cálculo térmico y propuesta en laboratorio de industrial (final)

8/17/2019 Cálculo Térmico y Propuesta en Laboratorio de Industrial (FINAL)

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Universidad Autónoma de

Baja

California.

Cálculo Térmico yPropuesta Edifciode IndustrialAIRE ACONDICIONADOMIGE! EDARDO "E!A#CO MARTINE#$MANE! EDARDO CA%TRO %ANC&E#$ 'ORGE CRI%TO(A! DE!GADO C&A"E#$RA! "E!E# )!ORE%$ 'A"ER ANGE! PI*A CA%TRO$

'E%+% A!(ERTO !,PE# MADRID$


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ContenidoIntroducci-n$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$.

Desarrollo$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$/

%imulaciones del cálculo térmico$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$/In0esti1aci-n de campo$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ 2

Recolecci-n de datos$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ 2

%imulaci-n 34$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$5

Resultados$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$5

%imulaci-n 3.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$44

Resultados$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$44

Conclusi-n$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$46


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Introducci-n$

na de las pro7lemáticas y 8ue en a9os muy recientes :a tenido un 1rancampo de estudio dentro de la In1enier;a< es el uso efciente de la ener1;a< 8uetiene 0arias 0ertientes importantes< en las cuales las más importante es dar un7uen uso para poder o7tener un 7enefcio< en este caso el a:orro de dineromediante la aplicaci-n de una soluci-n in1enieril< es un campo en el cual se7asa en el entendimiento de di=erentes temas en los cuales recaen en el áreatérmica$

no de los puntos más importantes es poder dimensionar elacondicionamiento de un área en espec;fco< para posteriormente poderdeterminar si los e8uipos 8ue se utili>an para su acondicionamiento estánadaptados a las necesidades< en caso de no serlo< nos podr;a traer pro7lemastanto el con=ort del lu1ar o el 1asto e?cesi0o de ener1;a eléctrica por tener

so7redimensionado el espacio$!a pro7lemática 8ue se desea atacar es la antes mencionada< poder

determinar si está correctamente dimensionado @ustifcarlo y con ello daropciones con las cuales el o7@eti0o será la disminuci-n de la capacidadinstalada para el acondicionamiento$

!a reali>aci-n del si1uiente tra7a@o es a causa de poder determinar dic:acapacidad< anali>ar los resultados y dar una me@ora dentro de un la7oratorioen la =acultad de in1enier;a !a7oratorio de IndustrialB < se lle0ara a ca7o unestudio en el cual se determinara la car1a térmica del edifcio< para poder

@erar8ui>ar las posi7les me@oras en cuesti-n de la aplicaci-n de aislamiento y

as; poder actuar en la causa mayor 8ue nos lle0a al uso no efciente de laener1;a< dar una propuesta y como resultado mostrar c-mo se me@orar;a endi=erentes aspectos el uso efciente de la ener1;a$

$


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Desarrollo$

%imulaciones del cálculo térmico$

Para poder reali>ar una simulaci-n correcta se de7e de ape1ar lascondiciones e?actas a las 8ue está e?puesto el edifcio< se de7en de medir demanera correcta los datos si1nifcati0os< as; como la identifcaci-n de otrostantos por lo cual se clasifcaran en dos tipos de datos< 0aria7les y f@os$

!os datos 0aria7les son a8uellos datos 8ue se modifcaran dependiendo de lasimulaci-n 8ue se realice< a8uellos 8ue dependen de otras 0aria7les< como pore@emplo la capacidad de personas a una :ora determinada depende de si :ayclases pro1ramadas etc$

!os datos f@os son todos a8uellos 8ue no son dependientes de otra 0aria7le


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In0esti1aci-n de campo$

Como primer paso para lle0ar a ca7o la reali>aci-n de la estimaci-n deldimensionamiento térmico del !a7oratorio de In1enier;a Industrial se reali>-una in0esti1aci-n de campo< en la cual se determinaron puntos cr;ticos 8ue noslle0ar;an a un cálculo muy ape1ado a lo real$

