

del aire sin aumentar su temperatura?

5. Cuando se produce condensacin sin alterar la temperatura del aire, como se

denomina este proceso?

6. Cuando no hay alteracin en su contenido de humedad y su temperatura

disminuye, como se denomina este proceso?7. Explique el proceso de enfriamiento evaporativo?

8. Que es el Factor de ByPass y de que depende?

9. Que inconvenientes se pueden dar con un Factor de ByPass bajo?

10.Que ventajas se pueden dar con un Factor de ByPass pequeo?

11.Que es la temperatura eficaz?

12.Que es la higrometra?

13.Cuales son las cargas trmicas que se deben considerar en verano?

14.Cuales son las cargas trmicas que se deben considerar en invierno?

15.

Explique el proceso de calentamieno y humidificacin, y grafique?


42/58

16.Explique el proceso de calentamieno y deshumidificacin, y grafique?

17.Explique el proceso de enfriamiento y humidificacin, y grafique?

18.Explique el proceso de enfriamiento y deshumidificacin, y grafique?

19.Explique el proceso de humidificacin, por los dos procesos y grafique?

20.

Las descargas electrostticas se generan con facilidad y resultan ms difciles deeliminar para que valores de humedad relativa?

RESPUESTAS AL CUESTIONARIO DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADO

1. Cual es la diferencia o cual es la relacin entre la Humedad Relativa y la

Humedad Especfica?

La diferencia entre la Humedad relativa y la Humedad Especfica, es que la HR

relaciona presiones del vapor de agua contenida en el aire; y, la HE relaciona

cantidad en masa de agua contenida en el aire.

2.

Como se denomina la temperatura en la cual la humedad se condensa en una

superficie?

Se denomina temperatura del punto de roco; , temperatura del punto de

escarcha

3. Cuando se condensa la humedad en una superficie?

Cuando la temperatura de la superficie es igual a la temperatura del punto de

roco del ambiente acondicionado

4. Como se representa en la Carta Sicromtrica, cuando se aumenta la humedad

del aire sin aumentar su temperatura?

Se representa con una lnea vertical que corresponde a una determinada

temperatura del bulbo seco

5. Cuando se produce condensacin sin alterar la temperatura del aire, como se


Este proceso se denomina extraccin de calor latente

6. Cuando no hay alteracin en su contenido de humedad y su temperatura

disminuye, como se denomina este proceso?

Este proceso se denomina extraccin de calor sensible

7.

Explique el proceso de enfriamiento evaporativo?


43/58

Es el proceso mediante el cual se extrae calor sensible y latente, a la vez que se

le aade humedad al aire; En el enfriamiento evaporativo se necesita un

rociador, conforme va pasando el aire por el agua del rociador, el aire le va

cediendo calor. Parte de esa agua se evapora, extrayendo calor del aire, con lo

que este se enfra y humidifica.8. Que es el Factor de ByPass y de que depende?

Es el aire derivado que pasa por el serpentn, pero sin entrar en contacto con la

superficie de ste. La cantidad de aire que sigue este camino, depende

principalmente de la condicin del serpentn y de la velocidad del flujo de aire.

9. Que inconvenientes se pueden dar con un Factor de ByPass bajo?

Una temperatura del aire de aportacin puede ocasionar sensacin de

incomodidad en ambientes pequeos

Es probable que se necesiten serpentines grandes

Debido a la mayor rea de serpentn, es mayor la cantidad de aire que entra

en contacto con ella, sta extrae calor ms rpidamente y por tanto se

necesitar un mayor equipo de refrigeracin para mantener una

temperatura baja en el serpentn

Debido a la baja temperatura del conducto de insuflacin, harn falta

aislamientos y barreras de vapor.

10.Que ventajas se pueden dar con un Factor de ByPass pequeo?

Se necesita menos aire, debido a que su temperatura de salida es baja

Hacen falta conductos menores, dado que ha de pasar menor cantidad de

aire

Ventiladores y motor podrn ser de menor potencia

11.Que es la temperatura eficaz?

