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DISEÑO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN MECÁNICA DE LAS SALAS DE

URGENCIA DE LA CLÍNICA UNIVERSIDAD DE LA SABANA

RICHAR DAIZON HINCAPIE HIDALGO

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA

TECNOLOGÍA MECÁNICA

BOGOTÁ D.C.

2015

DISEÑO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN MECÁNICA DE LAS SALAS DE

URGENCIA DE LA CLÍNICA UNIVERSIDAD DE LA SABANA

RICHAR DAIZON HINCAPIE HIDALGO

TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE TECNÓLOGO

MECÁNICO

DOCENTE DIRECTOR: ING. OSWALDO PASTRÁN BELTRÁN

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA

TECNOLOGÍA MECÁNICA

BOGOTÁ D.C.

2015

NOTA DE ACEPTACIÓN

______________________________

____________________________________

______________________________

___________________________

PRESIDENTE DEL JURADO

__________________________

JURADO

___________________________

JURADO

BOGOTÁ D.C. 14 DE OCTUBRE DE 2015

A mi madre Nelly con todo mi amor,

por ser tan especial conmigo.

TABLA DE CONTENIDO

Pág

OBJETIVOS ........................................................................................................ 7

0. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 8

1. ANÁLISIS DE LA NECESIDAD ....................................................................... 9

1.1. CLASES ISO Y FS-209 ............................................................................... 9

1.2. NORMAS ASHRAE PARA FILTRACIÓN................................................... 10

1.3. TABLAS COMPARATIVAS Y DE REGISTRO ........................................... 11

1.4. ZONIFICACIÓN ...................................................................................... 11

1.5. TABLA DE CLASIFICACIÓN DE ZONAS .................................................. 13

2. CÁLCULOS DE DISEÑO Y SELECCIÓN DE EQUIPOS .............................. 16

2.1. ESTIMACIÓN VOLÚMENES DE EXTRACCIÓN Y SUMINISTRO DE AIRE

.......................................................................................................................... 16

2.2. SELECCIÓN DE EQUIPOS PRELIMINAR ............................................. 19

2.2.1. Tipos de ventiladores utilizados .............................................................. 21

2.2.1.1. PLC: Centrifugal Plenum Fan. ............................................................. 21

2.2.1.2. CPS: Centrifugal Utility Blower ............................................................. 22

2.2.1.3. SNQ-HP: Centrifugal Square Inline-High Pressure. ............................. 22

2.2.2. Presión Estática. ..................................................................................... 23

2.2.3. Selección de ventiladores por catálogo y Software. ................................ 25

2.2.3.1. Ejemplo UV-01 ..................................................................................... 25

2.2.3.2. Equipos de suministro preliminares. .................................................... 27

2.2.3.3. Equipos de extracción preliminares. .................................................... 28

2.3. TRAZADO DE DUCTOS ............................................................................ 28

2.3.1. Terminales de distribución y Trazado de ducto a línea. ...................... 28

2.3.2. Dimensionamiento de Ductos. ................................................................ 29

2.3.2.1. Cálculo del Sistema de ductos Equipo UV-01. ..................................... 32

2.3.2.2. Cálculo del Sistema de ductos equipos restantes. ............................... 34

2.3.3. Redimensionamiento de equipos. ........................................................ 35

3. DIMENSIONAMIENTO ELÉCTRICO. ........................................................... 37

3.1. EQUIPOS DE SUMINISTRO. .................................................................... 37

3.1.1. Seccionamiento y protección contra corto circuito. ................................. 38

3.1.2. Mando y protección contra sobre corriente. ............................................ 38

3.1.3. Cableado. ................................................................................................ 39

3.2. EQUIPOS DE EXTRACCIÓN .................................................................... 39

3.2.1. Seccionamiento y protección contra corto circuito. ................................. 39

3.2.2. Mando y protección contra sobre corriente. ............................................ 40

3.2.3. Cableado ................................................................................................. 40

4. CONTROL DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN MECÁNICA ......................... 41

4.1. PARÁMETROS A MONITOREAR. ............................................................ 41

4.2. VARIABLES DEL SISTEMA CONTROLAR ............................................... 41

4.3. SELECCIÓN DE PLC ............................................................................... 41

5. TABLA DE COSTOS DE MATERIALES Y EQUIPOS .................................. 43

6. CONCLUSIONES ......................................................................................... 45

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................. 46

7

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Diseñar un sistema de ventilación mecánica, para las salas de urgencias

de la Clínica Universidad de la Sabana

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Identificar las necesidades y condiciones requeridas del aire en las salas

de urgencia de la clínica.

Diseñar conductos y otros elementos no estandarizados requeridos.

Seleccionar los equipos mecánicos y eléctricos necesarios.

Establecer las condiciones eléctricas y de control que el sistema

requiere.

Seleccionar los elementos eléctricos y de control.

Elaborar una tabla de costos de materiales y equipos.

8

0. INTRODUCCIÓN

En este documento se plantea el diseño del sistema de ventilación mecánica

para las salas de urgencia de la Clínica Universidad de la Sabana, que fue

contratado cerca del 18 de febrero del presente año con la empresa RGD Aire

Acondicionado S.A.S. de la cual es empleado el autor.

El diseño parte de planos arquitectónicos de la obra en medio magnético, de

los cuales se extraen elementos esenciales para el diseño como tipos de áreas

médicas, espacios físicos disponibles para ubicación de equipos ventiladores y

configuración arquitectónica de la construcción. Sobre estos planos se genera

una clasificación de las áreas de acuerdo al nivel de pureza requerido en el

aire, se establece la disposición y cantidad de equipos así como los trazados

de redes de ductos para la conducción del aire.

Este ejercicio de diseño pretende generar una retroalimentación de temas

abordados a los largo de la carrera tecnológica, como mecánica de fluidos,

máquinas hidráulicas y algunos elementos eléctricos vistos en materias

relacionadas, con el fin de generar una experiencia positiva en la planeación y

diseño de proyectos de tipo ingenieril y de alto impacto para una gran cantidad

de industrias y establecimientos en el país.

9

1. ANÁLISIS DE LA NECESIDAD

En clínicas, como en múltiples edificaciones de diversos usos, es necesario

contar con un sistema de manejo de aire, que supla las necesidades previstas

en cuanto a sus condiciones, ya sea por confort (centros comerciales, edificios

de oficinas, salas de cine, etc.) o por la obligatoriedad impuesta por su uso

(plantas de fabricación de alimentos, hospitales, laboratorios farmacéuticos,

etc.) los sistemas que se instalan para suplir estas demandas pueden ser: Aire

Acondicionado, Calefacción o Ventilación Mecánica.

La Clínica Universidad de la Sabana, en su sala de urgencias, al igual que los

demás centros hospitalarios tiene unas demandas en las condiciones del aire

bastante definidas. Asociaciones como la ASHRAE (Sociedad Americana de

Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado) e ISO

(Organización Internacional de Normalización) cuentan por ejemplo con

manuales, normas y estándares que establecen dichas condiciones.

