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ACONDICIONAMIENTO TERMOMECÁNICO AIRE ACONDICIONADO

Facultad de Arquitectura y UrbanismoSISTEMAS CONSTRUCTIVOS 2

Cátedra Arq. LLOBERAS2013

REDES

DISTRIBUCIÓN DE FRÍO-CALOR

AIRE

Fluído caloportador

AGUA

REFRIGERANTE

SC2 - UB LLOBERAS - 2013 1

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Fácil distribuirlo en un ambienteGrandes canalizaciones que demandan mucho espacio

El aire frío es mas pesado dificulta la mezcla t 10°CEl aire caliente tiene menor densidad t 20°C


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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”

PLANTASEl aire para acondicionamiento puede provenir de diferentes equiposentre 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


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REJAS

De inyecciónDe retorno

De toma de aire exterior

DIFUSORES

De alimentaciónDe retorno

Combinados (poco usuales)

EQUIPOS TERMINALES

D e s t i n o

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

De extracción

De techo

De pared

De piso (poco usuales)

De techo

U b

i c a c i ó n

Chapa de acero

Aluminio

PVC

Chapa de acero

Aluminio

PVC M a t e r i a l

REJAS De inyecciónDe retornoDe toma de aire exterior De extracción

ALCANCE es la distancia que mediaentre reja y el punto del local en el cualla velocidad de aire alcanza el valorideal de 10 a 20 m/min.Debe ser del 80%del lado del local


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DIFUSORESCirculares

Cuadrados

Rectangular

Lineales

es a s anc a en re ecentro del difusor y el punto en el cualel aire alcanza la velocidad final 0,25m/s

DIFUSOR LINEAL AluminioChapa acero pintada 1 vía ó 2 vías Ancho de 10-15-20-30 cm Pleno de ecualizaciónMódulos de 1 a 2 mtrs de largoPermite una distribución homogénea en situacionesespecíficas como por ejemplo contra fachadas

12


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TOBERAS

AluminioChapa acero pintada

ØDiam 15-20-30-40 cm

Alcance hasta 40 mtrsQ hasta 1500 m3/h

Para grandes ambientesTiendas, auditorios, patiosde comida, aeropuertos,estadios, etc.

REDES DE CONDUCTOSLa función de una red de conductos es transportar el aire desde la planta detratamiento hasta el local y distribuirlo de modo homogéneo en el ambiente singenerar molestias a los ocupantes.

Espacios físicos disponibles

Posible ubicación de equipos terminales de inyección y retornoDistribución 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


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REDES DE CONDUCTOS

Conductos de inyección o mando

Conductos de retorno

Conductos para toma de aire exterior

Conductos de extracción o expulsión

Clasificación

Violeta

Naranja

Verde

Amarillo

GRAFICACIONPara diferenciarlos en los planos se adoptan lossiguientes colores

INYECCIÓN

RETORNO

AIRE EXTERIOR

EXTRACCIÓN

DESTINOSegún el objeto de cada tramo de la red se puedendiferenciar en:

VELOCIDADSegún la velocidad del aire en circulación seclasifican en:

Baja velocidad < 700 m/min

Alta velocidad > 750 m/min

PRESIÓNSegún la presión del aire dentro de los conductosse clasifican en:

Baja Presión < 90 mm.c.a.

Media Presión 90 a 120 mm.c.a.

Alta Presión > 120 mm.c.a.

La presión incidirá en la resistencia mecánica yen la hermeticidad necesaria, por lo que afecta ala tecnología a seleccionar.

La mayor velocidad permite reducir las secciones,pero tiene una influencia restrictiva por el ruido quese produce.

Normalmente utilizaremos en los edificios sistemasde baja velocidad y presión.

