Teorica Redes AIRE Acondicionado (2018 ) PDF

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TEORICA AIRE ACONDICIONADO...

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ACONDICIONAMIENTO TERMOMECÁNICO AIRE ACONDICIONADO REDES

DISTRIBUCIÓN DE FRÍO-CALOR Fluído caloportador

AIRE AGUA REFRIGERANTE

CANALIZACIONES CAÑERÍAS AGUA REFRIGERANTE CONDUCTOS AIRE

AISLACIONES

Planchas rígidas Mantas flexibles Preconformadas

ESCURRIMIENTO DE FLUÍDOS Aire Agua Gas

CAUDAL VELOCIDAD PRESIÓN PRESIÓN DINÁMICA PRESIÓN ESTÁTICA Ptotal = Pe + Pd

FLUJO Ɣ FLUÍDO VELOCIDAD FORMA RUGOSIDAD

AIRE

PLANTAS El aire para acondicionamiento puede provenir de diferentes equipos entre ellos:

CAMARA DE TRATAMIENTO AIRE U.M.A. Unidad Manejadora de Aire U.T.A. Unidad de Tratamiento de Aire FAN-COIL ZONAL ROOF-TOP ROOM-TOP DIVIDIDO PARA CONDUCTOS CALEFACTOR CENTRAL

Fácil distribuirlo en un ambiente Grandes canalizaciones que demandan mucho espacio El aire frío es mas pesado dificulta la mezcla Δt 10°C El aire caliente tiene menor densidad Δt 20°C

DISTRIBUCIÓN DE AIRE

• Evitar la formación de corrientes de aire molestas. • Evitar la formación de zonas de estancamiento de aire. • Evitar el “cortocircuito de aire”

EQUIPOS TERMINALES

Las rejas y los difusores son los equipos terminales mas habituales, pero no los únicos.

Destino Ubicación Material

REJAS

DIFUSORES

De inyección De retorno De toma de aire exterior De extracción

De alimentación De retorno Combinados (poco usuales)

De techo De pared De piso (poco usuales)

De techo

Chapa de acero Aluminio PVC

Chapa de acero Aluminio PVC

REJAS

De inyección De retorno De toma de aire exterior De extracción ALCANCE es la distancia que media entre reja y el punto del local en el cual la velocidad de aire alcanza el valor ideal de 10 a 20 m/min. Debe ser del 80%del lado del local

DIFUSORES

Circulares Cuadrados Rectangular Lineales ALCANCE es la distancia entre el centro del difusor y el punto en el cual el aire alcanza la velocidad final 0,25 m/s

DIFUSOR LINEAL Aluminio

Chapa acero pintada 1 vía ó 2 vías Ancho de 10-15-20-30 cm Pleno de ecualización Módulos de 1 a 2 mtrs de largo

Permite una distribución homogénea en situaciones específicas como por ejemplo contra fachadas

12

TOBERAS

Aluminio Chapa acero pintada ØDiam 15-20-30-40 cm Alcance hasta 40 mtrs Q hasta 1500 m3/h Para grandes ambientes Tiendas, auditorios, patios de comida, aeropuertos, estadios, etc.

REDES DE CONDUCTOS

La función de una red de conductos es transportar el aire desde la planta de tratamiento hasta el local y distribuirlo de modo homogéneo en el ambiente sin generar molestias a los ocupantes.

Espacios físicos disponibles Posible ubicación de equipos terminales de inyección y retorno Distribución y movimiento del aire en el ambiente Velocidades admisibles del aire (en el ambiente y en los ductos) Niveles de ruido tolerables Pérdidas o ganancias de calor a través de los conductos Fugas de aire Pérdidas por fricción

Clasificación

REDES DE CONDUCTOS DESTINO

GRAFICACION

Según el objeto de cada tramo de la red se pueden diferenciar en:

Para diferenciarlos en los planos se adoptan los siguientes colores

Conductos de inyección o mando Conductos de retorno Conductos para toma de aire exterior Conductos de extracción o expulsión

VELOCIDAD Según la velocidad del aire en circulación se clasifican en:

Baja velocidad < 700 m/min Alta velocidad > 750 m/min

INYECCIÓN RETORNO AIRE EXTERIOR EXTRACCIÓN

Violeta Naranja Verde Amarillo

PRESIÓN Según la presión del aire dentro de los conductos se clasifican en:

Baja Presión < 90 mm.c.a. Media Presión 90 a 120 mm.c.a. Alta Presión > 120 mm.c.a.