Las condiciones del aire que deben ser reguladas por el sistema de ventilación

mecánica a diseñar para la sala de urgencias, serán las siguientes:

Nivel de Filtración

Renovaciones de aire por hora

Presurización

1.1. CLASES ISO Y FS-2091

Las clases ISO, son una clasificación realizada por la ISO (International

Organization for Standardization), de los diferentes grados de filtración del aire

que se pueden encontrar, plasmada en la norma 14644-1 de 1999.

Básicamente asigna un número de 1 a 9, a las zonas con una cantidad mínima

aceptable de partículas suspendidas en el aire de un determinado tamaño.

(Tabla 1)

La FS-209 (The United States Federal Standard 209), es la norma americana

equivalente a la ISO 14644-1 a nivel de clasificación de limpieza de aire para

zonas blancas y limpias. Esta norma incluye además requisitos sobre

comprobación de la calidad del aire, periodicidad de mediciones y

recomendaciones para su realización entre otros datos.

1http://www.iaqtechnology.com.my/site%20document/FEDERAL%20STANDARD%20209E%20FOR%20CL

EANROOM%20-%20AN%20OBSOLETE%20DOCUMENT!.pdf Tomado 23 de abril de 2015.

http://www.iaqtechnology.com.my/site%20document/FEDERAL%20STANDARD%20209E%20FOR%20CLEANROOM%20-%20AN%20OBSOLETE%20DOCUMENT!.pdf

http://www.iaqtechnology.com.my/site%20document/FEDERAL%20STANDARD%20209E%20FOR%20CLEANROOM%20-%20AN%20OBSOLETE%20DOCUMENT!.pdf

10

Tabla 1. Características y comparación entre las clasificaciones ISO 14644-1 y FS-209

FS-209 CLASS

ISO CLASS

0,1 μm 0,5 μm 5 μm

FEDERAL STANDART 209 ISO FEDERAL STANDART 209 ISO FEDERAL STANDART 209 ISO

Particles/ Particles/ Particles/ Particles/ Particles/ Particles/ Particles/ Particles/ Particles/

1 10

2 100 4

1 3 35 1230 1.000 1 35 35

10 4 345 12.200 10.000 10 353 352

100 5 3.450 122.000 100.000 100 3.530 3.520 29

1.000 6 34.500 1.220.000 1.000.000 1.000 35.300 35.200 293

10.000 7 345.000 1.22 x 10^7 10.000 353.000 352.000 7 247 2.930

100.000 8 3.450.000 1.22 x 10^8 100.000 3.530.000 3.520.000 65 2.300 29.300

9 3.45 x 10^7 1.22 x 10^9 35.200.000 700 24.700 293.000

1.2. NORMAS ASHRAE PARA FILTRACIÓN

La ASHRAE cuenta con una clasificación establecida en la Standard 52.2P.

Basada en el valor mínimo de eficiencia reportado (MERV) en una prueba

diseñada por la misma sociedad, esta establece un número de 1 a 20 que

define el nivel de filtración a razón del tamaño de partículas permisibles. Bajo

esta clasificación se fabrican comercialmente múltiples tipos de filtros de aire;

también es de aclarar que existen otros estándares equivalentes al de

ASHRAE a nivel Europeo, como los son EU- y la DIN EN 799. (Tabla 2)

Tabla 2. Equivalencias de filtración entre normas ASHRAE y europeas.

EQUIVALENCIAS DE FILTRACIÓN

% EFICIENCIA EU- DIN EN-799 ASHRAE 52.2P

30-35 ASHRAE EU-4 G-4 MERV-8

50-55 ASHRAE EU-5 F-5 MERV-10




≥ 95 ASHRAE EU-9 F-9 MERV-15

95.97 DOP2 EU-10 H-11 MERV-16

99.97 DOP EU-12 H-12 MERV-17

99.99 DOP EU-13 H-13 MERV-18

99.999 DOP EU-14 H-14 MERV-19

2 DOP (Dispersed Oil Particulate) is a dispersed aerosol used to test the integrity of High Efficiency

Particle Arresting filters.

11

El Volumen HVAC Application del 2011 ASHRAE Handbook, tiene el capítulo 8

dedicado a las instalaciones médicas, en éste se encuentran tablas con

requerimientos mínimos en cuanto a las condiciones del aire demandadas

mencionadas al inicio, especificadas para los diferentes tipos de áreas que se

pueden encontrar en esta clase de instalaciones.

1.3. TABLAS COMPARATIVAS Y DE REGISTRO

La empresa RGD ha creado con los años sus propios formatos de registro de

información y tablas comparativas entre requerimientos del aire, a base de las

diferentes normas aplicables a cada requisito.

La tabla 3 muestra la caracterización de diferentes zonas comunes en

requisitos, con su clasificación ISO, FS-209 (información sobre el movimiento

del aire), cambios de aire por hora, nivel de filtración Merv, y algunas

observaciones sobre el tipo de filtro.

Tabla 3. Caracterización de espacios según normas de filtración.

ZONA CLASE

ISO CLASE FS 209

CAMBIO DE AIRE RECOM.

NIVEL MAIN FILTER MERV‐

OBSERVACIONES DE FILTRO

PRODUCTOS Y AREAS ESTERILES. ISO 5 CLASE 100 UNIDIRECCIONAL 140‐640 MER‐18

FILTRO TERMINAL HEPA, FLUJO LAMINAR

AMBIENTE ALREDEDOR DE ESTERILES ISO 6 CLASE 1000 TURBULENTO 40‐60 MER‐18 FILTRO TERMINAL HEPA

AREAS NO ESTERILES, PREPARACION MEDICAMENTOS

ISO 7 CLASE 10000 20‐40 MER‐15 FILTRO CENTRAL 95.0 % DOP, TERMINAL HEPA OPCIONAL

NO ESTERILES GENERALES, ISO 8 CLASE 100000 20‐30 MER‐14

FILTRO CENTRAL 95% ASHRAE, OPCIONAL 95% DOP

HOSPITALARIAS, FARMACEUTICAS, AREAS SECUNDARIAS

ISO 9 AREAS > 100000 10‐25 MER‐13 FILTRO CENTRAL 85% ASHRAE OPCIONAL 95%

NO CONTROLADAS VINCULADAS NF NO CLASIFICADA 2‐15 MER‐11

AREAS NEGRAS NN 2‐12 MER‐8

Fuente. Empresa RGD S.A.S.

1.4. ZONIFICACIÓN

Según la ASHRAE “La zonificación Puede estar indicada para (1) compensar

exposiciones debido a la orientación o por otras condiciones impuestas por una

configuración particular del edificio, (2) minimizar la recirculación entre

departamentos, (3) proveer flexibilidad de operación y (5) conservar energía3.