%e nos proporcion- in=ormaci-n como planos del edifcio< de los cuales seo7tu0o el dimensionamiento del edifcio< as; como la identifcaci-n de losespacios y a su 0e> para 8ue acti0idades esta7an destinados$

%e reali>- un recorrido para corro7orar todo a8uello 8ue se encontra7aen el plano y a su 0e>< modifcar a8uello 8ue era di=erente< as; como recopilarin=ormaci-n de todos a8uellos elementos 8ue en medida nos 1eneran calordentro del edifcio< mencionando al1unos como lámparas< aparatos eléctricos ytam7ién todo a8uello 8ue nos permita 8ue :aya una 1anancia en 1ran medidade calor de e?terior< como 0entanas y puertas$ %e :i>o el le0antamiento =;sicopara posteriormente :acer un concentrado$

%e identifc- el material del cual esta7an :ec:o las paredes ya 8ue es unpunto muy cr;tico< del cual depende en 1ran medida el cálculo térmico deledifcio< as; como otros puntos importantes como identifcar 8ué y 8ue noconta7a con aislamiento$

n punto importante es la capacidad diaria de personas 8ue están por:ora en los la7oratorios por lo cual se :i>o un estimado< tomando en cuentatodas a8uellas clases 8ue se toman dentro del edifcio y la capacidad de

alumnos por clase$Como antes se mencion- so7re la @erar8ui>aci-n o clasifcaci-n de los

datos o7tenidos< a continuaci-n se mostraran todos a8uellos datos 8ue setomaran en cuenta para cual8uier simulaci-n 8ue se realice$

Recolecci-n de datos$Distri7uci-n de 0entanas y puertas del edifcio$

Distri7uci-n de áreas en 0entanas y puertas del edifcio

Parte=rontal

4/ 0entanas/F/ pul1adas$

. 0entanas.2F44pul1adas$

4 0entana4F56pul1adas$

Puerta principal5.FH pul1adas$

Puerta de emer1encia 6HFpul1adas$

Parte 4/ 0entanas /F/ pul1adas


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posterior

Partelateral

sur4/ 0entanas /F/ pul1adas$


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!a si1uiente ta7la se utili>a para la capacidad pro1ramada< tomada de los:orarios$

!a composici-n de los muros e?teriores es la si1uiente


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%imulaci-n 34

En esta primera simulaci-n el dato 8ue nos resultara es el cálculotérmico actual del edifcio< se e?pondrán dos =actores< a capacidad má?ima y acapacidad pro1ramada el semestre .42J4< para poder tomar una decisi-n sien realidad :ay d;as o temporadas 8ue el edifcio este a su capacidad má?ima$

Por lo cual esta primera simulaci-n constara de las si1uientes etapas

• Calculo térmico a capacidad má?ima$• Calculo térmico a capacidad pro1ramada para el periodo .42J4$

Resultados$


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ENE )E( MAR A(R MAK 'N '! AGO %EP OCT NO" DIC$

4$

.$

/$

2$

6$

$

Costo

Costo

ENE )E( MAR A(R MAK 'N '! AGO %EP OCT NO" DIC

6

4

46

.

.6

/

kWh/mes

L:


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ENE )E( MARA(R MAK 'N '! AGO %EP OCTNO" DIC$

4$

.$

/$

2$

6$

$

Costo

Costo


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ENE )E( MAR A(R MAK 'N '! AGO %EP OCT NO" DIC

6

4

46

.