REDES DE CONDUCTOS RÍGIDOS FLEXIBLES Forma REDONDOS RECTANGULARES COMBINADOS Material

CHAPA GALVANIZADA PVC PLACAS DE FIBRA DE VIDRIO OTROS Chapa aluminio Mampostería Tela

Tecnología

CONDUCTOS Chapa Galvanizada

Secciones circulares o rectangulares Se fabrican en tramos de 2 mtrs de longitud que se unen in-situ Se aislan una vez montados con rollos o láminas aislantes Son pesados, se sujetan con flejes de acero de la estructura. Buena resistencia mecánica Son aptos para montaje a la vista. Chapa BWG n° 18 a 24 Se refuerzan las caras con un plegado en diagonal. Transmiten mucho el ruido

Son la tecnología mas utilizada

CONDUCTOS Son un tubo de film de PVC PVC Flexibles con una estructura de alambre galvanizado en espiral

Absorben 10 el ruido. Diámetro cm a 80 cm, largos 10 a 6 mtrs. Facilitan el replanteo. Se suelen utilizar para ramales terminales, combinando los troncales con Chapa galvanizada Pueden favorecer la acumulación de polvo. Son livianos y fáciles de transportar.

CONDUCTOS Placas rígidas Lana Mineral

Es a la vez conducto y aislación. Solo secciones rectangulares Se fabrican y montan en obra Buen comportamiento acustico Livianos y de fácil sujección Limitación forma Costo Solo baja velocidad

CONDUCTOS TELA Flexibles

Son mangas de tela microperforada Se colocan a la vista sujetas de tensores Conducen e inyectan el aire en el local Se desmontan con facilidad para lavado Silenciosas y livianas

Diámetro 30 a 120 cm Varios colores Inyectan 10 m3/min metro

PIEZAS ESPECIALES

DAMPER REGULACIÓN DE FLUJOPERSIANAS DAMPER

Registro manual

AISLACIÓN TÉRMICA PARA CONDUCTOS

LANA DE VIDRIO

Manto 25 ó 50mm. Sujetado con alambre galvanizado. Manipulación riesgosa.

LANA MINERAL

Igual que lana de vidrio de origen orgánico, no produce ….

LANA DE ROCA

Apta para altas temperaturas, ideal para conductos de humo

ESPUMA DE POLIETILENO

Rollos de espesores de 12 ó 20 mm. Mas liviana y fácil de manipular.

ESPUMA ELASTOMÉRICA

Es muy efectiva requiere poco espesor, pero es muy costosa. Se pega con cemento de contacto. Hay secciones Preconformadas o Spray insitu. Es tóxica en caso de incendio.

ESPUMA DE POLIURETANO POLIESTIRENO EXPANDIDO

Requiere el doble de espesor que la lana de vidrio, solo en planchas, mucho desperdicio.

Si son higroscópicos, necesitan tener una barrera de vapor para evitar condensaciones cuando se maneja aire frío.

Lana mineral (con fibra de vidrio)

Spray de Poliuretano (aplicable in-situ)

Lana de roca

Espuma elastomérica (Tipo ARMSTRONG)

Espuma de Polietileno

Poliestireno expandido (TELGOPOR)

PASOS PARA EL PROYECTO Para abordar el proyecto de una red de distribución de aire podemos definir los siguientes pasos:

UBICACIÓN DE DIFUSORES

El aire debe llegar al plano de trabajo completamente mezclado y a una velocidad que no sea inconveniente, en general se adopta 0,25 m/seg. DIFUSOR

DIFUSOR

90°

90°

45°

45° ALCANCE

PLANO DE TRABAJO

NPT

La altura del plano de trabajo depende de la actividad que se desarrolla en el local.

