Materia de Ventilacion y Aire Acondicionado

VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADOINTRODUCCION: En forma general se ha venido hablando de la ventilación 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 producción sea eficiente, y en hospitales para la recuperación de los enfermos; por lo que sería más preciso hablar de Climatización en los diferentes espacios del hacer humano. Consideraciones Básicas Climatizar no es un lujo, sino, una necesidad de higiene. Bienestar de un individuo, es el equilibrio completo de todo el régimen térmico; este equilibrio térmico no suele ser sentido por el individuo; pero si se rompe este equilibrio, el individuo suele sentir malestar en forma espontánea. 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 oxígeno disponible para la respiración; si el aire se encuentra viciado por varias personas con su contenido de oxígeno disminuido, y con el aire expirado que contiene ácido carbónico, los ocupantes de ese local sentirán malestar. El aire tiene humedad, esta humedad provoca reducción de la evaporación de agua por parte de la epidermis, debido a la elevación de la presión parcial del vapor de agua existente en la atmósfera. El aire muy seco no suele dar impresión desagradable, en comparación con la que produce el aire muy húmedo, ya que en el aire seco se tiene una respiración más profunda y regular. En general, el trabajo es mejor en una atmósfera seca que en un ambiente cargado de humedad, aunque la temperatura sea más alta. El aire contiene polvo, con un contenido de polen, bacterias, gérmenes u hongos; el polvo que es muy higroscópico, asimila agua en función del contenido de humedad de la atmósfera. En hospitales, una buena climatización acelera el proceso de curación 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 circulación motorizada; también deberá tomarse en cuenta los gases de escape y los productos residuales de los motores de comb. Int. CLIMATIZACION Es el acondicionamiento del aire ó proceso que tiende al control simultáneo –dentro de un ambiente delimitado- de la pureza, humedad, temperatura y movimiento de aire. Su aplicación es muy variada, por ejemplo:  En procesos de fabricación que exigen humedad, temperatura y pureza del aire determinados y controlados, como en productos farmacéuticos, alimenticios, almacenamiento de plátanos, industria tabacalera, salas de impresión a colores, floricultura, etc. Ambientes que exigen seguridad, o sea que manejan productos tóxicos o inflamables. Locales en los que haya que eliminar la electricidad estática, para preveer incendios o explosiones. En hospitales para la recuperación de los enfermos, como es en sala de operaciones, rayos X, salas de recuperación, terapia intensiva, salas de esterilización, etc. En edificios y oficinas para el confort de las personas y condiciones favorables de trabajo.     SICROMETRIA Sicrometría es el estudio de las propiedades del aire. En el estudio y proyectos de aire acondicionado, la sicrometría abarca la medida y la determinación de las propiedades del aire existente en el recinto o edificio que se va a condicionar. PROPIEDAES DEL AIRE El aire se compone de Nitrógeno 78%, Oxígeno 21% y 1% de una mezcla de Hidrógeno, gas carbónico y Argón. Peso molecular = 28,96 gr/mol Peso específico = 1,2928 Kg/m³ Constante del aire R = 29,27 Calor específico a 20ºC y 1033 Kg/cm² a presión constante Cp = 0,241 Kcal/KgºK A volumen constante Cv = 0,172 Kcal/KgºK MEZCLA AIRE - VAPOR DE AGUA El aire contiene vapor de agua en cantidades variables, en los diferentes estados climáticos del medio amiente. El aire húmedo está compuesto de aire seco y vapor de agua; este aire seco a su vez, se compone de, otros gases, principlamente oxígeno y nitrógeno y otros en menor proporción no muy variable. El único 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 términos sicrométricos de: presión de vapor, humedad relativa y humedad absoluta; la temperatura del aire húmedo puede expresarse con base a la temperatura del bulbo seco o la del bulbo húmedo. Además de las propiedades de Entalpía y volumen específico. Presión de vapor parcial (Pv) Es la presión parcial del vapor de agua en el aire húmedo. Esta presión es pequeña con relación a la presión atmosférica. Presión del vapor saturado (Ps) Esta presión es cuando el aire está completamente saturado con vapor de agua (existen tablas de presión de vapor saturado de acuerdo a las diferentes temperaturas del aire). Húmedad Relativa (Hr) La humedad relativa es la humedad que contiene una masa de aire, en relación con la máxima humedad absoluta que podría admitir sin producirse condensación, conservando las mismas condiciones de temperatura y presión atmosférica. Hr Húmedad Específica (He) La humedad específica es la cantidad de vapor de agua contenido en el aire medido en gramos de vapor de agua por gramos de aire seco. He GRAFICO SICROMETRICO El gráfico sicrométrico es un elemento que simplifica la medida de las propiedades del aire, eliminando tediosos cálculos que de otro modo serían necesarios. Este gráfico representa las condiciones o propiedades del aire, tales como, la temperatura, humedad y punto de escarcha. gr. de h. Entalpía t.b.h. h.r. punto escarcha F.C.S. t.b.s. volumen específico TERMINOS USADOS EN SICROMETRIA Temperatura del Bulbo Seco (t.b.s.).- Es la temperatura del aire medida con un termómetro común. Temperatura del Bulbo Húmedo (t.b.h.).- Es la temperatura del aire medida con un termómetro común, cuyo bulbo de vidrio haya sido cubierto con una gasa húmeda. La temperatura puede medirse después de haber agitado rápidamente el termómetro en el aire. Humedad Relativa (h.r.).- Es la razón entre la cantidad de humedad existente en el aire y la cantidad máxima 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 21ºC posee inicialmente 3,6 gr. de vapor de agua por m³ de espacio. Si la temperatura del ambiente se conserva constante en el valor de 21ºC y agregamos vapor de agua hasta 18,1 gr, de modo que el aire ya no pueda absorber más agua, llegando a este punto, se dice que el aire está saturado y no puede contener más que 18,1 gr. de agua por m³ 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, cuantos gr.h. a una temperatura de 21ºC.El punto de escarcha se puede definir. o.Es la unidad de medida utilizada para determinar la cantidad de humedad contenida en el aire.. Este efecto queda representado en el gráfico sicrométrico por una línea vertical que indica aumento de humedad. Para reducir la humedad relativa hay que disminuir el contenido de humedad de aire o aumentar su temperatura. se encuentra saturado de aire con 480 gr de vapor de agua. el contenido de humedad del aire aumenta. que es el calor que hay que extraer para cambiar al sólido en líquido. pero la temperatura no se modifica. Temperatura del punto de escarcha (t.e. hay que incrementar el contenido de humedad de aire o reducir su temperatura. cuantos gr. si se desea disminuir la humedad relativa hasta un 40% a la misma temperatura. de vapor de agua por m³ debemos agregar para llegar a un 100% de HR en el espacio determinado? Un teatro de dimensiones 18x15x6 m³.).Aplicando el principio de calor latente al aire. Una baja humedad relativa permite que el calor salga del cuerpo por evaporación. Problemas:  El aire de un espacio determinado por 4x3x3 m³ contiene 108 gr de vapor de agua que corresponde a un 20% de humedad relativa.. que es el calor necesario para llevar un líquido al estado de vapor. y calor latente de fusión. como la menor temperatura a la que se puede enfriar el aire sin que se produzca condensación del vapor de agua o humedad.- Para aumentar la humedad relativa. los cambios que se producen son relativos al contenido de humedad de éste. a la temperatura de 22ºC.). Al añadir calor latente.p. . Calor latente aplicado al aire. CALOR LATENTE Ql (nos da la masa de agua) El calor latente se identifica como: calor latente de evaporación. si se desea mantener la misma temperatura.. vapor de agua debemos absorver?  