3 2011 ASHRAE HANBOOK- HVAC APLICATIONS, CHAPTER 8 HEALTHCARE FACILITIES P. 8.13

12

Para el proyecto de la Clínica Universidad de la Sabana la construcción de la

sala de urgencias se ha concebido en 4 zonas importantes desde su

arquitectura que se constituyen como sigue:

Urgencias Ingreso (S-1): Incluye la zona de acceso principal varias salas

de espera, zonas de hidratación, triage, el acceso para ambulancia y

consultorios, zona de admisiones, esta área se encuentra ubicada en el

costado occidental de la construcción.

Urgencias Adultos (S-2): constituido por dormitorios para hombres y

mujeres, áreas comunes para médicos y enfermeras, y cubículos del 1 al

10 y del 16 al 20.

Urgencias Pediátricas(S-3): Cubículos del 11 al 15, zona de admisiones,

salas de espera, hidratación, triage, lactario y consultorios.

Procedimientos (S-4): Cubículos de Procedimientos, Hall, asépticos,

electrocardiograma e inyectología.

Esta clasificación de las áreas está en concordancia con la lógica de

zonificación que el sistema de ventilación mecánica exige, dado esto en la tabla

4 se realiza la clasificación general para dichas zonas.

Dadas las condiciones de la construcción de cada zona establecida, como la

cantidad de cuartos, su tamaño moderado, la cercanía entre ellos y el hecho de

que la instalación del sistema de ventilación está estipulada en una sola torre y

un solo piso, se plantea de forma preliminar para el número de equipos:

La instalación de ventiladores extractores independientes para sanitarios

y baños en cada zona.

Un equipo de extracción para cada zona que supla las demás áreas

donde se requiera extraer aire.

Para los suministro el principio de diseño de RGD es el uso de equipos

de gran capacidad lo que representa el uso del menor número de estos,

se deberá estimar el caudal de suministros requeridos, en el ítem 2, para

su selección prefiriendo que solo se use uno por cada zona.

En el anexo 1 se presenta el plano Zonificación de áreas, de la sala de

urgencias con la demarcación de las áreas de Ingreso, Adultos, Pediatría y

Procedimientos, así como el espacio físico disponible en la edificación para la

ubicación de equipos.

13

1.5. TABLA DE CLASIFICACIÓN DE ZONAS

Se muestra a continuación en un formato de reporte de la empresa RGD, y

según la zonificación, las características determinadas para cada área, a éstas

también se les asignó un número para su identificación.

Tabla 4.a Características del aire zona Urgencias Ingreso Clínica U. Sabana. 1 2 3 4

No ZONA

CLASE ISO

CAMBIOS AIRE PRES4 TEMP.

°C HUM.

% FILTER MAIN LEVEL MERV‐ ACH

RECOM5. ACH

DISEÑO

PISO 1

S-1

URGENCIAS INGRESO

101 ACCESO LAVAMANOS QUIRURGICO ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

102 CONSULTORIO 1 ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15



105 HIDRATACION ISO 9 9 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

106 SALA ADULTOS ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

107 CONSULTORIO 4 ISO 9 12 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

108 CONSULTORIO 5 ISO 9 12 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

110 CUARTO DE ASEO NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

112 SALA ERA ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

113 HIDRATACION 2 ISO 9 9 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

114 CORREDOR HIDRATACION ISO 9 4 N/R6 16‐24 40‐55 MERV‐15

115 SALA DE ESPERA NF 10 POSITIVA 16‐24 40‐55 MERV‐15

116 SANITARIO 1 NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15




120 ADMISIONES ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

121 TRIAGE 1 ISO 9 12 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

122 TRIAGE 2 ISO 9 12 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

123 LOCUTORIO ISO 9 9 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

124 DUCHA NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15



127 SALA DE ESPERA 1 NF 9 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15

128 CORREDOR ADMISIONES NF 6 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15

SUBTOTAL

Fuente: autor

4 Presurización: Relación de presión para áreas adjuntas, según ASHRAE HANDBOOK-HVAC Application,

Charter 8 Health-Care Facilities. 5 Air Changes Recommended, Mínimo número de cambio de aire, según ASHRAE HANDBOOK-HVAC

Application, Charter 8 Health-Care Facilities. 6 No Presenta Requerimiento.

14

Tabla 4.b Características del aire zona Urgencias Adultos Clínica U. Sabana. 1 2 3 4

No ZONA

CLASE ISO

CAMBIOS AIRE PRES. TEMP. °C

HUM. % FILTER MAIN

LEVEL MERV‐ ACH RECOM.

ACH DISEÑO

S‐2

URGENCIAS ADULTOS

200 DORMITORIO HOMBRES ISO 9 6

POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

201 SALA DE DESCANSO ISO 9 6


202 DORMITORIO MUJERES ISO 9 6


203 SANITARIO HOMBRES NF 10

NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

204 SANITARIO MUJERES NF 10


205 LOCKERS ISO 9 8


206 JUNTAS MEDICAS ISO 9 4


207 CUARTO DE ASEO NF 16


209 ALM. RESIDUOS NF 16


210 HALL Y ESTACION ENFERMERAS ISO 9 9

N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15

211 SANITARIO MEDICOS 1 NF 12


212 SANITARIO MEDICOS 2 NF 12


213 CORREDOR OBSERVACION

ADULTOS ISO 9 15

N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15

214 CUBICULO 1 ISO 9 6

N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15


N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15


N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15


N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15


N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15


N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15


N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15


N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15


N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15

223 ESCLUSA C 9 ISO 9 10

NEGATIVA 16‐24 40‐55 MERV‐15


N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15

225 ESCLUSA C 10 ISO 9 10

NEGATIVA 16‐24 40‐55 MERV‐15

226 SANITARIO ADULTOS H NF 10


227 SANITARIO ADULTOS M NF 10


228 TRABAJO SUCIO NF 20


229 SANITARIO ADULTOS H NF 10


230 SANITARIO ADULTOS M NF 10


231 PREPARACION MEDICAMENTOS ISO 9 6



N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15


N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15


N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15


N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15


N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15

SUBTOTAL

Fuente: autor

15

Tabla 4.c Características del aire zona Urgencias Pediátricas Clínica U. Sabana 1 2 3 4

No ZONA

CLASE ISO

CAMBIOS AIRE PRES. TEMP. °C

HUM. %

FILTER MAIN LEVEL

MERV‐ ACH

RECOM. ACH

DISEÑO

S‐3

URGENCIAS PEDIATRICA 300 RECEPCION PEDIATRIA ISO 9 12 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15

301 DISPONIBLE RECEPCION NF 12 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15

302 HIDRATACION PEDIATRIA ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

303 OBSERVACION PEDIATRIA ISO 9 15 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

304 CUBICULO 11 ISO 9 6 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15





309 ESPERA 1 PEDIATRIA NF 9 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15

310 PROCEDIMIENTOS PEDIATRIA ISO 9 15 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

311 SANITARIO PEDIATRIA 1 NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

312 CONSULTORIO PEDIATRIA ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

313 CONSULTORIO PEDIATRIA ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

314 TRIAGE PEDIATRIA ISO 9 12 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15

315 CORREDOR PEDIATRIA ISO 9 4 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15

316 ADMISIONES PEDIATRIA NF 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15



319 LACTARIO NF 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15



322 SALA DE ESPERA NF 9 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15

SUBTOTAL

Fuente: autor

Tabla 4.d Características del aire zona Procedimientos Clínica U. Sabana.