UBICACIÓN DE RETORNOS

DIFUSOR RETORNO

AL

CA NC E

ZONAS MUERTAS

DIFUSOR INYECC.

Los pueden ubicarse en las ZONAS MUERTAS entre alcance de difusores o tomarse en pared por debajo del plano de mezcla. Es importante que no se produzca un “cortocircuito” de aire

UBICACIÓN DE REJAS REJA INYECC

ALCANCE = 0,80 L

Aire primario Aire inducido

REJA RETORNO

PLANO DE TRABAJO

Aire retorno

NPT

Las rejas tienen aletas deflectoras horizontales y/o verticales para graduar la apertura de la descarga de aire. . Las de retorno pueden colocarse por debajo del plano de trabajo, así se garantiza no aspirar aire antes que se mezcle por completo en el ambiente.

RETORNO POR PLENO

(Una alternativa para cuando hay poco espacio) Se utiliza un espacio hermético, como un cielorraso, en lugar de un conducto. Solo para el aire de retorno, que luego será filtrado en el equipo, no puede usarse cuando hay riesgo de contaminaciones, como en edificios para la salud. Permite reducir espacios necesarios, simplificar la red y economizar conductos

CORTE

HABITACIÓN

HABITACIÓN PASILLO

También es posible utilizar una reja en pared o en puerta para retornar a través de un local contiguo como un pasillo, hall o corredor.

TRAZADO DE LA RED

EVITAR LARGOS RECORRIDOS EVITAR RECORRIDOS TORTUOSOS • EVITAR CRUCE DE CONDUCTOS • DAR PRIORIDAD A LA INYECCIÓN • DIFERENCIAR CONDUCTO PRINCIPAL, RAMAL SECUNDARIO Y TERMINAL. • FACILITAR LA ADECUACIÓN EN EL REPLANTEO • COORDINAR INTERFERENCIAS CON LUMINARIAS • •

CONDUCTOS EN FORMA DE PEINE

PLANTA

La disposición en peine evita que se produzcan cruces entre conductos, evitando alturas excesivas de cielorraso. También puede hacerse un doble peine

CAUDAL

C.A.M. C.A.R.

PLANTA

10

10

10

10

10

10

Determinar los caudales de inyección en cada boca Según la carga térmica del local se determina el caudal de aire de mando CAM = Qsi / 17 x ∆t Qsi = Calor sensible interior (sin considerar aire exterior) Kcal/h (m3/min)

Qsl = 0,35 x C.A.M.x ti-te

Δt = temp. Ambiente – temp de inyección

(Aprox 10°C)

PLANTA

C.A.M.

C.A.E.

C.A.R.

10 T.A.E.

10 25

10

10

10

25

10

10

Determinar los caudales de retorno en cada boca Según los requerimientos de ventilación se determina el caudal de retorno CAR = CAM - CAE CAM = Caudal Aire de Mando (m3/min) (m3/min) CAE= Caudal aire exterior,según N° personas y actividad(m3/min) Si se precisa presión + la extracción es menor que la inyección y viceversa

PLANTA

10

T.A.E.

10 50

25

25

25

10

C.A.R.

20

20

10

10

C.A.E.

10

50

20

C.A.M.

20

40

10

10

60

10

10

25

Determinar los caudales de inyección y retorno en cada tramo Se acumulan los caudales desde la última boca hasta el equipo. Si hay toma de aire exterior (TAE) se determina el caudal.

CALCULO DE CONDUCTOS Caudal S= velocidad

Donde: S= sección del conducto (m2) C= caudal de aire (m3/min ó m3/h) V= velocidad (m/min ó m/h)

CAUDAL VELOCIDAD ( Ruido + Caída de presión) Hay que garantizar que exista presión suficiente para que el aire llegue a las últimas bocas en los caudales necesarios. Existen 3 métodos para el cálculo de conductos:

a) Recuperación estática b) Reducción de velocidad c) Pérdida de carga constante

TABLA DE VELOCIDADES DEL AIRE DENTRO DE LA INSTALACION HALL HOTEL BAR CONFITERIA

HABITACION DE HOTEL

VIVIENDA

ESCUELA

EDIF. PLUBLICO BANCO

OFICINA

INDUSTRIA

MANDO

350-450

300-400

300-400

350-450

450

350-400

450-600

RETORNO

250-300

180-250

180-250

200-250

250-350

200-250

300

CONDUCTO SECUNDARIO

200

160-200

160-200

200-300

200-300

200-300

350-400

T.A.E.