Gramos de Humedad o humedad específica (g. dicho de otra manera más sencilla: “la temperatura en la cual la humedad se condensa en una superficie”. . su temperatura crece sin que se altere el contenido de humedad. son los correspondientes a su temperatura. el contenido de humedad disminuye. aunque la temperatura del aire sigue siendo la misma. Al añadir calor sensible.. Este efecto queda representado en el gráfico sicrométrico mediante una línea horizontal. Cualquier condición que produzca condensación sin alterar la temperatura del aire es una extracción de calor latente. pero sin modificar el contenido de humedad. Este efecto queda representado en el gráfico sicrométrico por una línea vertical que indica reducción de humedad CALOR SENSIBLE Qs (nos da el aire seco) Se llama calor sensible. Calor sensible aplicado al aire. al calor que aumenta la temperatura del aire. de izquierda a derecha.Aplicando al aire el principio de calor sensible.Si se extrae calor latente. los cambios que en él se producen. Ejercicios: Dadas la tbs = 25. hallar los demás términos Aplicación práctica de las magnitudes de humedad La humedad relativa.. usada en relación con el bienestar en aire acondicionado.3ºC y hr = 40%. hallar los demás términos Dadas la tbs = 38ºC y tbh = 22ºC. por ejemplo: Condiciones de confort en invierno: Condiciones de confort en verano: Ejercicios: 1. uniendo con una línea estos dos puntos.1ºC y una humedad relativa del aire exterior del 20%. Solución: en el gráfico sicrométrico encontrar los dos puntos combinados correspondientes a las condiciones interiores y exteriores. hallar una combinación de hr y tbs que esté dentro de las condiciones normales de comodidad interior en el invierno.Dadas una temperatura exterior de bulbo seco de -1.Al extraer calor sensible del aire. Este efecto queda representado en el gráfico sicrométrico mediante una línea horizontal. se podrá ver las diversas modificaciones que hay que aportar para darle al aire exterior las condiciones necesarias a la comodidad del ambiente interior: T = de 22ºC a 24ºC T = de 23ºC a 26ºC hr = de 30% a 35% hr = de 45% a 50% . RELACION DE TERMINOS EN EL GRAFICO SICROMETRICO De acuerdo a las condiciones del aire.6ºC y hr = 50%. conociendo dos términos se pueden conocer los demás términos. indica la cantidad de humedad que existe en el aire. hallar los demás términos Dadas la tbs = 20ºC y tpe = -5ºC. hallar los demás términos Dadas la tbh = 18. su temperatura disminuye sin que se produzca alteración alguna en su contenido de humedad. de derecha a izquierda. Dadas la temperatura del vidrio de la ventana -1.2ºC. En este ejemplo. uniendo con una línea estos dos puntos..2ºC de tbs y una hr del 20%. Si la hr aumentase por encima de ese 20% se formará condensación.a)...1ºC. Esto quiere decir que con 22.4ºC a 23.9ºC.1ºC. y corresponde a una humedad relativa del 20%.2ºC. la temperatura interior de la habitación 22.2ºC. 2. habrá que extraer calor al aire. Solución: Usar como temperatura de escarcha la de la ventana.1ºC.Como la temperatura de bulbo seco tiene que aumentar de -1. En este ejemplo. . se mantendrá seca la superficie del vidrio de la ventana.Como la temperatura de bulbo seco desciende de 29. hallar una combinación de hr y tbs que esté dentro de las condiciones normales de comodidad interior en el verano. en la que una caldera o serpentín de calentamiento aportará calor y un humidificador le agregará agua al aire.. el gráfico sicrométrico describe una operación simple de caldeo. b).Dadas una temperatura exterior de bulbo seco de 29.1ºC a 22. en la escala correspondiente.. Luego hallar la intersección de la horizontal trazada por el punto de -1. hallar la humedad relativa con la cual no se produce condensación en el vidrio. Solución: en el gráfico sicrométrico encontrar los dos puntos combinados correspondientes a las condiciones interiores y exteriores. b).4ºC y una humedad relativa del aire exterior del 70%.. con la vertical trazada por la temperatura del bulbo seco de 22. se podrá ver las diversas modificaciones que hay que aportar para darle al aire exterior las condiciones necesarias a la comodidad del ambiente interior: a). habrá que agregar calor al aire. el gráfico sicrométrico describe una operación simple de enfriamiento. localizando el valor de -1.Como la humedad relativa pasa del 20% al 30% habrá que añadirle al aire más humedad.Como la humedad relativa disminuye del 70% al 50% habrá que resecarlo al aire. CONDENSACION EN INVIERNO Ejercicios: 1). en el cual un serpentín de enfriamiento extrae calor y humedad del aire exterior. .(60ºF) hallar la temperatura del punto de escarcha y determinar si habrá condensación en la superficie del conducto o no. separada de la primera por un espacio de aire. cuya temperatura del bulbo seco en su superficie es 60ºF.96ºF) del espacio sin acondicionar y tbh = 23. CONDENSACION EN ESPACIOS SIN ACONDICIONAR Dadas la tbs = 32. la superficie del vidrio interior podrá estar a una temperatura superior a -1.6ºC.. que es la temperatura a la que se produciría condensación.(89. para obtener esta humedad relativa.5ºF de temperatura del bulbo húmedo. 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 mercancías.Aportando aire caliente a la superficie de la ventana se puede mantener dentro del recinto una humedad relativa alta. entonces la humedad del aire se condensará en la superficie del conducto.1ºC y de ese modo puede mantenerse una humedad ambiente superior al 30%. sin que aparezca condensación.Si en el ejercicio anterior. cuyo aire contiene 110 granos de humedad por libra de aire seco. se producirá condensación en la superficie del conducto? . Para prevenir estos efectos perjudiciales. que correspondería a la temperatura de la ventana y tomando en cuenta que con un 20% se produce condensación.6ºC). aislando el conducto con material aislante suficiente.2ºC y 30% y la temperatura del aire exterior es -1.1ºC. las condiciones normales de confort son 22.(60ºF).2ºC. como la temperatura de la superficie del conducto es menor (15. Problemas: Dadas. se observa que para evitar condensación en la ventana.(75ºF) así como la temperatura de la superficie del conducto de aire frio de 15.9ºC.Agregando otra superficie de vidrio. se desea atravesar un conducto de aire frio. la temperatura del bulbo seco de 85ºF y 69. ya que en el interior tenemos una humedad relativa del 30%.6ºC(69ºF) corresponde a las condiciones del espacio sin acondicionar. obteniendo así un nivel aceptable de comodidad. podemos recurrir a dos alternativas. a). b). habrá condensación en la superficie del conducto? Por un espacio sin acondicionar que se encuentra a una temperatura del bulbo seco de 80ºF. Solución: La tpe = 20. se puede conseguir. de un espacio sin acondicionar por donde atraviesa un conducto de aire frio cuya superficie tiene una temperatura de 65ºF. agregando humedad y aumentando por consiguiente la humedad relativa. esto ocurre en el invierno. o sea.7ºC(80ºF).5ºC (59. cuando por lo general el aire está caliente y húmedo. tbh = 16.9ºF). cuando por lo general el aire está más frio y seco. Como en realidad todo ello se realiza simultáneamente. tbh =7. esto ocurre en verano. hay que añadir calor latente. en el cual se añaden al mismo tiempo calor sensible y latente. Caldeo y Humidificación Por ejemplo si queremos acondicionar al aire que se encuentra a tbs = 15. así como para establecer el conocimiento correcto y la fijación mental de cada uno de los procesos sicrométricos. se tiene un proceso de caldeo y humidificación. en el gráfico se puede representar por una diagonal. Estos procesos incluyen el calentamiento. tal como se indica en la siguiente figura. hasta tbs = 26. hay que tener presente los conceptos básicos de los cambios debidos al caldeo y a la refrigeración que se pueden interpretar en el gráfico. Para tener una compresión total. . en el cual se enfría y se deshumidifica al mismo tiempo.2ºC(44. En un proceso de acondicionamiento de aire.7ºC(62ºF). refrigeración y la adición o extracción de humedad. y caldeo y enfriamiento sensibles. primero habrá de pasar por el serpentín de caldeo y luego por el rociador que debe tener las mismas condiciones de temperatura y humedad finales. Enfriamiento y Caldeo Sensibles y Latentes En un proceso de acondicionamiento de aire. debido a la humedad escasa. se tiene un proceso de enfriamiento y deshumidificación.96ºF). El calor sensible sólo reduce la