1 2 3 4

No ZONA

CLASE CAMBIOS AIRE PRES. TEMP. °C

HUM. %

NIVEL FILTR

MERV‐ ACH

RECOM. ACH

DISEÑO

S‐4

PROCEDIMIENTOS

400 HALL PROCEDIMIENTOS ISO 9 9

N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15

402 PROCEDIMIENTO 1 ISO 9 15








410 CUBICULO NF 10


412 ASEPTICOS ISO 9 15


414 INYECTOLOGIA ISO 9 15


415 MEDICAMENTOS ISO 9 6

N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15

SUBTOTAL

Fuente: autor

16

2. CÁLCULOS DE DISEÑO Y SELECCIÓN DE EQUIPOS

2.1. ESTIMACIÓN VOLÚMENES DE EXTRACCIÓN Y SUMINISTRO DE AIRE

El primer paso, con ayuda del Software AutoCad MEP y haciendo uso del plano

de la sala de urgencias que se encuentra en formato DWG se determinan las

dimensiones de cada área; ancho (W), largo (L) y alto (H) las cuales son

registradas en una hoja de cálculo. La altura de las zonas se ha aproximado a

un valor medio de 2.50m con el fin de simplificar el cálculo de volumen ya que

está puede variar para cada área, por ejemplo en el área de ingreso se tiene

alturas de 2.60m en la sala de espera principal, mientras en los consultorios

alturas de 2.20m y 2.40m es los cubículos de las áreas de adultos y pediatría

además en las obras se pueden presentar cambio según múltiples factores de

construcción y diseño.

Seguidamente, y haciendo uso de la hoja de cálculo se calcula el área, para

luego calcular el volumen de cada zona en (para facilitar la selección de los

ventiladores dado que gran cantidad de fabricantes presenta sus catálogos en

unidades del sistema ingles), (Tabla 5).

Posteriormente, y dependiendo de la presurización que se definió para cada

área se halla el caudal de suministro o extracción que se requiere obtener

para el mínimo número de cambios de aire por hora (Tabla 5); para este cálculo

se utiliza la ecuación (1).

(2.1)

Los valores de caudal son aproximados aleatoriamente a cifras enteras por

encima de valor obtenido con la ecuación (1), para en todo caso cumplir con

creces los requerimientos mínimos exigidos por la ASHRAE. De esta forma se

obtendrá un ACH Diseño (Air Changes seleccionados por diseño).

Tabla 5.a. Dimensiones y caudales zona Urgencias Ingreso Clínica U. Sabana. 1 3 5

No ZONA VOLUMEN

[CU FT]

CAMBIOS AIRE

SUM. CFM

RET. CFM

EXH. VE‐

CFM

EXH. ESP. CFM

BAL. CFM ACH

RECOM7. ACH

DISEÑO

PISO 1

S-1

URGENCIAS INGRESO

101 ACCESO LAVAMANOS QUIRURGICO 1.783 12 14,1 420

‐

420

102 CONSULTORIO 1 892 12 13,5 200

‐

200

7 Air Changes Recommended, Mínimo número de cambio de aire, según ASHRAE HANDBOOK-HVAC

Application, Charter 8 Health-Care Facilities.

17

103 CONSULTORIO 2 892 12 13,5 200

‐

200

104 CONSULTORIO 3 892 12 13,5 200

‐

200

105 HIDRATACION 1.810 9 9,9 300

‐ 100 200

106 SALA ADULTOS 1.333 12 13,5 300

‐ 100 200

107 CONSULTORIO 4 865 12 13,9 200

‐

200

108 CONSULTORIO 5 795 12 15,1 200

‐

200

110 CUARTO DE ASEO 159 16 18,9 -

‐ 50 -50

112 SALA ERA 821 12 14,6 200

‐ 100 100

113 HIDRATACION 2 980 9 9,2 150

‐ 100 50

114 CORREDOR HIDRATACION 2.383 4 5,0 200

‐

200

115 SALA DE ESPERA 6.118 10 11,8 1.000

1.200

-200

116 SANITARIO 1 247 10 19,4 -

‐ 80 -80

117 SANITARIO 2 247 10 19,4

‐ 80 -80

118 SANITARIO 3 247 10 19,4 -

‐ 80 -80

119 SANITARIO 4 247 10 19,4 -

‐ 80 -80

120 ADMISIONES 1.006 12 19,7 200

‐

200

121 TRIAGE 1 459 12 19,6 100

150

-50

122 TRIAGE 2 459 12 19,6 100

150

-50

123 LOCUTORIO 459 9 13,1 100

‐

100

124 DUCHA 980 10 5,5 -

‐ 90 -90

125 SANITARIO 5 274 10 17,5 -

‐ 80 -80

126 SANITARIO 5 274 10 17,5 -

‐ 80 -80

127 SALA DE ESPERA 1 980 9 12,2

200

-200

128 CORREDOR ADMISIONES 1.995 6 25,9

400 -400

SUBTOTAL

4.070 2.100 1.020 Fuente: autor

Tabla 5.b. Dimensiones y caudales zona Urgencias Adultos Clínica U. Sabana. 1 3 5

No ZONA VOLUMEN

[CU FT]