RÍGIDOSFLEXIBLES

REDONDOSRECTANGULARES

REDES DE CONDUCTOS Tecnología

Forma

CHAPA GALVANIZADAPVCPLACAS DE FIBRA DE VIDRIO

OTROS Chapa aluminioMamposteríaTela

Material


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CONDUCTOSChapaGalvanizada

Secciones circulares orectangularesSe fabrican en tramos de 2 mtrsde longitud que se unen in-situSe aislan una vez montados

con rollos o láminas aislantesSon pesados, se sujetan conflejes de acero de la estructura.Buena resistencia mecánica

vista.Chapa BWG n°18 a 24Se refuerzan las caras con unplegado en diagonal.Transmiten mucho el ruido

Son la tecnología masutilizada

CONDUCTOSPVC Flexibles

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

Son un tubo de film de PVCcon una estructura dealambre galvanizado enespiral


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CONDUCTOSPlacas rígidasLana Mineral

Es a la vez conducto y aislación.Solo secciones rectangularesSe fabrican y montan en obraBuen comportamiento acusticoLivianos y de fácil sujección

Limitación formaCostoSolo baja velocidad

CONDUCTOSTELA FlexiblesSon mangas de tela microperforadaSe colocan a la vista sujetas de tensoresConducen e inyectan el aire en el localSe desmontan con facilidad para lavadoSilenciosas y livianas

Diámetro 30 a 120 cmVarios colores

Inyectan 10 m3/minmetro


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PIEZAS ESPECIALES

DAMPER PERSIANAS

REGULACIÓN DE FLUJO

Registro manual


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AISLACIÓN TÉRMICA PARA CONDUCTOSLANA DE VIDRIO

LANA MINERAL

LANA DE ROCA

ESPUMA DE POLIETILENO

Manto 25 ó 50mm. Sujetado con alambregalvanizado. Manipulación riesgosa.

Igual que lana de vidrio de origen orgánico, noproduce ….

Apta para altas temperaturas, ideal paraconductos de humo

Rollos de espesores de 12 ó 20 mm.

ESPUMA ELASTOMÉRICA

ESPUMA DE POLIURETANO

POLIESTIRENO EXPANDIDO

Hay secciones Preconformadas o Spray in-situ. Es tóxica en caso de incendio.

Si son higroscópicos, necesitan tener una barrera de vapor para evitar condensaciones

cuando se maneja aire frío.

Mas liviana y fácil de manipular.

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

Es muy efectiva requiere poco espesor, peroes muy costosa. Se pega con cemento decontacto.

Espuma de PolietilenoLana de rocaLana mineral (con fibra de vidrio)

Poliestireno expandido(TELGOPOR)

Espuma elastomérica(Tipo ARMSTRONG)

Spray de Poliuretano(aplicable in-situ)


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PASOS PARA EL PROYECTOara a or ar e proyec o e una re e s r uc n e a re po emos e n r

los siguientes pasos:

UBICACIÓN DE DIFUSORES

90

DIFUSOR DIFUSOR

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

90

PLANO DE TRABAJO

45

ALCANCE

45

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


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UBICACIÓN DE RETORNOS

ZONAS

MUERTAS

Los pueden ubicarse en las ZONAS MUERTAS entre alcance de difusores otomarse en pared por debajo del plano de mezcla.

Es importante que no se produzca un “cortocircuito” de aire

DIFUSOR

INYECC.

DIFUSORRETORNO

UBICACIÓN DE REJAS

Aire inducido

ALCANCE = 0,80 LINYECC

REJA

Aire primario

Las de retorno pueden colocarse por debajo del plano de trabajo, así se garantizano aspirar aire antes que se mezcle por completo en el ambiente.

Las rejas tienen aletas deflectoras horizontales y/o verticales para graduar laapertura de la descarga de aire.

.

RETORNO Aire retorno


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RETORNO POR PLENOSe utiliza un espacio hermético, como un cielorraso, en lugar de un conducto. Solopara el aire de retorno, que luego será filtrado en el equipo, no puede usarse cuandohay riesgo de contaminaciones, como en edificios para la salud. Permite reducir

espacios necesarios, simplificar la red y economizar conductos

(Una alternativa para cuando hay poco espacio)

CORTE

PASILLOHABITACIÓN HABITACIÓN

También es posible utilizar una reja en pared o en puerta para retornar a través deun 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


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CONDUCTOS EN FORMA DE PEINEPLANTA

La disposición en peine evita que se produzcan cruces entre conductos, evitandoalturas excesivas de cielorraso.