humedad relativa y produce aire seco.PROCESOS SICROMETRICOS Los procesos sicrométricos. son variaciones de las condiciones sicrométricas del aire que tienen lugar en el proceso típico de acondicionamiento de aire. caldeo y enfriamiento latentes. Enfriamiento y Deshumidificación Por ejemplo si queremos acondicionar al aire que se encuentra a tbs = 85ºF. por ejemplo en una residencia. uniendo los dos puntos con una recta. situada en la . que la línea sicrométrica que representa estos procesos se llama “factor de calo sensible”. hasta la temperatura de confort de tbs = 75ºF.8.4ºC(66. y las condiciones buscadas para el ambiente tbs = 26. si la carga total de enfriamiento exige 10 toneladas de refrigeración.92ºF).5ºF. se necesitan 8 de ellas para extraer calor sensible y 2 de ellas para extraer calor latente. el factor de calor sensible es 0. Solución: llevar al gráfico sicrométrico las condiciones correspondientes a los datos de temperatura del bulbo seco y bulbo húmedo.6ºC(60ºF) y tbh = 14. se prolonga esta línea de unión hasta la escala del factor de calor sensible. se procede a la extracción de calor latente.3ºF. dicha línea representa los cambios que se producen en los calores sensible y latente. tbh = 73. esto quiere decir que el 80% del cambio es calor sensible y el 20% corresponde al latente. en el gráfico se puede representar por una diagonal. como se indica en la siguiente figura.92ºF). Dicho de otra manera. en este proceso se extrae calor sensible y cuando el aire se acerca a la temperatura final.4ºC(57. primero habrá de pasar por el serpentín de enfriamiento. tbh =62. CALCULOS PARA LA SELECCIÓN DE EQUIPOS Factor de Calor Sensible Fcs = Qs/Qt Qt = Qs + Ql El proceso simultáneo de enfriamiento y deshumidificación ocurre con tanta frecuencia en aire acondicionado. Ejemplo: Conociendo la carga térmica de refrigeración de 10 toneladas (10 TR). Este proceso de enfriamiento y deshumidificación se produce de modo simultáneo. así como las del aire insuflado tbs = 15. hallar el factor de calor sensible.7ºC(80ºF) y tbh = 19. 5 gr de humedad/kg aire seco hasta 15 gr de humedad/kg de aire seco.1ºF) de Tbh. cuanto de calor sensible y cuanto de calor latente. 1TR = 12000 BTU/h fcs Problema: En un local se necesitan extraer 16500 Kcal/h (65476.67. 60% de HR. se debe extraer? Se desea climatizar un ambiente a las condiciones de confort en invierno. con lo que este se enfría y humidifica.derecha del gráfico sicrométrico. el aire le va cediendo calor. Parte de esa agua se evapora. con 20800 BTU/h. La temperatura del bulbo húmedo se conserva constante en el valor de 21.3 TR de calor latente. lo que indica que el 67% de la pérdida de calor corresponde al sensible. En esta escala se lee el valor de 0. En el enfriamiento evaporativo se necesita un rociador. conforme va pasando el aire por el agua del rociador. .9ºC(75ºF).7 TR de calor sensible y 3. a la vez que se le añade humedad al aire.5ºC(49. creciendo la humedad relativa del 20% al 80%. el contenido de humedad aumenta aproximadamente de 10. el equipo deberá extraer 6.19 BTU/h) de calor del aire ambiente que se encuentra a 32ºC(89.1ºC. extrayendo calor del aire. y 9. Para el ejemplo presente.6ºF) de temperatura del bulbo seco.2ºF) de Tbs. Este proceso puede indicarse en el gráfico sicrométrico con el siguiente ejemplo: El aire entra en el rociador a tbs = 35ºC(95ºF) y se enfria allí hasta tbs = 23. el aire ambiente se encuentra a 14ºC(57. para acondicionar aire a las condiciones de confort en verano. Cuanto calor sensible y cuanto calor latente se debe adicionar? Enfriamiento Evaporativo Se llama enfriamiento evaporativo al proceso mediante el cual se extrae calor sensible y latente. 5ºC 89.96ºF – 8. de retorno puede representarse en el gráfico facilidad la temperatura media de la mezcla temperatura se puede determinar el tratamiento que llevar a cabo para mantener las condiciones A continuación la diferencia de temperaturas de bulbo seco entre el aire exterior y el aire de retorno es: 32. sin recurrir para nada del aire exterior. Una vez conocida esa necesario y los cambios que hay ambientales buscadas.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 puede indicarse en el gráfico sicrométrico.95 = 27.2 – 4. Una mezcla de aire exterior y sicrométrico. la cantidad de aire de retorno es 16200 m³/h y las temperaturas de este aire de retorno es tbs = 26.7ºC(80ºF).96ºF – 80ºF = 9. tbh = 16. a tbs = 32. determinando con resultante. tbh = 23. a continuación se determina el porcentaje de aire de retorno y esto es.96ºF 89. Solución: En el gráfico sicrométrico localizar los puntos del aire total y del aire de retorno y unir con una línea.2ºC – 26.9 = 8. Ejemplo.96ºF Luego 5.96ºF).2ºC(89.95ºC 32.7ºC = 5.96 = 81ºF .5ºC x 0. 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 máquina de acondicionamiento.9 = 4.Dadas la cantidad total del aire necesario 18200 m³/h.7ºC(62ºF).2ºC 9.9ºC(75ºF).96ºF x 0. Hallar las temperaturas del bulbo seco y del bulbo húmedo de la mezcla. En algunas aplicaciones de aire acondicionado puede llegarse a aprovechar el 100% del aire interno. a tbs = 34.56ºF).Desde este punto de 27. Esto es cierto. Otra aplicación del volumen específico del aire es la relacionada con su densidad. la cantidad de metros cúbicos que ocupa un Kilogramo de aire en condiciones determinadas de temperatura y presión. Cuando el volumen específico es más alto se necesita menos potencia o un motor menor. lo que quiere decir que el aire se expande al calentarse. 32. . la cantidad de aire de retorno es 8200 CFM y las temperaturas de este aire de retorno es tbs = 25ºC(77ºF). tbh = 15ºC(59ºF). el volumen específico es importante en la relación entre el rendimiento del ventilador y el tamaño del motor: un alto volumen específico exige menos energía para mover el ventilador y a la inversa.2 17. se encuentran en la línea de la escala de la temperatura del bulbo seco y se mide en m³/kg de aire. así como es menos denso en altas temperaturas. tal como ventiladores y motores.32ºF) que corresponde a la de la mezcla. encontrándose que su valor es 17. se puede ver también que a medida que aumenta la temperatura del aire va creciendo el volumen específico.2 Problema: Dadas la cantidad total del aire necesario 10500 CFM. En la carta sicrométrica.4ºC(63. Como la densidad del aire afecta al equipo que lo mueve. Hallar las temperaturas del bulbo seco y del bulbo húmedo de la mezcla.2ºF). la medida de los valores de volumen específico. VOLUMEN ESPECIFICO Se entiende por volumen específico. dado que hace falta menos energía para mover el aire cuando este tiene una densidad baja o volumen específico alto. se traza la línea de temperatura del bulbo húmedo.7 27.2ºC (81ºF) que se encuentra entre la línea de unión. tbh = 24ºC(75. siempre que se mantengan las condiciones de presión y medida del ventilador.2ºC(93.4 26. debido a que la Entalpía depende casi íntegramente de la temperatura del bulbo húmedo. Determinar a) el calor total removido b) el calor sensible removido c) el calor latente removido d) la cantidad de agua removida.Volumen específico ENTALPIA Se llama Entalpia al contenido total de calor. ó BTU por libra de aire En el gráfico sicrométrico las líneas de entalpía son las mismas que las del bulbo húmedo. la entalpía define el calor existente en el aire y en la humedad que este contiene. lo que resulta lógico. Se tiene aire cuya temperatura del bulbo seco es 35 ºF y Hr = 80%.  . Calcular: a) la cantidad de agua que se agrega al proceso. Ejercicios:  Se enfría aire cuya temperatura del bulbo seco es 85ºF y Hr = 70%. b) el calor total agregado. En términos sicrométricos. hasta que su temperatura del bulbo seco sea 70ºF y Hr = 50%. de aire. y se mide en Kcal por Kg. se calienta y se agrega agua hasta que se tiene una temperatura del bulbo seco de 70ºF y Hr = 50%. c) el calor sensible y calor latente agregados. se debe tomar en cuenta la infiltración del aire que se produce a través de puertas. depende del volumen del local. causada por el viento y por la diferencia de temperatura o efecto de chimenea. que se han obtenido por pruebas y experiencias. Por ejemplo solo para ventilación: En viviendas se necesitan de 1 a 3 cambios por hora. entonces: 4x5x3 = 60 m³ 60 m³ x 10 = 600 m³/h El local necesita un flujo de aire para ventilación de 600 m³/h Para determinar la cantidad de aire que se necesita mantener en un local climatizado. de la variación de temperaturas entre el aire del ambiente y del exterior. juntas y otras aberturas existentes como son conductos comunicados con el exterior para ventilación.DETERMINACION DE LA CANTIDAD DE AIRE EN EL LOCAL La cantidad de aire que se necesita en un local para climatizar. equivale a un volumen de 60 m³. La humedad que puede penetrar en el espacio acondicionado por infiltración. dependiendo del ambiente Ejercicio: Si un local tiene dimensiones de 4m x 5m x 3m. 