.6

/

kWh/mes

L:mes

Para poder o7tener cual es nuestra prioridad se anali>aron los datos< enlos cuales se :i>o una comparati0a de las 1anancias 8ue se ten;an en muroscontra las 1anancias de calor por la parte del tec:o< lo cual se manifesta demanera si1nifcati0a 8ue nuestro pro7lema principal son las 1anancias de calorpor el tec:o< lo cual se representa en la si1uiente ta7la$


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Después de :a7er o7tenido los datos de estas dos simulaciones< sepuede determinar con ayuda del simulador 8ue el tec:o es el 8ue tiene las1anancias de calor mayores< aplicando una @erar8ui>aci-n< es la 0aria7le 8ue sede7e atacar< por lo cual para la se1unda simulaci-n se propondrá aislar eltec:o$


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%imulaci-n 3.$

En esta simulaci-n el o7@eti0o principal después de :a7er detectado 8ueel tec:o tiene las mayores 1anancias de calor en el edifcio< se toma comopropuesta aplicar un aislamiento en el mismo tec:o< para poder reducir lacapacidad del e8uipo de en=riamiento y con ello una reducci-n en el consumode ener1;a eléctrica en el edifcio$

Por lo cual el fn de esta se1unda simulaci-n es como se comportara eledifcio en las nue0as condiciones de entrada propuestas Tec:o conaislamientoB$

!a simulaci-n constara de las si1uientes etapas

• Calculo térmico del edifcio a capacidad má?ima$• Calculo del edifcio a capacidad pro1ramada para el periodo .42J4

En los dos cálculos se cam7iara la 0aria7le del tec:o sin aislamiento< por untec:o aislado$

Resultados$


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ENE )E(MARA(RMAK 'N '! AGO%EP OCTNO" DIC$

4$

.$

/$

2$

6$

$

Costo

Costo

ENE )E(MARA(RMAK 'N '! AGO%EPOCTNO" DIC

6

4

46

.

.6

/

kWh/mes

L:mes


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$

6$

4$

46$

.$

.6$

/$

/6$

2$

26$

Costo

Costo


17/20

6

4

46

.

.6

kWh/mes

L:mes

Conclusi-n$

Mediante las di=erentes simulaciones se :i>o una comparati0a de losdi=erentes re8uerimientos de toneladas de en=riamiento se1n las condicionesa las 8ue esta7a sometido el edifcio< lo si1uiente para poder comparar como0aria al momento de aislar el tec:o$

%imulacion Tonela@e Re8uerido Tec:o aislado< capacidad

ma?ima .$6 Tec:o aislado< capacidad real ..$6%in aislamiento< capacidadma?ima 2H$4%in aislamiento< capacidad real 22$5

!o si1uiente para comparar los re8uerimientos del C:iller 8ue se tieneinstalado< al momento de aplicar un aislamiento nos 8uedan Qtoneladas de en=riamiento disponi7les$

Después de reali>ar las simulaciones pertinentes e identifcar el

pro7lema dentro del edifcio< 8ue es el tec:o el de mayor 1anancias de calor


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Como comparati0a se puede mostrar la reducci-n de la 1anancia decalor 8ue nos conlle0a al aplicar el aislante en el tec:o del edifcio y la seo7tiene una di=erencia< 8ue es la cantidad de 1anancia de calor 8ue el edifciode@a de reci7ir por cuesti-n del aislamiento$


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A su 0e> se determina el retorno de dic:a in0ersi-n< calculándolo paralas distintas simulaciones y la in0ersi-n se retornar;a de la si1uiente manera$

A:orro en 7ase a capacidad má?ima y pro1ramadaCapacidad má?ima 2.4$J2222./$.2 S 45


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Costo del aislamiento Capacidadmá?ima

6HH.$45565$4/ /$/

Costo de aislamiento Capacidadpro1ramada

6HH.$6.6/$5/ 4$42

Como conclusi-n< se demuestra 8ue es una opci-n 8ue se puedeconsiderar dentro del edifco de in1enier;a industrial el cual el retorno dein0ersi-n no es muy 1rande en tiempo< tomando en cuenta las dos condicionesy si1uiendo las consideraciones 8ue se propusieron en las distintassimulaciones< para complementar se podr;a :acer una comparati0a entre lasdi=erentes opciones del mercado poder tomar una decisi-n$

cálculo térmico y propuesta en laboratorio de industrial (final)

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