También puede hacerse un doble peine

CAUDAL

10 10 10

C.A.M.

C.A.R.

PLANTA

10 10 10

Determinar los caudales de inyección en cada boca

Según la carga térmica del local se determina el caudal de aire de mandoCAM = Qsi / 17 x t Qsi = Calor sensible interior (sin considerar aire exterior) Kcal/h

t = temp. Ambiente – temp de inyección (Aprox 10°C)(m3/min)

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


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10 10 10

C.A.M.

C.A.R.

PLANTA

10 C . A . E

.

10 10 10

Determinar los caudales de retorno en cada bocaSegún los requerimientos de ventilación se determina el caudal de retorno

CAR = CAM - CAE CAM = Caudal Aire de Mando (m3/min)CAE= Caudal aire exterior,según N°personas y actividad( m3/min)(m3/min)

Si se precisa presión + la extracción es menor que la inyección y viceversa

T.A.E.

60

10 10 10

1 0

2 0

40

50C.A.M.

C.A.R.

PLANTA

1 0

2 0

1 0

2 0

1 0

C . A . E .

10 10 10

Determinar los caudales de inyección y retorno en cada tramoSe acumulan los caudales desde la última boca hasta el equipo.

Si hay toma de aire exterior (TAE) se determina el caudal.

2 5T.A.E.


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CALCULO DE CONDUCTOSDonde:S= sección del conducto (m2)

C= caudal de aire (m3/min ó m3/h)

V= velocidad (m/min ó m/h)

Caudal

velocidad

S =

CAUDAL

+

Hay que garantizar que exista presión suficiente para que el aire llegue a las últimasbocas 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 HOTELBAR

CONFITERIA

HABITACIONDE HOTEL

VIVIENDA ESCUELAEDIF.

PLUBLICOBANCO

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 300CONDUCTO

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 DELEQUIPO 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.


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Caudal Max.

L í n e a

p é r d i d a

c ar g

a

1. Entrar con caudal máximo hastacortar la velocidad de salida (quese adoptó según el destino) y se

obtiene el Ø del 1er tramo.

2. Se fija la Línea de perdida decarga constante.

PASOS PARA EL CÁLCULODE CONDUCTOS DE AIRE

Método de pérdida de cargaconstante

Valor mm.c.a./metro

3. Se va entrando con los caudalesde los tramos subsiguientes hastacortar la línea de perdida de cargadefinida y se lee el diámetro que lecorresponde.

4. Si los conductos no son circularessino rectangulares se debetransformar buscando laequivalencia en la tabla detransformación de secciones.

R

SECCIONES

10 10 10 2 0 m 3 / m

C.A.M.

C . A . R .

PLANTA

2 0

2 0

5 0

m 3 / m

1 0 m 3 / m

C

. A . E .

10 10 10

Definir las dimensiones teóricas de los tramo de conductosDel diagrama se obtienen las dimensiones correspondientes a conductos desección circular, que mas adelante se pueden adaptan a seccionesrectangulares.

T.A.E.


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TRANSFORMACIÓNDE SECCIONESEQUIVALENTESTransformación de diámetros de

conductos en secciones

rectangulares equivalentes

No es una sim le e uivalencia de su-

perficie. 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

2 0 m 3 / m

2 0

2 0

1 0

m 3 / m

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

T.A.E.


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HIERRO NEGRO GALVANIZADO

RED AGUA HELADA-CALIENTECAÑERÍASHIERRO NEGRO

ROSCADO

SOLDADOBRIDA

Diámetros ½” - ¾” - 1”- 1 ¼”

2” - 2 ½” - 3” - 4” - 5” - 6” - 8”

(Victaulic)SC2 - UB LLOBERAS - 2013 21

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RED AGUA HELADA-CALIENTECAÑERÍASLATÓN

SOLDADO (Soldadura fuerte)Con aporte de Plata-CobreDiámetros

½” – ¾” – 1” – 1 ¼” -- 2” -- 2 ½” – 3”