CAMBIOS AIRE

SUM. CFM

RET. CFM

EXH. VE‐

CFM

EXH. ESP. CFM

BAL. CFM ACH

RECOM. ACH

DISEÑO

S‐2 URGENCIAS ADULTOS 200 DORMITORIO HOMBRES 918 6 6,5 100

‐

100

201 SALA DE DESCANSO 1.501 6 8,8 150

150

202 DORMITORIO MUJERES 3.372 6 6,0 340

340

203 SANITARIO HOMBRES 468 10 11,5 ‐

‐ 90 -90

204 SANITARIO MUJERES 468 10 11,5 ‐

‐ 90 -90

205 LOCKERS 512 8 11,7

100

-100

206 JUNTAS MEDICAS 1.139 4 5,3 100

‐

100

207 CUARTO DE ASEO 344 16 33,1 ‐

100

-100

209 ALM. RESIDUOS 344 16 33,1 ‐

100

-100

210 HALL Y ESTACION ENFERMERAS 6.144 9 11,9 1.220

‐

1.220

211 SANITARIO MEDICOS 1 141 12 21,3 ‐

‐ 50 -50

212 SANITARIO MEDICOS 2 141 12 21,3 ‐

‐ 50 -50

213 OBSERVACION ADULTOS 4.370 15 16,5 1.200

‐

1.200

214 CUBICULO 1 512 6 8,2 ‐

70

-70

215 CUBICULO 2 512 6 8,2 ‐

70

-70

216 CUBICULO 3 512 6 8,2 ‐

70

-70

217 CUBICULO 4 512 6 8,2 ‐

70

-70

218 CUBICULO 5 512 6 8,2 ‐

70

-70

219 CUBICULO 6 512 6 8,2 ‐

70

-70

18

220 CUBICULO 7 512 6 8,2 ‐

70

-70

221 CUBICULO 8 512 6 8,2 ‐

70

-70

222 CUBICULO 9 344 10 17,4 100

‐

100

223 ESCLUSA C 9 168 10 42,9 ‐

120

-120

224 CUBICULO 10 344 10 17,4 100

‐

100

225 ESCLUSA C 10 168 10 42,9 ‐

120

-120

226 SANITARIO ADULTOS H 441 10 13,6 ‐

‐ 100 -100

227 SANITARIO ADULTOS M 441 10 13,6 ‐

‐ 100 -100

228 TRABAJO SUCIO 159 20 30,2 ‐

80

-80

229 SANITARIO ADULTOS H 124 10 34,0 ‐

‐ 70 -70

230 SANITARIO ADULTOS M 124 10 34,0 ‐

‐ 70 -70

231 PREPARACION MEDICAMENTOS 238 8 20,2 80

‐

80

232 CUBICULO 16 512 6 8,2 ‐

70

-70

233 CUBICULO 17 512 6 8,2 ‐

70

-70

234 CUBICULO 18 512 6 8,2 ‐

70

-70

235 CUBICULO 19 512 6 8,2 ‐

70

-70

236 CUBICULO 20 512 6 8,2 ‐

70

-70

SUBTOTAL

3.390

1530 620 Fuente: autor

Tabla 5.c. Dimensiones de la zona Urgencias Pediátricas Clínica U. Sabana. 1 3 5

No ZONA VOLUMEN

[CU FT]

CAMBIOS AIRE

SUM. CFM

RET. CFM

EXH. VE‐

CFM

EXH. ESP. CFM

BAL. CFM ACH

RECOM. ACH

DISEÑO

S‐3

URGENCIAS PEDIATRICA

300 RECEPCION PEDIATRIA 962 12 12,5 200

‐

200

301 DISPONIBLE RECEPCION 309 12 19,4 ‐

‐ 100 -100

302 HIDRATACION PEDIATRIA 1.271 12 13,2 280

280

280

303 OBSERVACION PEDIATRIA 1.995 15 15,0 500

‐

500

304 CUBICULO 11 512 6 8,2 ‐

70

-70

305 CUBICULO 12 512 6 8,2 ‐

70

-70

306 CUBICULO 13 512 6 8,2 ‐

70

-70

307 CUBICULO 14 512 6 8,2 ‐

70

-70

308 CUBICULO 15 512 6 8,2 ‐

70

-70

308 ESPERA 1 PEDIATRIA 1.333 9 13,5 200

300

-100

309 PROCEDIMIENTOS PEDIATRIA 1.024 15 16,4 280

280

310 SANITARIO PEDIATRIA 1 441 10 13,6 ‐

‐ 100 -100

311 CONSULTORIO PEDIATRIA 1.024 12 12,9 220

220

312 CONSULTORIO PEDIATRIA 1.024 12 12,9 220

220

313 TRIAGE PEDIATRIA 477 12 30,2 220

240

-20

314 CORREDOR PEDIATRIA 2.039 4 5,9 200

‐

200

316 ADMISIONES PEDIATRIA 477 12 15,1 120

‐

120


‐ 80 -80


‐ 80 -80

319 LACTARIO 1.006 12 11,9 200

‐

200


‐ 100 -100


‐ 100 -100

322 SALA DE ESPERA 5.508 9 9,3 850

330

520

SUBTOTAL

3.490 1.270 560 Fuente: autor

19

Tabla 5.d. Dimensiones y caudales zona Urgencias Procedimientos Clínica U. Sabana.

1 3 5

No ZONA

VOLUMEN [CU FT]

CAMBIOS AIRE

SUM. CFM

RET. CFM

EXH. VE‐

CFM

EXH. ESP. CFM

BAL. CFM

ACH RECOM.

ACH DISEÑO

S‐4

PROCEDIMIENTOS

400 HALL PROCEDIMIENTOS 1.077 9 12,3 ‐

220

-220

402 PROCEDIMIENTO 1 521 15 19,6 170

‐

170

404 PROCEDIMIENTO 2 521 15 19,6 170

‐

170

406 PROCEDIMIENTO 3 521 15 19,6 170

‐

170

408 PROCEDIMIENTO 4 521 15 19,6 170

‐

170

410 CUBICULO 353 10 17,0 ‐

100

-100

412 ASEPTICOS 689 15 17,4 200

‐

200

414 INYECTOLOGIA 644 15 18,6 200

‐

200

415 MEDICAMENTOS 185 6 32,4 100

‐

100

SUBTOTAL

1.180

320

Fuente: autor

Es de aclarar que algunas áreas manejan un caudal de suministro como de

extracción dado que cuenta con un baño en su interior por el cual se extraerá

aire del área en cuestión, ejemplo de estos son Hidratación-Ingreso, salas de

espera del área de ingreso y de pediatría. En la última columna a la derecha

de la tabla se presenta el valor Balance de área acompañado de un signo el

cual indica si el área quedara con una presión positiva o negativa con respecto

al área contigua.

Podemos ver que los suministros de las áreas de ingreso, adultos y pediatría

se encuentran en valores cercanos y elevados, dado por la dimensión y el

número de cuartos que requerirán ventilar, mientras que el área de

procedimientos cuenta con un valor significativo de caudal pero proporcional al

tamaño del área que maneja, esto indica que la selección de un equipo

exclusivo por cada área sería pertinente en este caso.

2.2. SELECCIÓN DE EQUIPOS PRELIMINAR

Los subtotales de los caudales de suministro (SUM.), extracción general (EXH

.VE-) y extracción de sanitarios (EXH. ESP) determinados en el numeral 2.1

son registrados en la tabla 6. Estos valores son revisados a la luz de las

recomendaciones para Número y selección de equipos presentados en el

numeral 1.4 zonificación con el fin de definir el número de equipos a instalar.

20

Tabla 6. Caudales determinados paras las diferentes áreas.

AREA SUMINISTRO

[CFM] EXTRACCIÓN

GENERAL [CFM] EXTRACCIÓN SANITARIOS

[CFM]

URGENCIAS INGRESO 4070 2100 1020

URGENCIAS ADULTOS 3390 1530 620

URGENCIAS PEDIATRICAS 3490 1270 560

PROCEDIMIENTOS 1180 320 -

Los caudales de extracción en sanitarios, de las áreas de Adultos y Pediatría

son relativamente pequeños, y dada su cercanía física en la arquitectura serán

unificados en un solo ventilador extractor. Igualmente la extracción general de

aire necesaria para el área de procedimientos no amerita la instalación de un

ventilador propio y esta carga será asumida por el ventilador de extracción

general del área de adultos que es el que se encuentra más cercano, ya que es

más costoso ubicar un ventilador exclusivo que aumentar la capacidad en un

equipo que se va a adquirir.