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. y de los cambios de aire por hora que requiere el local. si este local necesita 10 cambios por hora. formando parte de la carga. el agente responsable de la infiltración. dependiendo del ambiente En hospitales se necesitan de 10 a 25 cambios por hora. La que entra a través de juntas se convierte en parte de la carga ambiente o se transforma con el aire de ventilación. debido al aire exterior. . de la carga térmica del local. es la diferencia de presión entre el exterior y el interior acondicionado. es otro de los factores que hay que tener en cuenta y se denomina carga latente. m³/h persona 35 25 25 35 35 35 25 13 50 . será mayor la cantidad de aire que entra en contacto con su superficie. que en el caso de una gran velocidad del aire. es el que pasa por el serpentín pero sin entrar en contacto con la superficie de éste. La cantidad de aire que sigue este camino depende principalmente de la condición del serpentín y de la velocidad del flujo de aire.54 cm) la cantidad de aire derivado sería mayor que en el caso de que el serpentín tuviese 8 aletas por pulgada. Si la velocidad del aire que pasa por el serpentín es baja.Fórmula para la determinación de la cantidad de aire del local caudal o cantidad de aire Cp = calor específico del aire a presión constante carga térmica del local Recomendaciones de cantidad de aire exterior para renovación LOCAL Apartamentos Bancos Peluquerías Bares Oficinas en general Tiendas Salas de hospital Teatros cines auditorios Aulas FACTOR DE DSVIACION (by-pass) El aire derivado o de “by-pass”. Por ejemplo: Si el serpentín tuviese una aleta por pulgada (2. Ejercicio: Dadas las temperaturas del serpentín 10ºC. debido a que su temperatura de salida es baja Hacen falta conductos menores.7ºC – 10ºC = 16. de manera que sean conocidos antes de la instalación del serpentín.6ºC – 10ºC = 5.7ºC Luego se divide = 0. En la práctica real estos factores se determinan mediante pruebas y cálculos. Si el factor de bypass es pequeño. hallar el factor de by-pass. es mayor la cantidad de aire que entra en contacto con ella. ésta extrae calor más rápidamente y por tanto se necesitará un mayor equipo de refrigeración para mantener una temperatura baja en el serpentín . Si el factor de by-pass fuese alto habría que realizar lo que se expone a continuación 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. dado que ha de pasar menor cantidad de aire Ventiladores y motor podrán ser de menor potencia Por lo tanto habrá que aclarar que inconvenientes podrán producir como resultado de un factor de by-pass bajo:    Una temperatura del aire de aportación puede ocasionar sensación de incomodidad en ambientes pequeños Es probable que se necesiten serpentines grandes Debido a la mayor área de serpentín. Solución: se resta la temperatura del aire de salida menos la del serpentín 15.33 este es el factor de by-pass Este factor de 0. se tienen las siguientes ventajas:    Se necesita menos aire. ha sufrido una caída de 2/3.6ºC Se resta la temperatura del aire de entrada menos la del serpentín 26.6ºC.33 (1/3) indica que la temperatura del aire que entra en el serpentín (26.7ºC). del aire que en el entra 26.7ºC y del aire que sale 15. cines. Esa temperatura eficaz depende del tipo de actividad que se desarrolle en el recinto por las personas que lo ocupan. menor deberá ser la diferencia entre las condiciones exteriores e interiores. mayor metabolismo y por tanto menor temperatura eficaz necesaria. Por consiguiente. Así mismo hay que tener en cuenta la época del año. de acuerdo con una combinación óptima de condiciones y equipos. evitándose así el choque térmico que se produce al salir o entrar en el ambiente. CONFORT TERMICO La elección de la temperatura eficaz para un recinto que haya que ser acondicionado para bienestar individual depende de varios factores: La temperatura eficaz es la obtenida mediante los termométros de bulbo seco y bulbo húmedo y la velocidad del aire. harán falta aislamientos y barreras de vapor. la temperatura eficaz deberá ser más baja.10 y 0. por su influencia en la temperatura eficaz. Debido a la baja temperatura del conducto de insuflación. habrá que recurrir a un criterio justo y lógico para determinar la mejor combinación de equipo y condiciones de comodidad. ya que en el verano. esta temperatura eficaz es menor que en el invierno. Por ejemplo en teatros. sexo femenino de menor metabolismo.30. Recomendaciones Internas de Bienestar en Invierno LOCAL Cinemas y teatros Edificios públicos TEMPERATURA BULBO SECO ºC 23 22 HUMEDAD RELATIVA 50 60 . El factor medio de by-pass para el aire acondicionado de bienestar. Condiciones de confort en invierno: Condiciones de confort en verano: T = de 22ºC a 24ºC T = de 23ºC a 26ºC hr = de 30% a 35% hr = de 45% a 50% El efecto de permanencia o choque térmico también determina la temperatura eficaz: cuanto menor sea la permanencia de una persona en el ambiente acondicionado. mayor temperatura efectiva. suele estar comprendido entre el 0. mayor temperatura efectiva. Esto quiere decir que a mayor actividad física. La edad y el sexo de las personas determina también la temperatura eficaz: por ejemplo a mayor edad. con el fin de compensar el calor cambiado por radiación entre las personas. también se considera como fuente de calor exterior.Fábricas y talleres Gimnasios Tiendas Residencias Salones de baile CARGAS TERMICAS 20 20 21 23 21 70 70 65 50 65 La carga térmica de un local se refiere al calor sensible o calor latente que hay que extraer o inyectar a un recinto. Fuentes de calor interior: Las fuentes de calor interior están constituidas por personas. depende de la cantidad de energía que consuma debido a su actividad. etc. pisos. son calores que están relacionados con la potencia eléctrica. claraboyas. para mantener el local en condiciones de confort. esto se debe al calor solar (calor sensible) que atraviesa a través de ventanas. luces. techos. Por lo tanto se consideran cargas térmicas de enfriamiento en el verano y cargas térmicas de calentamiento en invierno. CÁLCULO DE LAS GANANCIAS TÉRMICAS El cálculo de ganancias térmicas a través de paredes. Fuentes de calor exterior: Las fuentes de calor mas considerables en la carga térmica de un local se originan en el exterior de la estructura. estando este producto expresado en Kcal/h . ductos de ventilación. motores y cargas especiales. causado por el viento y por la diferencia de temperatura o efecto de chimenea. Otra fuente de calor exterior que hay que considerar es la carga térmica debido a la infiltración de aire que se produce por puertas y juntas. El producido por una persona (calor latente y sensible). Por eso es muy importante la orientación del edificio. las luces producidas por lámparas y focos. La humedad (calor latente) que penetra en el espacio acondicionado. Los motores eléctricos también son fuentes de calor que están en proporción a su potencia nominal. revestimientos y ventanas se realizan mediante tres etapas:    Determinación del área líquida en m² Determinación del factor correcto de transferencia de calor ( k ) Multiplicar el valor del área por el conjunto. El agente responsable de la infiltración es la diferencia de presión entre el exterior y el interior acondicionado. etc. paredes. divisiones. techos. revestimientos y ventanas Q = S k ( te – ti ) Q = carga térmica por paredes. pisos. revestimientos y ventanas en Kcal/h S = área libre de la superficie considerada en m² K = coeficiente total de trasmisión térmica en Kcal/m²hºC te = temperatura exterior en ºC ti = temperatura interior en ºC Valores medios de coeficientes de trasmisión de calor (k) Paredes exteriores Paredes interiores Piso Tejado Ventana Puerta k = 2.1 Kcal/m²hºC k = 1.4 Kcal/m²hºC k = 1.5 Kcal/m²hºC k = 3. haya de ser introducido en el recinto acondicionado Determinar la cantidad de aire que se escapa por puertas normalmente cerradas (infiltración) Hallar el aire que se escapa por las puertas de vaivén Determinar el aire que sale por los conductos de ventilación Fórmulas para determinar la carga térmica por aire exterior Qaex = D ( he – hi ) (sensible y latente) (sensible) Qaex = D Cp ( te – ti ) Qaex = carga térmica por el aire exterior en Kcal/h D = cantidad de aire exterior en Kg/h . techos.     