Es la obtenida mediante los termmetros del bulbo seco, del bulbo hmedo y

de la velocidad del aire. Esta temperatura eficaz depende del tipo de actividad

que se desarrolle en el recinto por las personas que lo ocupen

12.Que es la higrometra?

Es el estudio de la produccin de la humedad en el aire y la mediad de sus

variaciones

13.Cuales son las cargas trmicas que se deben considerar en verano?

Cargas debido a la penetracin por paredes, ventanas, etc; carga solar;

carga debido a las personas; carga debido a la iluminacin; carga debido a

motores elctricos; carga debido al aire exterior de ventilacin.

14.Cuales son las cargas trmicas que se deben considerar en invierno?

Prdidas de calor por paredes, ventanas, techos etc.; carga debido al aire

exterior de ventilacin

15.Explique el proceso de calentamieno y humidificacin, y grafique?


44/58

Primero habr que pasar el aire por el serpentn de caldeo y luego por el

rociador que debe tener las mismas condiciones de temperatura y humedad

finales

16.Explique el proceso de calentamieno y deshumidificacin, y grafique?

Este proceso se hace posible hacindole pasar al aire por sustancias slidas y

lquidas que absorben la humedad, por ej: gel de slice; este proceso se utiliza

generalmente en secado del aire

17.Explique el proceso de enfriamiento y humidificacin, y grafique?

Es aquel en el que hacemos pasar al aire por agua cuya temperatura debe ser

menor que la del bulbo seco y mayor que la del roco. (c punto de mezcla)

Tc - Td

f = -------------

Ta - Tdd

b c

a

18.Explique el proceso de enfriamiento y deshumidificacin, y grafique?

Primero habr de pasar por el serpentn de enfriamiento, en este proceso se extrae

calor sensible y cuando el aire se acerca a la temperatura final, se procede a la

extraccin de calor latente. (la temperatura del serpentn menor que la del roco del

aire)Tc - Td

f = -----------

b a Ta - Td

c

d

19.

Explique el proceso de humidificacin, por los dos procesos y grafique?


45/58

a) Calentamos el aire, o sea agregamos calor sensible mediante serpentn de

calentamiento ( 11), luego agregamos agua por humidificador (1 - 2)

2

1 1`

b) Precalentamos con serpentn (1 1`); luego saturamos el aire hasta el

punto 2`, por humidificador con agua caliente; luego calentamos con

serpentn (2` - 2)

2` 2

1 1`

20.Las descargas electrostticas se generan con facilidad y resultan ms difciles de

eliminar, para que valores de humedad relativa?

Se genera la electricidad esttica o descargas electrostticas con facilidad, por

el movimiento de personas, sillas, rodantes, papel y mobiliarios, cuando el aire

circundante contiene baja Humedad Relativa.


46/58

EXAMEN PARCIAL DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONDO

Facultad Ingenieria Mecanica - 29/04/2010 - Tiempo: 80 minutos

1.- Se tiene aire cuya temperatura del bulbo seco es 35F y Hr = 80%, se calienta y

se agrega agua hasta que se tiene una temperatura del bulbo seco de 70F y Hr = 50%,

calcular a).- el cambio de la presin parcial del vapor; b).- la cantidad de agua que se

agrega durante el proceso;

2.- Se pasa inicialmente a 90F del bulbo seco y 70F del bulbo hmedo, a travs

de un serpentin de enfriamiento con un punto de roco de 50F; y el aire sale a 58F,

calcular a).- el factor de By-pass; b).- el factor de calor sensible

3.- Explicar el proceso seguido para bajar la temperatura de Tbs = 70F y HR =100%Hasta la Tbh = 48F y HR = 40%, e indicar cuantas libras de aire por hora se deben

manejar para retirar 7450 BTU/h de calor y 79 granos de humedad


final Tbs = 60F y HR = 50% a) Explicar el proceso en la carta sicromtrica b) La

cantidad de humedad por retirarse si estn circulando 1200 pies cbicos/minuto

Cuestionario:

1.- Cual es la diferencia, o cual es la relacin entre la Humedad Relativa y la Humedad

Especfica?