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

RED AGUA HELADA-CALIENTECAÑERÍASDiámetros 16-20-25- 32

40-50-63-75-90-110

ROSCADO

TERMOFUSIÓN

UNIONMECÁNICA


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LANAMINERAL

ESPUMAELASTOMÉRICA

AISLACIONES RED AGUA HELADA-CALIENTE

LANA DEVIDRIO

ESPUMA DEPOLIETILENO

PASOS PARA EL PROYECTOPara abordar el proyecto de una red de distribución de agua podemos definir los siguientespasos:

1)Ubicar la planta térmica (M.E.L. y/o CALDERA)

2) Ubicar los FAN-COIL

3) Realizar un tendido esquemático de la redDefinir 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


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CAÑERÍAS

C = Q BTt x Ce x Pe

CAUDAL DE AGUAVELOCIDADLONGITUD DE CAÑERÍASPERDIDA DE CARGA

CIRCULACIÓN FORZADA

Litros/h =Kcal / h

°C x Kcal/Kg x Kg/Litro

DIMENSIONAMIENTO

t = Tentrada – Tsalida(50-40°C) A.Caliente (6-12°C) A.Helada

C =

Kcal/h

10 °C C =

Frig/h

5,5°C

CALOR FRÍO

Caudal Max.1. Entrar con caudal máximo hasta

cortar la velocidad de salida (quese adoptó) y se obtiene el Ø del1er tramo.

2. Se fija la Línea de perdida decarga constante. R

PASOS PARA EL CÁLCULODE CAÑERIAS DE AGUA

L í n e a

p é r d i d a

c ar g a

Valor mm.c.a./metro

3. Se va entrando con los caudalesde los tramos subsiguientes hastacortar la línea de perdida de cargadefinida y se lee el diámetro que lecorresponde.

R


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BOMBA

P = Longitud x R x 2 x 2

CAUDAL DE AGUAPRESIÓN DE LA BOMBA

(m.c.a.) (mtrs x m.m.c.a. / Mtr)

SELECCIÓN

VASO DE EXPANSIÓN (Abierto ó Atmosférico)

de folletería del fabricantesegún CALDERA

seleccionada

de folletería del fabricantesegún EQUIPOS adoptados

Para determinar el Volumen de Agua encañerías se considera 0,7 lts x QT (Kcal/h)

100 Kcal/h


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VASO DE EXPANSIÓN (Cerrado ó Hermético)

u m e n d e A g u a

d e l a

I n s t a l a c i ó n ( L t s . )

V o l

P r e s i ó n a l a q u e

q u i e r o q u e f u n c i o n e

e l S i s t e m a

3 B a r ( l a m á s

u s a d a )

Volumen delVaso de

ExpansiónHermético

REFRIGERANTE


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RED REFRIGERANTECAÑERÍAS

COBRE

RED REFRIGERANTECAÑERÍAS

SOLDADURAOXIACETILÉNICAcon aporte de materialPlata-Cobre

SOLDADURA (Atmósfera inerte)PRUEBA DE PRESIÓN (Mínimo 24 Hs)MANTENER CAÑOS TAPONADOS (Con nitrógeno )DESHIDRATACIÓN MEDIANTE BOMBA DE VACÍOLLENADO CON GAS REFRIGERANTE


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AISLACIONES

ESPUMA ELASTOMÉRICA ESPUMA DE POLIETILENO

MAS RECOMENDABLE

PASOS PARA EL PROYECTOPara abordar el proyecto de una red de distribución de refrigerante podemos definir lossiguientes pasos:

1)Ubicar la planta térmica (tren de condensadoras)

2) Ubicar las unidades interiores (EVAPORADORAS)Determinar la capacidad frigorífica de cada uno.

3) Realizar un tendido esquemático de la redDefinir si es un sistema de 2 ó 3 caños. Si corresponde ubicar unidades BS.

Verificar las longitudes máximas y diferencias de altura, según el fabricante.

4) Determinar las Frigorias en cada tramo Acumulando capacidad desde los tramos mas alejados hacia la condensadora

5) Dimensionar la sección necesaria de las cañerías

Según tablas de l fabricante.6) Determinar Carga adicional de Gas refrigeranteSegún la de secciones y longitud


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FIN

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