Determinar la cantidad de aire que por motivos de ventilación. se realizan mediante los siguientes pasos.6 Kcal/m²hºC k = 1.5 Kcal/m²hºC El cálculo de ganancias térmicas correspondiente al aire exterior. pisos.7 Kcal/m²hºC k = 4.Fórmula para determinar la carga térmica solar por paredes. techos. ºC Carga Térmica producida en locales en Kcal/h persona Locales Teatros Oficinas Salas de baile Bares Motores Máquinas de café Aparatos eléctricos Calor sensible 50 50 60 120 700 Kcal/h x HP 200 Kcal/h x litro 0.he = entalpía del aire exterior en Kcal/Kg hi = entalpía del aire interior en Kcal/kg te = temperatura exterior en ºC ti = temperatura interior en ºC Cp = 0.h 50 Kcal/h x litro 250 Calor Latente 40 65 160 250 Calor Total 90 115 220 370 Recomendaciones de cambios de aire / hora en locales Salas de vivienda Cuartos de baño Hospitales Sépticos y sanitarios Cirugía Partos Terapia Intensiva Salas de hospitalización Esterilización 20 25 25 15 10 15 1a3 2a4 Recomendaciones de Cantidad de aire para renovación (densidad aire = 1.24 Kcal/kg.86 Kcal/Wattio.29 Kg/m³) Apartamentos 35 m³/h persona . iluminación Q = 0. la latitud y hora) Carga debida a las personas Carga debida a las luces. piso y techo Q = k x s x (te – ti) (Deberá considerarse toda la superficie exterior de paredes o divisiones) Carga solar directa a través de paredes.69 x CFMx ∆w Calor sensible (BTU/h) QS = 1. este valor depende de la orientación de la fachada.Bancos Bares Tiendas Restaurantes Aulas Residencias Oficinas en general Salas de hotel Peluquerías Casinos parrillas 25 25 13 35 50 35 25 20 25 35 “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ Fórmulas para determinar la carga térmica latente y sensible por aire exterior en función de la humedad y temperatura Calor latente (BTU/h) QL = 0. correspondiente al efecto de insolación.1x CFMx ∆T ∆w = granos de agua/libra de aire seco ∆T = diferencia de temperaturas exterior . techo y ventanas Q = k x s x (te – ti) (te – ti) (diferencia de temperaturas equivalente.86 x w (wattios de los focos) Carga debida a motores eléctricos Q = HP x 632 Kcal/h Carga debida a aparatos y equipos diversos Cargas debida a la ventilación (según los cambios de aire recomendados)      . en ºF CARGAS TERMICAS QUE SE DEBEN CONSIDERAR EN VERANO   Penetración por paredes.interior. el más comúnmente usado por algunos fabricantes de aire acondicionado. . pueden ser redondos o rectangulares     Nota: existen tablas y reglas de cálculo que proveen los fabricantes de equipos de Aire Acondicionado. ya que las cargas de calentamiento debido a los motores. pueden ser rectangulares o circulares Cálculo de los sistemas de conductos de insuflación y retorno. se consideran integrantes negativos. sino que al mismo tiempo ha de mantener las mejores condiciones de comodidad en el espacio acondicionado. En donde la pérdida de fricción se basa en una constante. para calcular las dimensiones de las rejillas y dimensiones de los ductos. Para el dimensionamiento de ductos. ventanas y techos Q = s x k x (ti – te) Pérdidas a causa del aire exterior Q = D x 024 (ti – te) ( según los cambios por hora recomendados) La carga térmica total es la suma de las dos componentes.4 por McQuay) Un sistema correcto de distribución del aire. por cada 100 pies de conducto (30 metros aproximadamente). sus medidas y tipos Determinación de la cantidad de aire de cada local. Este método sigue una secuencia definida que exige el empleo del gráfico patrón de fricción. o por el proceso gráfico. pisos. localización particular de cada ambiente. personas.CARGAS TERMICAS QUE SE DEBEN CONSIDERAR EN INVIERNO   Pérdidas de calor por paredes. es el que permite no solo un equilibrio satisfactorio del sistema. en función de la cantidad de aire necesario para el ambiente acondicionado. previo estudio de la planta del edificio correspondiente. lámparas. mediante el proceso analítico utilizando la fórmula. Localización de las rejillas o bocas de insuflación y retorno de acuerdo a las necesidades del ambiente. etc. área total. número de pisos. espacios disponibles para la instalación de ductos. esto quiere decir que hay que considerar el tipo de cimientos. es el método de fricción constante. mediante tablas o reglas de cálculo Cálculo de las rejillas de insuflación y retorno. El procedimiento seguido para calcular el sistema consta de las siguientes etapas:  Selección del tipo de sistema de conductos. DISEÑO DE DUCTOS (existe un software libre llamado DuctSizer v6. edificios públicos edificios industriales Niveles de Ruido La construcción de la voluta. la velocidad de salida del aire y la del aspa (rpm) afectan al nivel de ruido producido por el ventilador. Cuando se empleen ventiladores en instalaciones de bienestar personal. Por lo general. en las que debe mantenerse bajos niveles de ruido. la velocidad de salida del aire del ventilador habrá de mantenerse lo más reducida posible. edificios públicos edificios industriales En conductos verticales: residencias escuelas. teatros.Velocidades recomendadas del aire en metros/minuto En conductos principales: residencias escuelas. con el fin de que el ruido sea mínimo. a una gran velocidad de giro le corresponde un ruido alto. Niveles de Ruido normales en locales en decibeles (dB) Bancos Cines Edificios públicos Oficinas en general Fábricas Hospitales Tiendas Museos bibliotecas Restaurantes Teatros 55 a 60 35 a 40 55 a 60 60 a 70 77 a 90 40 a 55 50 a 60 40 a 45 60 a 70 30 a 35 200 a 280 300 a 400 350 a 550 150 180 a 210 250 . teatros. Los codos ordinarios se construyen con el radio menor o igual a los ¾ de la dimensión del conducto en la dirección del giro. Un codo con este radio menor tiene una relación R/D de 1.TRANSFORMACIONES Se emplean las transformaciones para unir dos conductos de diferente forma o sección recta. Cuando sea imposible llegar a este valor puede aumentarse la pendiente de la transformación no debe pasar del 25% RELACION DE FORMA La relación de forma. es la relación entre las dimensiones mayor y menor de la sección de un conducto rectangular. Esta relación es considerada óptima . La pendiente más recomendable para reducir la sección del conducto es la de 15%. en este caso es una buena norma no reducir su sección más de un 20%. Estos originan pérdidas 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. conducciones eléctricas. también los gastos de instalación y funcionamiento del sistema. codos reducidos con aletas directrices y codos rectos con aletas.25. elementos estructurales y otros obstáculos. Cuando se modifica la forma del conducto rectangular. especialmente en los codos y las T. sino. Aumentando esta relación aumenta no solamente el precio de costo. si esta pendiente no pudiera realizarse. deben evitarse siempre en el interior de los conductos. no deberá sobrepasar un máximo del 25%. Esta relación es un factor importante a tener en cuenta en el proyecto inicial. Con frecuencia debe reducirse el tamaño de los conductos para salvar un obstáculo. OBATACULOS Las tuberías. El costo de instalación depende de la cantidad de material utilizado. de la dificultad en la fabricación y colocación del conducto en la obra. en conductos de gran velocidad deben evitarse toda clase de obstáculos. permaneciendo igual su sección recta. se recomienda una pendiente del 15% para las piezas laterales de la transformación. 