2.- Cuando se produce condensacin sin alterar la temperatura del aire, como se


3.- Explique el proceso de enfriamiento evaporativo?

4.- Que es la temperatura eficaz?

5.- Cuales son las cargas trmicas que se deben considerar en verano?

Problema

Se desea climatizar un saln de baile en la costa, con capacidad para 400 personas, cuyas

dimensiones son: 60 m. x 30 m. x 4,5 metros de altura libre, con 20 lmparas de 100 wattios

c/u y dos ventanales de vidrio laterales de 15 m x 1,8 m c/u; una puerta de 3x3 m; las

condiciones exteriores son: Tbs = 32C; 70% HR; las condiciones de confort en invierno son:

Tbs: 22C y 40% HR. a) realizar un esquema del saln con distribucin de difusores de aire y

rejillas de extraccin, indicando la

cantidad de CFM que se deben inyectar y extraer y b) calcular las cargas sensibles y latentes

de refrigeracin.


47/58

EXAMEN PARCIAL DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONDO

Facultad Ingenieria Mecanica - 29/04/2010 - Tiempo: 80 minutos

Cuestionario:

1.- Cual es la diferencia, o cual es la relacin entre la Humedad Relativa y la Humedad

Especfica?

2.- Cuando se produce condensacin sin alterar la temperatura del aire, como se


3.- Explique el proceso de enfriamiento evaporativo?

4.- Que es la temperatura eficaz?

5.- Cuales son las cargas trmicas que se deben considerar en verano?

ProblemaSe desea climatizar un saln de baile en la costa, con capacidad para 300 personas,

cuyas Dimensiones son: 40 x 30 x 5 metros, con 20 lmparas de 100 wattios c/u y dos

ventanales laterales de 15 m x 1,8 m c/u; una puerta de madera de 3x3 m; las

condiciones exteriores son: Tbs = 32C; 70% HR; las condiciones de confort son: 22C y

50% HR. a) realizar un esquema del saln y b) calcular las cargas sensible y latente de

calefaccin.


48/58

I EXAMEN PARCIAL DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONDO

Facultad Ingenieria Mecanica - EPN - 14/11/2010 - Tiempo: 90 minutos

Se desea climatizar un saln de baile en la costa, con capacidad para 400 personas,

cuyas dimensiones son: 60 m. x 30 m. x 4,5 metros de altura libre, con 24 lmparas de120 wattios c/u y dos ventanales de vidrio laterales de 15 m x 1,8 m c/u; 2 puertas de

madera de 5 m. x 3 m. las condiciones exteriores son: Tbs = 32C; 70% HR; las

condiciones de confort en invierno son: 22C y 40% HR. a) realizar un esquema del

saln con distribucin de difusores de aire y rejillas de extraccin, indicando la antidad

de CFM que se deben inyectar y extraer en c/u y b) calcular las cargas sensibles y

latentes de refrigeracin.




cuyas dimensiones son: 60 m. x 30 m. x 4,5 metros de altura libre, con 24 lmparas de

120 wattios c/u y dos ventanales de vidrio laterales de 15 m x 1,8 m c/u; 2 puertas de









cuyas dimensiones son: 60 m. x 30 m. x 4,5 metros de altura libre, con 24 lmparas de

120 wattios c/u y dos ventanales de vidrio laterales de 15 m x 1,8 m c/u; 2 puertas de







49/58


50/58

PRUEBA DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADO 01/10/2010 EPN

1.- Se tiene aire cuyas condiciones iniciales son: Tbs = 40F y HR = 60%; y al pasar

por un calentador humidificador, sus condiciones finales son: Tbs = 70F y HR =

80%, calcular:

a) Agua agregada

b) Cambio de volumen

c) Cambio total de calor agregado

d) Calor sensible agregado

e) Calor latente agregado

2.- Cierta cantidad de aire se enfra de Tbs = 80F y HR = 50% a Tbs = 65F;

encontrar:

a) Temperatura final de roco

b) Temperatura final del bulbo hmedo

c) Humedad Relativa

d) Calor sensible removido

3.- El aire exterior est a Tbs = 10F y HR = 60%; pasa a travs de un calentador

humidificador y sale a Tbh = 75F y HR = 80%


b) La cantidad de humedad aadida

c) La cantidad de calor aadida

d) La temperatura del punto de escarcha en la condicin final

4.- Se desea deshumidificar el aire desde Tbs = 80F y HR = 80% a una condicinfinal Tbs = 60F y HR = 50%


b) La cantidad de humedad por retirarse si estn circulando 1200 pies

cbicos/minuto

c) Cual es el factor de calor sensible

d) La cantidad de calor sensible por retirarse

5.- Dadas la cantidad total del aire necesario 10500 CFM, a tbs = 34,2C(93,56F);

tbh = 24C(75,2F); la cantidad de aire de retorno es 8200 CFM y las

temperaturas de este aire de retorno es tbs = 25C(77F); tbh = 15C(59F);Hallar las temperaturas del bulbo seco y del bulbo hmedo de la mezcla.


51/58

PRUEBA DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADO

Tiempo 60 minutosEPN12/10/2010

1. Se desea climatizar un ambiente a las condiciones de confort en invierno, con

20800 BTU/h, el aire ambiente se encuentra a 14C de Tbs. y 9,5C de Tbh.Cuanto calor sensible y cuanto calor latente se debe adicionar?

2. Por un espacio sin acondicionar que se encuentra a una temperatura del bulbo

seco de 80F, cuyo aire contiene 110 granos de humedad por libra de aire seco,

se desea atravesar un conducto de aire frio, cuya temperatura del bulbo seco

en su superficie es 60F, se producir condensacin en la superficie del

conducto?

3. Dadas la cantidad total del aire necesario 10500 CFM, a tbs = 34,2C; tbh =

(75,2F); la cantidad de aire de retorno es 8200 CFM y las temperaturas de este

aire de retorno es tbs = 25C; tbh = 15C; Hallar las temperaturas del bulbo

seco y del bulbo hmedo de la mezcla.

4. Explicar el proceso seguido para bajar la temperatura de Tbs = 70F y HR =100%

Hasta la Tbh = 48F y HR = 40%, e indicar cuantas libras de aire por hora se

deben manejar para retirar 7450 BTU/h de calor y 79 granos de humedad

5. a). Cual es la diferencia, o cual es la relacin entre la Humedad Relativa y la

Humedad Especfica?

b). Cuando se produce condensacin sin alterar la temperatura del aire, como

se denomina este proceso?

c). Explique el proceso de enfriamiento evaporativo?

d). Que es la temperatura eficaz?

c). Cuales son las cargas trmicas que se deben considerar en verano?


52/58


Facultad Ingeniera Mecnica - EPN - 16/03/2012 - Tiempo: 120 minutos

1. Se desea climatizar un saln de baile a 2500 metros sobre el nivel del mar, con



una puerta de madera de 3x3 m. las condiciones exteriores son: Tbs = 12C;

70% HR; las condiciones de confort en invierno son: 24C y 40% HR. a) realizar

un esquema del saln y b) calcular las cargas sensible y latente de calefaccin.

2. Se desea climatizar un local de oficinas, utilizando una mezcla de aire exterior

con aire procedente del local, del que hemos obtenido previamente la carga

trmica: Carga sensible efectiva = 17875 watt. Carga latente efectiva Ql =9625watt. Las condiciones interiores del local son: tbs = 72F, hr = 50%. En el

exterior las condiciones son: tbs = 90F, hr = 70%. El factor de Bypass de la

Unidad de Tratamiento de Aire (UTA) es f = 0.3. El caudal de aire exterior de

ventilacin es = 1200 cfm, calcular: a) temperatura del roco de la UTA; b) el

caudal de suministro; c) Temperatura de entrada a la UTA; d) Temperatura de

salida de la UTA; e) Potencia frigorfica de la UTA.


Facultad Ingeniera Mecnica - EPN - 16/03/2012 - Tiempo: 120 minutos

1. Se desea climatizar un saln de baile a 2500 metros sobre el nivel del mar, con



u

ventilacion y aire acondicionado

Documents