Se establece finalmente que el diseño contendrá la siguiente cantidad de

equipos, que se nombran como sigue:

Tabla 7. Datos de ventiladores para preselección.

NOMBRE DESCRIPCIÓN CAPACIDAD

CFM

UV-01 Ventilador suministro urgencias ingreso 4070

VE-01 Ventilador extracción urgencias ingreso 2100

UV-02 Ventilador suministro urgencias adultos 3390

VE-02 Ventilador extracción urgencias adultos 1850

UV-03 Ventilador suministro urgencias pediátricas 3490

VE-03 Ventilador extracción urgencias pediátricas 1270

VS-01 Ventilador suministro procedimientos 1180

VE-04 Ventilador extracción sanitarios urgencias ingreso 1020

VE-05 Ventilador extracción sanitarios urgencias adultos y pediatría 1080

Los ventiladores UV-01, VE-01 y VE-04 se ubicaran en el área definida para

ubicación de equipos R1, el ventilador de suministro VS-01 estará ubicado en

el área de equipos R2, y los ventiladores restantes UV-02, UV-03, VE-02, VE-

03 y VE-05 se ubicaran en el área de equipos R3, su ubicación ha sido

escogida por la cercanía con la zona a la cual deberán suplir (Ver anexo 1)

21

2.2.1. Tipos de ventiladores utilizados

Los ventiladores que la empresa RGD utiliza para sus proyectos son

específicos de la marca Loren Cook Company, una empresa Norteamericana

líder en el diseño y manufactura de ventiladores, sopladores, conductos de

ventilación, sistemas de escape de laboratorios, y ventiladores de recuperación

de energía.

Sus productos cumplen con estándares internacionales como la ISO 9001,

Energy Star (certificación sobre uso eficiente de la energía), Certificados de la

AMCA (Asociación Internacional del Movimiento y Control del Aire), y sus

equipos se encuentran avalados por la Consultora de Seguridad y Certificación

UL (Underwinter Laboratorios).

Figura 1. Fuente: www.lorencook.com 25 abril de 2015.

Es su página oficial de internet, la empresa provee abiertamente información de

sus equipos, software de selección de ventiladores, modelos en formato CAD

de sus productos, y otras herramientas que facilitan el uso de sus productos en

cálculos y diseños.

2.2.1.1. PLC: Centrifugal Plenum Fan.

Este modelo de ventiladores se utilizarán en los equipos de suministro UV-01,

UV-02 y UV-03. Las principales razones para su selección son:

La posibilidad de montarlos en

un acople directo (Direct Drive) entre el

motor y el impulsor, evitando así el uso

1.a. Logo empresa Loren Cook 1.b. Certificados empresa Loren Cook

http://www.lorencook.com/

22

de correas que con el tiempo sufren

desgaste y sueltan partículas hacia los

filtros principales.

La fácil adaptación de éstos

dentro de los compartimientos cerrados

utilizados para la distribución de aire

(Manejadoras de Aire) que contienen

los filtros y a los cuales se acopla los

ductos de descarga.

La posibilidad de controlar la

velocidad de rotación del motor a

través de un variador de frecuencia,

para mantener las condiciones de

operación en su punto óptimo.

2.2.1.2. CPS: Centrifugal Utility Blower

Este modelo de ventiladores se utilizarán en los equipos de extracción VE-01,

VE-02, VE-03, VE-04 y VE-05. Las principales razones para su selección son:

En comparación con otros

equipos utilizados usualmente para

extracción en sistemas industriales

como los hongos, estos poseen una

vida media más alta.

Aunque son relativamente

costosos los ventiladores del tipo CPS,

son mucho más robustos y resistentes.

Las labores de mantenimiento

para estos ventiladores son bastante

cómodas debido a la facilidad de

acceso al impulsor y a la transmisión.

2.2.1.3. SNQ-HP: Centrifugal Square Inline-High Pressure.

Este modelo de ventilador se utilizará en el equipo de suministro VS-01 dado

que este ventilador tiene una demanda de aire muy por debajo de la

presentadas por los equipos UV-01, UV-2 y UV-3. Las principales razones para

su selección son:

Figura 2. Ventilador Modelo PLC. Tomado de http://www.lorencook.com/sqn.asp

Figura 3. Ventilador Modelo CPS. Tomado de http://lorencook.com/cp.asp

23

Debido a la baja demanda de caudal y

una relativa alta presión estática para

este equipo, los modelos de ventilador

SNQ tienen mayor eficiencia que los

ventiladores de referencia PLC, los cuales

están diseñados para obtener máximas

eficiencias con caudales superiores a los

2000 cfm y presión estática arriba de 2.0

inwg (ver figura 5).

Son equipos de menor costo, un

modelos SNQ es cerca del 20% más

económicos que un PLC que ofrezca las

mismas condiciones de flujo (basado en

los datos del Software Compute A-Fan

v9.5).

En los datos de catálogo8 de este

modelo podemos confirmar que esta

disponible en caudales desde 1000 hasta

26000 cfm, con presiones estáticas desde

0,25 hasta 5 inwg.

Estos ventiladores vienen

incorporados en una estructura adecuada

para la instalación de los filtros

necesarios en forma de módulos que se

acoplan a la misma evitando así la adición

de una unidad manejadora.

2.2.2. Presión Estática.

Al circular un flujo de aire dentro de un conducto se producen fricciones y

turbulencias que consumen energía. Un ventilador proporciona en forma de

presión, la energía necesaria para vencer estas pérdidas.

La presión de un flujo de aire en movimiento se denomina presión total TP, la

cual incluye la presión necesaria para mantener en movimiento el aire,

8 Disponible en la página oficial de Loren cook Company, www.lorencook.com

Figura 4. Ventilador Modelo SNQ-HP. Tomado de http://www.lorencook.com/sqn.asp

24

denominada presión velocidad VP y la presión necesaria para vencer las

fricciones en ductos, conexiones y equipos, denominada presión estática SP.

En la tabla 8 se muestran, por los principales conceptos el valor de las

pérdidas o caídas de presión estática preliminares en pulgadas de columna de

agua (inwg), necesarios para la selección de los ventiladores, para luego hacer

la sumatoria de cada una y determinar el valor total de presión estática que

debe vencer cada equipo y con el cual se hará su selección por catálogo.

Tabla 8, Presión estática de los equipos.