300

250

250

300

300

300

350

SALIDA DEL EQUIPO

550

350

330-500

400-600

550

550

600-900

FILTRO

100

100

90

100

100

100

110

SERPENTINA

150

150

150

160

160

150

220

La velocidad determina el nivel de ruido que genera la circulación de aire, por lo que se limita dicha velocidad según el NC admisible en cada destino.

2.

3.

4.

Entrar con caudal máximo hasta cortar la velocidad de salida (que se adoptó según el destino) y se obtiene el Ø del 1er tramo. Se fija la Línea de perdida de carga constante.

Línea pérdida carga

1.

da Sali dad

Método de pérdida de carga constante

ci Velo

PASOS PARA EL CÁLCULO DE CONDUCTOS DE AIRE

Ø

Caudal Max.

Se va entrando con los caudales de los tramos subsiguientes hasta cortar la línea de perdida de carga definida y se lee el diámetro que le corresponde. Si los conductos no son circulares sino rectangulares se debe transformar buscando la equivalencia en la tabla de transformación de secciones.

R Valor mm.c.a./metro

m Tra

o

SECCIONES

10

Ø35 50 m3/m

Ø25

T.A.E.

25

20m3/m

20 10 m3/m

10

Ø20

Ø20

25

20 m3/m

Ø15

20 10 m3/m

10

Ø20

25 m3/m

Ø20

40 m3/m

Ø15

C.A.R. 50 m3/m

C.A.E. 10m3/m

Ø35

Ø30

Ø15

Ø38

PLANTA

10

10 m3/m

C.A.M . m3/m 60

10

10

Ø25 25 m3/m

Definir las dimensiones teóricas de los tramo de conductos Del diagrama se obtienen las dimensiones correspondientes a conductos de sección circular, que mas adelante se pueden adaptan a secciones rectangulares.

TRANSFORMACIÓN DE SECCIONES EQUIVALENTES Transformación de diámetros de conductos en secciones rectangulares equivalentes No es una simple equivalencia de superficie. Se utiliza un diagrama, donde entrando con el diámetro y fijando uno de los lados se obtiene el la dimensión del otro lado. Cuanto mayor es la relación de la lados, mas se incrementa el área total.

Evitar relaciones de lado mayores a 1:3

SELECCIÓN DE DIFUSORES 15x20 40x20

30x25

40x30 50 m3/m

Difusor Inyecc. Ø 20 (10 m3/m)

20x25

Difusor Inyecc. Ø 20 (10 m3/m)

25 m3/m

20m3/m

10 m3/m

15x10

20 10 m3/m

20 m3/m Difusor Inyecc. Ø 20 (10 m3/m) Dif. Ret. Ø30 (25 m3/m) 25 m3/m

T.A.E.

20x25

20 10 m3/m

40 m3/m Difusor Inyecc. Ø 20 (10 m3/m) Dif. Ret. Ø30 (25 m3/m)

25 m3/m 15x10

15x20

15x10

40x30

15x15

10m3/m

60 m3/m

15x20

40x35

Difusor Inyecc. Ø 20 (10 m3/m)

Difusor Inyecc. Ø 20 (10 m3/m)

Definir las dimensiones de los difusores y/o rejas Para inyección, según las tablas o ábacos del fabricante con el CAUDAL y el ALCANCE necesario para el proyecto, verificándose la velocidad final y el nivel de ruido que generan. Para retorno se divide el CAUDAL por la velocidad de paso admisible (100 a 120 m/min).