406 lb/pie² 1/24” 1.CALCULO DEL VOLUMEN DE OBRA Cálculo de Ductos de Aire Acondicionado Dimensiones del Ducto a ≤ 14” 24 22 20 18 Calibre 26 Espesor 1/48” 1/40” 1.656 lb/pie² 1/16” 2. a L b A = 2L (a + b) a c b Ld A= + b a A = ( 2a + 2b ) x Rr R=r+a a c La b A = ( 2a + c + b ) x L .156 lb/pie² Peso 0.156 lb/pie² 1/32” 1. por dobleces y desperdicios.96 lb/pie² 15” ≤ a ≤ 30” 31” ≤ a ≤ 54” 55” ≤ a ≤ 84” a ≥ 85” Nota: recomendación de aumento entre 15% y 20 % en peso. presión de vapor. luces. dimensión de los locales o áreas a climatizarse. normas generales de inyección y extracción de aire para mantener la temperatura de confort en los diferentes ambientes. velocidad del viento. condiciones interiores de confort. CARGAS EXTERIORES Rayos solares que entran por las ventanas. etc. volumen específico. que inciden en las paredes. alumbrado. efecto del sol. las áreas críticas que se deben climatizar. hablar del bienestar físico del cuerpo humano. presión barométrica del lugar. ocupantes. humedad relativa. Recomendaciones de cambios por hora para ambientes de los hospìtales. temperatura del rocío. CARGAS INTERIORES Personas. ventanas. motores que se usan en el local. techos. ventanas. DATOS DE DISEÑO Condiciones exteriores: temperaturas del bulbo seco y humedad relativa. etc. . altura del techo. temperatura del aire exterior. espacio libre entre el cielo razo y la losa o vigas. ESTUDIO DEL EDIFICIO O DE LA PLANTA ARQUITECTONICA Localización.PROYECTO INTRODUCCION Hablar sobre la necesidad de climatizar los hospitales. puertas. aire exterior necesario para ventilación. entalpía específica. techos. puertas. puntos cardinales. máquinas. calor latente y sensible. estructura o material de construcción. presión barométrica. calor que atraviesan las paredes. presión de saturación. niveles de ruido. orientación del edificio. PROPIEDADES PSICOMETRICAS DEL AIRE EXTERIOR E INTERIOR Temperaturas del bulbo seco y del bulbo húmedo. Que áreas deben climatizarse y que áreas deben aplicarse solo ventilación o extracción. ubicación de la Unidad Manejadora de Aire y de los ventiladores extractores. puertas. cantidad de mangas de distribución de aire. Enfriamiento o calentamiento en MBH. ubicar el tipo de difusores y rejillas con sus cantidades de aire a suministrarse y extraerse respectivamente UNIDADES MANEJADORAS DE AIRE Elementos que componen la máquina manejadora de aire: ventiladores. la cantidad de difusores. Capacidad en MBH (Mil BTU por Hora).). deshumidificadores. tipo de ductos (redondos o rectangulares). cantidad de Unidades Manejadoras de Aire con sus capacidades. Longitud del tramo o ramal (pies). trazado unifilar del recorrido de ductos. cantidad de ventiladores de inyección y de extracción con sus capacidades. Temperatura de salida del serpentín. Diámetro (pulg. humidificadores. serpentines de enfriamiento y filtros absolutos. ELABORACION DE LA TABLA DE RESULTADOS DEL CALCULO DE DUCTOS Tramo o ramal (pies). CFM. caida de presión en el serpentín en pulgadas de agua. ESPECIFICACIONES TECNICAS DE MATERIALES Y EQUIPOS La ductería será fabricada en planchas lisas de acero galvanizado. cantidad de rejillas. PLANOS DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO EN AUTOCAD Sobre los planos arquitectónicos el recorrido y dimensionamiento de ductos. Caida de presión (pulgadas de agua). Precalentamiento en MBH (si existe)./hora. de acuerdo con las dimensiones que se encuentra en los planos y calibres de acuerdo a la norma SMACNA.DIMENSIONAMIENTO DE DUCTOS Método a utilizarse. detalles. serpentines de calentamiento. VOLUMEN DE OBRA Se determinará el volumen de obra. de acuerdo al calibre utilizado. áreas del serpentín de calentamiento o enfriamiento en pulgadas. las especificaciones técnicas de la Unidad Manejadora de Aire. que consiste en la cantidad o peso total de las láminas de acero galvanizado que se utilizará en la fabricación de los ductos. Dimensiones del ducto rectangular (pulg. Hunidificación en Kg. Ventilador pérdidas de presión en pulgadas columna de agua . prefiltros.). cantidad de CFM para cada local LOCALIZACION DE DIFUSORES Y REJILLAS En cada local a acondicionarse. ubicación de difusores y rejillas de aire. velocidad del aire (pies por minuto). ubicación de la Unidades Manejadoras de Aire y Ventiladores extractores. deben contemplar lo siguiente: Unidad en CFM. simbología de planos. S. Belakhowsky Elementos Básicos de Aire Acondicionado. Billy Price y James Price Aire Acondicionado. André Missenard Acondicionamiento de Aire y Calefacción. Raúl Peragallo Calefacción y Refrigeración por Radiación.Bibliografía Manual del Ingeniero Mecánico. F. Edwin P. Carrier Calefacción y Climatización. Marks Refrigeración y Aire Acondicionado. Anderson . Hallar las temperaturas del bulbo seco y del bulbo húmedo de la mezcla. cuyo aire contiene 110 granos de humedad por libra de aire seco. MECANICA – 06/11/2009 1. para acondicionar aire a las condiciones de confort en verano. las condiciones de confort en invierno son: 24ºC y 50% HR. con capacidad para 200 personas. cuyo aire contiene 110 granos de humedad por libra de aire seco.Dadas la cantidad total del aire necesario 10500 CFM. cuya temperatura del bulbo seco en su superficie es 60ºF. con 20 lámparas de 100 wattios c/u y dos ventanales laterales de 15 m x 1. se debe extraer? 3. tbh = 15ºC.Se desea climatizar un salón de baile. se producirá condensación en la superficie del conducto? 2. cuanto de calor sensible y cuanto de calor latente. cuanto de calor sensible y cuanto de calor latente. cuya temperatura del bulbo seco en su superficie es 60ºF. para acondicionar aire a las condiciones de confort en verano. MECANICA – 06/11/2009 – 80 MINUTOS 1. las condiciones exteriores son: Tbs = 12ºC. cuyas dimensiones son: 40 x 30 x 5 metros.En un local se necesitan extraer 16500 Kcal/h de calor del aire ambiente que se encuentra a 32ºC de temperatura del bulbo seco 60% de HR.En un local se necesitan extraer 16500 Kcal/h de calor del aire ambiente que se encuentra a 32ºC de temperatura del bulbo seco 60% de HR. 70% HR. a tbs = 34.2ºC.Por un espacio sin acondicionar que se encuentra a una temperatura del bulbo seco de 80ºF.EXAMEN DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADO EPN – ING. se desea atravesar un conducto de aire frio. a) realizar un esquema del salón y b) calcular las cargas sensible y latente de calefacción. se desea atravesar un conducto de aire frio.Por un espacio sin acondicionar que se encuentra a una temperatura del bulbo seco de 80ºF. tbh = 24ºC..8 m c/u. EXAMEN DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADO EPN – ING. se debe extraer? . la cantidad de aire de retorno es 8200 CFM y las temperaturas de este aire de retorno es tbs = 25ºC. 4. se producirá condensación en la superficie del conducto? 2. las condiciones de confort en invierno son: 24ºC y 50% HR.Dadas la cantidad total del aire necesario 10500 PCM. a) realizar un esquema del salón y b) calcular las cargas sensible y latente de calefacción. las condiciones de confort en invierno son: 24ºC y 50% HR.Se desea climatizar un salón de baile.8 m c/u. tbh = 24ºC. 4. Hallar las temperaturas del bulbo seco y del bulbo húmedo de la mezcla..Se desea climatizar un salón de baile.2ºC. las condiciones exteriores son: Tbs = 12ºC.8 m c/u. 70% HR. cuyas dimensiones son: 40 x 30 x 5 metros.. cuyas dimensiones son: 40 x 30 x 5 metros. cuyas dimensiones son: 40 x 30 x 5 metros. las condiciones exteriores son: Tbs = 12ºC. a) realizar un esquema del salón y b) calcular las cargas sensible y latente de calefacción. la cantidad de aire de retorno es 8200 PCM y las temperaturas de este aire de retorno es tbs = 25ºC.3.. las condiciones exteriores son: Tbs = 12ºC. con 20 lámparas de 100 wattios c/u y dos ventanales laterales de 15 m x 1. tbh = 15ºC.8 m c/u. 70% HR. 70% HR. a) realizar un esquema del salón y b) calcular las cargas sensible y latente de calefacción. con 20 lámparas de 100 wattios c/u y dos ventanales laterales de 15 m x 1. las condiciones de confort en invierno son: 24ºC y 50% HR.Se desea climatizar un salón de baile. 4.. con capacidad para 200 personas. 4. cuyas dimensiones son: 40 x 30 x 5 metros. con 20 lámparas de 100 wattios c/u y dos ventanales laterales de 15 m x 1. con capacidad para 200 personas.8 m c/u. a tbs = 34. con capacidad para 200 personas. las condiciones de confort en invierno son: 24ºC y 50% HR. cuyas dimensiones son: 40 x 30 x 5 metros. 