EQUIPO PREFILTRO

inwg POSFILTRO

inwg LONGITUD MEDIA FT

TRAMO RECTO inwg

ACCESORIOS inwg

ELEMENTO FINAL inwg

DAMPER DE

GRAVEDAD inwg

Total INWG

UV-01 0,6 1,2 166,8 0,25 0,12 0,09 2,26 VE-01 68,6 0,10 0,05 0,09 0,4 0,64 UV-02 0,6 1,2 129,1 0,19 0,10 0,09 2,18 VE-02 160,7 0,24 0,12 0,09 0,4 0,85 UV-03 0,6 1,2 146,8 0,22 0,11 0,09 2,22 VE-03 209,6 0,30 0,15 0,09 0,4 0,94 VS-01 0,6 1,2 95,4 0,14 0,07 0,09 2,10 VE-04 128,7 0,19 0,10 0,09 0,4 0,78 VE-05 158,4 0,24 0,12 0,09 0,4 0,85

Pérdida por Prefiltro equivalente a la vida media (60%), basado en

especificaciones de fabricante (Anexo 1).

Pérdida por Posfiltro equivalente a la vida media (70%) basado en

especificaciones de fabricante (Anexo 2).

La longitud presente en la tabla obedece a la distancia media desde la

ubicación espacial de cada equipo, determinada en el plano de

zonificación de áreas anexo 1, hasta el área más alejada o de más

difícil acceso según sea el caso, medido sobre planos arquitectónicos en

medio magnético.

La pérdida por tramo recto se calcula multiplicando la longitud media,

por una constante de 0,15 inwg por cada 100 pies de ducto la cual es

asumida por ser un valor medio dentro de los datos efectivos que se

encuentran en los cálculos reales.

La pérdida por accesorios se asume como 50% de la pérdida por tramo

recto.

Pérdida media de 0,09 inwg generada en los elementos de distribución

final del aire; difusores o rejillas.

En equipos de extracción se ubica un dámper de gravedad en la boca de

salida, para impedir el retorno del aire exterior, que equivale a una

25

EL DIÁMETRO DE RODETE

SELECCIONADO ES 21.0”

AUNQUE ES DE ACLARAR

QUE EL RODETE DE 19.5”

TAMBIEN CUMPLIRIA

CON LA DEMANDA.

pérdida 0,4 inwg, este dato es provisto por el fabricante de los equipos

ventiladores a utilizar al hacer contacto directo con el comprador.

2.2.3. Selección de ventiladores por catálogo y Software.

2.2.3.1. Ejemplo UV-01.

Habiendo definido el tipo de ventilador a usar para este equipo, se procede a

seleccionar el ventilador del catálogo del modelo (PLC) disponible en la página

oficial de Loren Cook company.

Lo primero a definir será el tamaño del rodete que a la velocidad de rotación

preferible (1770 para aprovechar al máximo el motor) provee el caudal y la

presión estática demandados.

Caudal: 4470 CFM;

Presión Estática: 2,26

Figura 5: Grafica de selección de rodete para ventiladores Loren Cook, PLC. Tomado de PLC CATALOG Pag 9.

26

Seguidamente de la página 14 del PLC CATALOG extraemos los datos que el

ventilador ofrece con las características ya definidas:

Modelo 210 PLC 17

Wheel Diameter 21"

Wheel Type Airfoil

Tip Speed (FPM) 5.50 x RPM = 9735

Max. BHP = .83 x (RPM/1000)3 =4.6

Inlet Area - 2.69 Sq. Ft. Outlet Area - 3.00 Sq.

Ft. 3.48 Sq. Ft.

Outlet Velocity (FPM) CFM/3.48=1284

La otra forma de seleccionar ventiladores de una manera mucho más

rápida y precisa, la ofrece la empresa Loren Cook a través del software

Compute-A-Fan versión 9.5, que puede ser descargado de forma libre

desde su página oficial. A través del software es posible obtener las

curvas características de cada ventilador así como las dimensiones

principales de los mismos.

A continuación se presenta el proceso y los resultados para el equipo

UV-01.

1. En el entorno de

trabajo del software

se escoge la opción

selección por tipo; en

la ventana emergente

seleccionamos el

modelo del ventilador,

para este caso PLCD

y se da clik en Next.

Figura 6.A. Entorno de trabajo Computer-A-Fan

27

2. Seguidamente se

ubican los datos

demandados por el

sistema y se da clik

en Next.

3. Finalmente el

programa ofrece

varias opciones que

cumplen con los

requerimientos de las

cuales se selecciona

una y se procede a

hacer click en View

Curve.

2.2.3.2. Equipos de suministro preliminares.

Hallados mediante el Software Compute-A-Fan versión 9.5.

Tabla 9. Datos equipos de suministro preliminares faltantes. UV-02 UV-03 VS-01

Modelo 195 PLC 17 195 PLC 17 150 SQN-HP

Wheel Diameter 19.5" 19.5" -

CFM 3490 3390 1180

Static Pressure in.wg 2.18 2.22 2.10

Fan RPM 1725 1725 2306

Power HP 2.25 2.2 0.83

Motor HP 3 3 1

Outlet Velocity (FPM) 1491 1486 424

Tip Speed (FPM) 8806 8806 9055

Figura 6.C. Curva del ventilador seleccionado dada por el Computer A-Fan.

Figura 6.B. Registro de datos en el Software

28

2.2.3.3. Equipos de extracción preliminares.

Hallados mediante el Software Compute-A-Fan versión 9.5.

Tabla 10. Datos equipo extracción preliminares faltantes VE-01.

VE-01 VE-02 VE-03 VE-04 VE-05

Modelo 135 CPS 130 CPS 120 CPS 120 CPS 120 CPS CFM 2100 1850 1220 1110 1120 Static Pressure in.wg 0.64 0.85 0.94 0.78 0.85 Fan RPM 1479 1763 1846 1681 1725 Power HP 0.25 0.42 0.28 0.21 0.22 Motor HP 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 Outlet Velocity (FPM) 1420 1751 1456 1325 1337 Tip Speed (FPM) 5227 6230 5799 5281 5419

2.3. TRAZADO DE DUCTOS

2.3.1. Terminales de distribución y Trazado de ducto a línea.

Son los elementos finales de distribución del aire de la red de ductos, estos

son instalados en techos o paredes, se encuentran comercialmente difusores

para suministro y rejillas extracción de aire.

Difusores: Estos son elementos de sección cuadrada ubicados en techo

con un patrón de distribución de 360º, cuentan cuello de entrada circular

al cual se acopla la red de ductos usualmente con ductos de tipo flexible.

Comercialmente la sección cuadrada de estos elementos se encuentra

de dos medidas: 300X300mm (equivalente a 12”X12”) con diámetros de

cuello de 6” y 8”; y de 600x600mm (equivalente 24”X24”) con diámetros

de cuello que van desde los 6” hasta 15”. En el anexo 4 se encuentra

una tabla expedida por un fabricante donde se encuentran las

características principales de los difusores de techo.