AGUA

CAÑERÍAS

RED AGUA HELADA-CALIENTE

HIERRO NEGRO HIERRO NEGRO GALVANIZADO

Diámetros ½” - ¾” - 1”- 1 ¼” 2” - 2 ½” - 3” - 4” - 5” - 6” - 8” ROSCADO SOLDADO BRIDA RANURADA

(Victaulic)

CAÑERÍAS LATÓN

RED AGUA HELADA-CALIENTE

SOLDADO (Soldadura fuerte) Con aporte de Plata-Cobre Diámetros ½” – ¾” – 1” – 1 ¼” -- 2” -- 2 ½” – 3”

CAÑERÍAS

RED AGUA HELADA-CALIENTE Diámetros 16-20-25- 32

POLIPROPILENO (CON ALUMINIO) POLIETILENO RETICULADO (PEX) POLIBUTILENO (PBT)

ROSCADO TERMOFUSIÓN UNION MECÁNICA

40-50-63-75-90-110

AISLACIONES

RED AGUA HELADA-CALIENTE

LANA MINERAL ESPUMA ELASTOMÉRICA

LANA DE VIDRIO ESPUMA DE POLIETILENO

PASOS PARA EL PROYECTO

Para abordar el proyecto de una red de distribución de agua podemos definir los siguientes pasos:

1)Ubicar la planta térmica (M.E.L. y/o CALDERA) 2) Ubicar los FAN-COIL 3) Realizar un tendido esquemático de la red Definir si es un sistema de 2 ó 4 cañerías. Si es compensado o no. Determinar la cantidad y posición de columnas de M y R.

4) Determinar los caudales en cada tramo Acumulando caudales desde los tramos mas alejados hasta la planta térmica.

5) Dimensionar la sección necesaria de las cañerías Según las velocidades admisibles y caídas de presión. 6) Determinar Caudal y Presión de las bombas de recirculación 7) Dimensionar el vaso de expansión

CAÑERÍAS

CAUDAL DE AGUA VELOCIDAD LONGITUD DE CAÑERÍAS PERDIDA DE CARGA

C=

Q BT Δt x Ce x Pe

DIMENSIONAMIENTO CIRCULACIÓN FORZADA Kcal / h

Litros/h =

°C x Kcal/Kg x Kg/Litro

FRÍO

CALOR C=

Kcal/h

C=

10 °C

Frig/h 5,5°C

Δt = Tentrada – Tsalida (50-40°C) A.Caliente

(6-12°C) A.Helada

PASOS PARA EL CÁLCULO DE CAÑERIAS DE AGUA

1.

o

S ad

Ø

m Tra

id loc Ve

Entrar con caudal máximo hasta cortar la velocidad de salida (que se adoptó) y se obtiene el Ø del 1er tramo.

Caudal Max.

al i

Se fija la Línea de perdida de carga constante. R Línea pérdida carga

3.

da

2.

Se va entrando con los caudales de los tramos subsiguientes hasta cortar la línea de perdida de carga definida y se lee el diámetro que le corresponde.

Valor mm.c.a./metro

R

BOMBA

SELECCIÓN

CAUDAL DE AGUA PRESIÓN DE LA BOMBA

P = (m.c.a.)

Longitud x R x 2 x 2 (mtrs x m.m.c.a. / Mtr)

VASO DE EXPANSIÓN (Abierto ó Atmosférico) V.E.= 2 [3% (Vol. caldera+Vol. cañerías+Vol. equipos)] de folletería del fabricante según CALDERA seleccionada

de folletería del fabricante según EQUIPOS adoptados

VOLUMEN DE SEGURIDAD = VOL. EXPANSION VOLUMEN DE EXPANSION = % VOL. AGUA SISTEMA 20/25 CM VOLUMEN FIJO Desborde con válvula de limpieza Cañería de Seguridad de Retorno

Expansión: 80ºC = 3% / 90ºC = 4,5% Para determinar el Volumen de Agua en cañerías se considera 0,7 lts x QT (Kcal/h) 100 Kcal/h

3 Bar (la más usada)

Volumen de Agua de la Instalación (Lts.)

T° m a ci Agu del áx. o land rcu

Volumen del Vaso de Expansión Hermético

VASO DE EXPANSIÓN (Cerrado ó Hermético)

Presión a la que quiero que funcione el Sistema
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