70% HR. las condiciones exteriores son: Tbs = 12ºC. con 20 lámparas de 100 wattios c/u y dos ventanales laterales de 15 m x 1. . a) realizar un esquema del salón y b) calcular las cargas sensible y latente de calefacción. con 20 lámparas de 100 wattios c/u y dos ventanales laterales de 15 m x 1. las condiciones exteriores son: Tbs = 12ºC.Se desea climatizar un salón de baile. con capacidad para 200 personas.. las condiciones de confort en invierno son: 24ºC y 50% HR. con capacidad para 200 personas.Se desea climatizar un salón de baile. 4. a) realizar un esquema del salón y b) calcular las cargas sensible y latente de calefacción.8 m c/u. 4. 70% HR. cuyas dimensiones son: 40 x 30 x 5 metros. las condiciones de confort en invierno son: 22ºC y 50% HR. con capacidad para 200 personas. 70% HR. con capacidad para 200 personas. a) realizar un esquema del salón y b) calcular las cargas sensible y latente de calefacción.4. las condiciones exteriores son: Tbs = 12ºC. . las condiciones exteriores son: Tbs = 12ºC..Se desea climatizar un salón de baile.Se desea climatizar un salón de baile. 70% HR. con 20 lámparas de 100 wattios c/u y dos ventanales laterales de 15 m x 1. cuyas dimensiones son: 40 x 30 x 5 metros. 4..8 m c/u. con 20 lámparas de 100 wattios c/u y dos ventanales laterales de 15 m x 1. las condiciones de confort en invierno son: 22ºC y 50% HR. a) realizar un esquema del salón y b) calcular las cargas sensible y latente de calefacción.8 m c/u. sus condiciones finales son: Tbs = 70ºF y HR = 80%.PROBLEMAS UTILIZANDO LAS CARTAS SICROMÉTRICAS 1.- 3. e indicar cuanto calor y cuanta humedad se retiran. encontrar: a) Temperatura final de rocío b) Temperatura final del bulbo húmedo c) Humedad Relativa d) Calor sensible removido Explicar el proceso seguido para bajar la temperatura de Tbs = 70ºF y HR = 100% a Tbh = 48ºF y HR = 40%. pasa a través de un calentador humidificador y sale a Tbh = 75ºF y HR = 80% a) Graficar el proceso en la carta sicrométrica b) La cantidad de humedad añadida c) La cantidad de calor añadida d) La temperatura del punto de escarcha en la condición final Se desea deshumidificar el aire desde Tbs = 80ºF y HR = 80% a una condición final Tbs = 60ºF y HR = 50% a) Graficar el proceso en la carta sicrométrica b) La cantidad de humedad por retirarse si están circulando 1200 pies cúbicos/minuto c) Cual es el factor de calor sensible d) La cantidad de calor sensible por retirarse Se tiene aire cuya temperatura del bulbo seco es 35 ºF y Hr = 80%.- 5. c) el calor sensible y calor latente agregados. se calienta y se agrega agua hasta que se tiene una temperatura del bulbo seco de 70ºF y Hr = 50%.Se tiene aire cuyas condiciones iniciales son: Tbs = 40ºF y HR = 60%. El aire exterior está a Tbs = 10ºF y HR = 60%.- .- 4. tomando en cuenta que se manejan 497 libras/hora de aire. también indicar las temperaturas del rocío inicial y final.- 6. b) el calor total agregado. y al pasar por un calentador humidificador. Calcular: a) la cantidad de agua que se agrega al proceso. calcular: a) Agua agregada b) Cambio de volumen c) Cambio total de calor agregado d) Calor sensible agregado e) Calor latente agregado Cierta cantidad de aire se enfría de Tbs = 80ºF y HR = 50% a Tbs = 65ºF. 2. - 9. e indicar cuantas libras de aire por hora se deben manejar para retirar 7450 BTU/h de calor y 79 granos de humedad Se desea deshumidificar el aire desde Tbs = 80ºF y HR = 80% a una condición final Tbs = 60ºF y HR = 50% a) Explicar el proceso en la carta sicrométrica b) La cantidad de humedad por retirarse si están circulando 1200 pies cúbicos/minuto El aire exterior en una cierta ciudad cuya presión barométrica es 29. Cuanto calor sensible y cuanto calor latente se debe adicionar? Se tiene aire cuya temperatura del bulbo seco es 35ºF y Hr = 80%.- Dadas la cantidad total del aire necesario 10500 CFM. c) la cantidad de calor en el recalentador. Hallar las temperaturas del bulbo seco y del bulbo húmedo de la mezcla. a tbs = 34. la cantidad de aire de retorno es 8200 CFM y las temperaturas de este aire de retorno es tbs = 25ºC(77ºF). tbh = 24ºC(75.- 14.- 13. calcular: a) la cantidad de calor en el precalentador. calcular: a) el factor de By-pass. Se desea introducir aire a un salón a una Tbs = 70ºF. b) el factor de calor sensible. d) el calor total agregado.92 pul de Hg.el cambio de la presión parcial del vapor. c) a que temperatura del bulbo seco se calienta antes del atomizador. si esta se encuentra a 72ºF 8. con 20800 BTU/h.- 10. tbh = 15ºC(59ºF). b) cuanto calor se debe añadir en el calentador. e) el cambio del calor sensible. además del cedido por el agua.- .1ºF) de Tbh. y 9.- 15.7.. b) la cantidad de agua en el humidificador y cantidad de calor..56ºF). f) el cambio de calor latente Se pasa inicialmente a 90ºF del bulbo seco y 70ºF del bulbo húmedo. HR = 70%.5ºC(49. Se desea climatizar un ambiente a las condiciones de confort en invierno. calcular: a) cuanta agua a 50ºF se debe añadir en el humidificador. d) el factor de calor sensible Explicar el proceso seguido para bajar la temperatura de Tbs = 70ºF y HR =100% Hasta la Tbh = 48ºF y HR = 40%.- 12.2ºF). y Tbs = 35ºF. b). el aire se toma del exterior a una Tbs = -4ºF y HR = 10%. c) el cambio de volumen de la mezcla durante el proceso.la cantidad de agua que se agrega durante el proceso. d) cuanto calor debe añadirse en el humidificador. y el aire sale a 58ºF.2ºF) de Tbs. calcular a). el aire ambiente se encuentra a 14ºC(57. se calienta y se agrega agua hasta que se tiene una temperatura del bulbo seco de 70ºF y Hr = 50%. a través de un serpentin de enfriamiento con un punto de rocío de 50ºF. Se desea descargarlo en el interior de un salon con Tbs = 70ºF y HR = 50%.2ºC(93. c) el calor total removido por el serpentín. b) la cantidad de aire necesaria.. a 90% de HR. La ganancia de Qs es de 300000 BTU/h (carga local) y Ql de 320000 BTU/h. puede absorver la carga de calor sensible y calor total.16. se calienta y se agrega agua hasta que se tiene una temperatura del bulbo seco de 75ºF y Hr = 45%.- .- 18. b).el cambio de la presión parcial del vapor. e indicar cuantas libras de aire por hora se deben manejar para retirar 8250 BTU/h de calor y 79 granos de humedad 17. de modo que sería el mínimo calor sensible de recalentamiento.- 20. Si el aire sale del acondicionador. calcular a). Las condiciones interiores son Tbs = 80ºF y HR = 50%. b) volumen de aire sumistrado.- 19. Se tiene aire cuya temperatura del bulbo seco es 40ºF y Hr = 72%. d) comprobar que la mezcla de aire acondicionado mas el aire de retorno. La ganacia de calor sensible de un auditorio es 100000 BTU/h y la de calor latente 30000 BTU/h..- Un salón de teatro debe mantener a 80ºF y 50% de HR. a través de un serpentin de enfriamiento con un punto de rocío de 10ºC.la cantidad de agua que se agrega durante el proceso. b). calcular a). encontrar: a) condiciones que deba tener el aire a la salida del acondicionador.. c) el calor necesario para recalentar el aire. c) volumen de aire de retorno para que la temperatura de los difusores sean de 68ºF. y el aire sale a 14ºC..el factor de calor sensible Explicar el proceso seguido para bajar la temperatura de Tbs = 21ºC y HR =100% Hasta la Tbh = 9ºC y HR = 35%. Se pasa inicialmente a 32ºC del bulbo seco y 22ºC del bulbo húmedo. calcular: a) Tbs y Tbh del aire que sale del acondicionador.el factor de By-pass. la HR del acondicionador es del 90%. como se denomina este proceso? Explique el proceso de enfriamiento evaporativo? Que es el Factor de ByPass y de que depende? Que inconvenientes se pueden dar con un Factor de ByPass bajo? Que ventajas se pueden dar con un Factor de ByPass pequeño? Que es la temperatura eficaz? Cuales son las cargas térmicas que se deben considerar en verano? Cuales son las cargas térmicas que se deben considerar en invierno? Explique el proceso de calentamieno y humidificación. cuando se aumenta la humedad del aire sin aumentar su temperatura? Cuando se produce condensación sin alterar la temperatura del aire. como se denomina este proceso? Cuando no hay alteración en su contenido de humedad y su temperatura disminuye. y grafique? Explique el proceso de enfriamiento y deshumidificación. y grafique? Explique el proceso de calentamieno y deshumidificación. y grafique? Explique el proceso de humidificación. y grafique? Explique el proceso de enfriamiento y humidificación. por los dos procesos y grafique? .CUESTIONARIO DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADO Cual es la diferencia o cual es la relación entre la Humedad Relativa y la Humedad Específica? Como se denomina la temperatura en la cual la humedad se condensa en una superficie? Cuando se condensa la humedad en una superficie? Como se representa en la Carta Sicrométrica. como se denomina este proceso? Explique el proceso de enfriamiento evaporativo? Que es la temperatura eficaz? Cuales son las cargas térmicas que se deben considerar en verano? Problema Se desea climatizar un salón de baile en la costa. 70% HR. a) realizar un esquema del salón con distribución de difusores de aire y rejillas de extracción. 70% HR. con 20 lámparas de 100 wattios c/u y dos ventanales de vidrio laterales de 15 m x 1.8 m c/u.4. con capacidad para 300 personas. o cual es la relación entre la Humedad Relativa y la Humedad Específica? Cuando se produce condensación sin alterar la temperatura del aire.4. con 20 lámparas de 100 wattios c/u y dos ventanales laterales de 15 m x 1. EXAMEN PARCIAL DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONDO Facultad Ingenieria Mecanica .29/04/2010 . las condiciones exteriores son: Tbs = 32ºC.8 m c/u. las condiciones de confort en invierno son: 22ºC y 40% HR. x 4.2. cuyas dimensiones son: 60 m. con capacidad para 400 personas.5. o cual es la relación entre la Humedad Relativa y la Humedad Específica? Cuando se produce condensación sin alterar la temperatura del aire. x 30 m.Cual es la diferencia.29/04/2010 .Cual es la diferencia.3. las condiciones exteriores son: Tbs = 12ºC. a) realizar un esquema del salón y b) calcular las cargas sensible y latente de calefacción.EXAMEN PARCIAL DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONDO Facultad Ingenieria Mecanica . .Tiempo: 80 minutos Cuestionario: 1.Tiempo: 80 minutos Cuestionario: 1.2. como se denomina este proceso? Explique el proceso de enfriamiento evaporativo? Que es la temperatura eficaz? Cuales son las cargas térmicas que se deben considerar en verano? Problema Se desea climatizar un salón de baile en la costa.5.3.5 metros de altura libre. indicando la cantidad de CFM que se deben inyectar y extraer y b) calcular las cargas sensibles y latentes de refrigeración. cuyas Dimensiones son: 40 x 30 x 5 metros. las condiciones de confort en invierno son: 22ºC y 50% HR. x 4. las condiciones de confort en invierno son: 22ºC y 40% HR.05/11/2010 .5 metros de altura libre. 2 puertas de madera de 5 m. II EXAMEN PARCIAL DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONDO Facultad Ingenieria Mecanica .8 m c/u. con capacidad para 400 personas. las condiciones exteriores son: Tbs = 32ºC. x 3 m. las condiciones exteriores son: Tbs = 32ºC. con 24 lámparas de 120 wattios c/u y dos ventanales de vidrio laterales de 15 m x 1. x 30 m. cuyas dimensiones son: 60 m. las condiciones de confort en invierno son: 22ºC y 40% HR.EPN . 70% HR. 2 puertas de madera de 5 m.05/11/2010 . x 3 m. 70% HR.Tiempo: 90 minutos Se desea climatizar un salón de baile en la costa. con capacidad para 400 personas. con 24 lámparas de 120 wattios c/u y dos ventanales de vidrio laterales de 15 m x 1. con capacidad para 400 personas. x 4.II EXAMEN PARCIAL DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONDO Facultad Ingenieria Mecanica . .05/11/2010 . cuyas dimensiones son: 60 m. indicando la antidad de CFM que se deben inyectar y extraer en c/u y b) calcular las cargas sensibles y latentes de refrigeración. las condiciones de confort en invierno son: 22ºC y 40% HR.EPN . II EXAMEN PARCIAL DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONDO Facultad Ingenieria Mecanica . x 30 m. con 24 lámparas de 120 wattios c/u y dos ventanales de vidrio laterales de 15 m x 1.EPN . indicando la antidad de CFM que se deben inyectar y extraer en c/u y b) calcular las cargas sensibles y latentes de refrigeración. x 3 m. x 4.5 metros de altura libre. 70% HR.8 m c/u. a) realizar un esquema del salón con distribución de difusores de aire y rejillas de extracción. 2 puertas de madera de 5 m. a) realizar un esquema del salón con distribución de difusores de aire y rejillas de extracción.Tiempo: 90 minutos Se desea climatizar un salón de baile en la costa. las condiciones exteriores son: Tbs = 32ºC.5 metros de altura libre.8 m c/u. x 30 m. cuyas dimensiones son: 60 m. indicando la antidad de CFM que se deben inyectar y extraer en c/u y b) calcular las cargas sensibles y latentes de refrigeración.Tiempo: 90 minutos Se desea climatizar un salón de baile en la costa. a) realizar un esquema del salón con distribución de difusores de aire y rejillas de extracción. indicando el total de peso de cada calibre 8m 4m 3m 300 cfm 400 cfm 6m 4m 3m 4m 3m 5m 300 cfm 400 cfm 5m 500 cfm ... los difusores y dibujar el recorrido con codos y difusores 2.EXAMEN SUPLETORIO DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADO EPN – INGENIERIA MECANICA – 9/07/2010 1.Dimensionar la ductería.Calcular el volumen de obra. .- Se tiene aire cuyas condiciones iniciales son: Tbs = 40ºF y HR = 60%.- 3. y al pasar por un calentador humidificador. sus condiciones finales son: Tbs = 70ºF y HR = 80%. encontrar: a) Temperatura final de rocío b) Temperatura final del bulbo húmedo c) Humedad Relativa d) Calor sensible removido El aire exterior está a Tbs = 10ºF y HR = 60%. pasa a través de un calentador humidificador y sale a Tbh = 75ºF y HR = 80% a) Graficar el proceso en la carta sicrométrica b) La cantidad de humedad añadida c) La cantidad de calor añadida d) La temperatura del punto de escarcha en la condición final Se desea deshumidificar el aire desde Tbs = 80ºF y HR = 80% a una condición final Tbs = 60ºF y HR = 50% a) Graficar el proceso en la carta sicrométrica b) La cantidad de humedad por retirarse si están circulando 1200 pies cúbicos/minuto c) Cual es el factor de calor sensible d) La cantidad de calor sensible por retirarse Dadas la cantidad total del aire necesario 10500 CFM.2ºF).- 5. calcular: a) Agua agregada b) Cambio de volumen c) Cambio total de calor agregado d) Calor sensible agregado e) Calor latente agregado Cierta cantidad de aire se enfría de Tbs = 80ºF y HR = 50% a Tbs = 65ºF. tbh = 24ºC(75. Hallar las temperaturas del bulbo seco y del bulbo húmedo de la mezcla. la cantidad de aire de retorno es 8200 CFM y las temperaturas de este aire de retorno es tbs = 25ºC(77ºF).2ºC(93.- 01/10/2010 EPN 2.PRUEBA DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADO 1.- 4. tbh = 15ºC(59ºF).56ºF). a tbs = 34. cuyo aire contiene 110 granos de humedad por libra de aire seco. Por un espacio sin acondicionar que se encuentra a una temperatura del bulbo seco de 80ºF. Cuales son las cargas térmicas que se deben considerar en verano? . con 20800 BTU/h. Explique el proceso de enfriamiento evaporativo? d). Explicar el proceso seguido para bajar la temperatura de Tbs = 70ºF y HR =100% Hasta la Tbh = 48ºF y HR = 40%. 4. Que es la temperatura eficaz? c).5ºC de Tbh. Cuanto calor sensible y cuanto calor latente se debe adicionar? 2. el aire ambiente se encuentra a 14ºC de Tbs. Cual es la diferencia. e indicar cuantas libras de aire por hora se deben manejar para retirar 7450 BTU/h de calor y 79 granos de humedad 5. cuya temperatura del bulbo seco en su superficie es 60ºF. a). se desea atravesar un conducto de aire frio.2ºC. como se denomina este proceso? c). Se desea climatizar un ambiente a las condiciones de confort en invierno. a tbs = 34. Dadas la cantidad total del aire necesario 10500 CFM. se producirá condensación en la superficie del conducto? 3. o cual es la relación entre la Humedad Relativa y la Humedad Específica? b). y 9. la cantidad de aire de retorno es 8200 CFM y las temperaturas de este aire de retorno es tbs = 25ºC. Hallar las temperaturas del bulbo seco y del bulbo húmedo de la mezcla. tbh = 15ºC. tbh = (75.2ºF). Cuando se produce condensación sin alterar la temperatura del aire.PRUEBA DE VENTILACION Y AIRE ACONDICIONADO Tiempo 60 minutos – EPN – 12/10/2010 1.