Rejillas. Son elementos utilizados en la extracción de aire o suministro

de mismo, éstas comercialmente se encuentran en geometría

rectangular. Las rejillas son aptas para montaje tanto en pared como

techo dado que el patrón del movimiento del aire que generan es

perpendicular a la superficie de la misma. El acople de las rejillas de

retorno de aire se realiza a través de una caja metálica de iguales

dimensiones a la rejilla, previamente grafada al respectivo ducto. En el

anexo 5 se presenta una tabla expedida por un fabricante con

características y dimensión de algunas rejillas.

29

En cada una de las áreas definidas en las Tablas 4, se ubican los elementos

de distribución final de aire rejillas o difusores. Donde los difusores de techo

deben ir centrados a la geometría del área dado su patrón de distribución de

aire, y las rejillas en la diagonal opuesta a la puerta para generar una

extracción uniforme en el área. (ver anexo 15 a 18)

En los planos de la construcción se traza a modo de líneas de espesor continuo

la ruta que seguirá la ducteria desde la ubicación física del equipo hasta cada

una de las terminales previamente definidas (anexo 6 a 8) siguiendo estas

precauciones:

Evitar entrecruzamientos de redes de ductos principales debido a una

restricción de espacio, entre la placa de piso superior y la altura del

falso techo de la sala de urgencias.

Evitar trazar ruta a través de vigas o dejar las redes principales de ducto

muy cerca a las mismas.

Procurar utilizar el menor número de accesorios posible.

No trazar rutas longitudinales a lo largo de paredes ni muy cercanas a

ellas.

Evitar el uso de accesorios de acoplamiento cerrado ya que se sabe

poco sobre los coeficientes de pérdida resultantes

2.3.2. Dimensionamiento de Ductos.

Los ductos utilizados comúnmente en la industria pueden tener áreas de

sección transversal circular, rectangular u ovalada, los cuales se pueden

encontrar fabricados de materiales como lámina de aluminio, plástico PVC,

lámina de acero galvanizada lisa, lámina galvanizada rolada en espiral, acero al

carbón sin revestimiento, fibra de vidrio, etc.

Las dimensiones comúnmente encontradas y fabricadas comercialmente, están

definidas por estándares de la Asociación estadounidense de contratistas de

Chapa metálica y aire acondicionado SMACNA por sus siglas en inglés, los

ductos circulares por ejemplo se encuentran comercialmente desde 4 hasta 20

pulgadas de diámetro con incrementos de 1 pulgada, y desde 20 hasta 50

pulgadas con incrementos de 2 pulgadas, organiza bastante la tarea del diseño

de ductos, guiando y estandarizando su proceso.

En primera medida se debe dividir el trazado de cada sistema de ductos hecho

en el punto anterior en secciones que serán numeradas, las secciones son

establecidas por el cambio de flujo, es decir que disminuya o aumente el caudal

30

que fluye por el tramo de ducto. Esta numeración deberá iniciarse desde los

terminales de distribución hasta la llegada a cada equipo.

El objetivo del dimensionamiento de ductos es en primer lugar, determinar los

diámetros y las longitudes de los diferentes tramos de ducto, y a su vez

establecer la pérdida de presión estática que el ventilador deberá suplir para

hacer funcionar el sistema.

Se comienza a realizar el dimensionamiento de los ductos desde la sección

más lejana, haciendo uso de una carta de fricción para ductos redondos

comúnmente utilizadas (primera terminal de distribución), para este caso se

utilizara la carta presentada en el capítulo 21 del 2009 ASHRAE Handbook-

Fundamentals, conociendo el caudal de esta terminal (Item 2.1.) buscamos en

la carta de fricción que diámetro de ducto conduce este caudal a una velocidad

apropiada para un ducto secundario en este caso:

Velocidad Máxima en ductos Principales: 1500-1960 FPM

Velocidad Máxima en ductos secundarios: 1200-1400 FPM

Conociendo el caudal y el diámetro se dimensiona finalmente el elemento

terminal haciendo uso de los catálogos de fabricante presentes en los anexos 4

y 5, cuidando que las velocidades se salida no excedan los recomendados en

la tabla 11, por criterios de ruido (Tipo de Local: Teatros-Oficinas).

Tabla 11. Valores máximos admisibles de velocidad en terminales

TIPO DE LOCAL

Velocidad inyección Velocidad inyección

máxima para máxima para

REJAS DIFUSORES

Estudio de redio difusión- bibliotecas 100/150 m/min 180/200 m/min

Viviendas- hoteles 150/200 m/min 200/250 m/min

Teatros-- oficinas 150/300 m/min 300/350 m/min

Industrias 400/600 m/min 400/600 m/min

Fuente. Acondicionamiento térmico de edificios, 2005. Pag 215

Seguidamente es posible determinar la velocidad exacta de flujo por esta

sección mediante la ecuación 2.1.

(2.1)

31

En casos donde el diámetro de ducto supere las 10 in, se hace necesario

seleccionar un ducto de sección trasversal equivalente, con una altura de 10 in

o inferior, ya que esta altura superaría los 40 centímetros disponibles entre la

placa del techo y el cielo raso; Para este paso se hace uso de la tabla de

ductos equivalentes presentada en la página 210 de 2009 ASHRAE Handbook-

Fundamentals.

Habiendo terminado de dimensionar la ducteria (ver anexo 19 a 21) se procede

a realizar los cálculos necesarios para determinar la presión estática del

sistema, , que equivaldrá a la sumatoria de la presión total del tramo directo

de mayor valor, , menos la presión de velocidad dada a la salida del

ventilador ecuación 2.2

(2.2)

De forma individual se halla la presión total de cada sección como la suma

de las pérdidas por fricción , pérdidas dinámicas y por elemento

terminal .

Pérdidas por fricción : Las pérdidas por fricción son debidas a la

viscosidad del fluido y resultan de intercambio de momentum entre las

moléculas (en flujo laminar) o entre partículas individuales de capas de

fluido adyacentes que se mueve a diferentes velocidades (en flujo

turbulento). Las pérdidas por fricción se producen a lo largo de toda la

longitud del conducto9.

De esta formase tiene:

(2.3)

Dónde: es la longitud de la sección de ducto y el factor de fricción de

por cada 100 ft de ducto en dicha sección.

Pérdidas Dinámicas : Las pérdidas dinámicas son el resultado de las

perturbaciones del flujo causado por equipos montaje en conductos y

accesorios (por ejemplo, entradas, salidas, codos, transiciones y

uniones) que cambian de dirección y/o área la trayectoria de flujo de

aire. (1994) analizan los parámetros que afectan a la resistencia del

fluido de accesorios y se presentan coeficientes de pérdidas locales en

tres formas: tablas, curvas y ecuaciones10.

Se tiene entonces que:

9 2009 ASHRAE Handbook- Fundamentals, Chapter 21, pag 21,6

10 2009 ASHRAE Handbook- Fundamentals, Chapter 21, pag 21,9

32

(2.4)

Donde el término se calcula sumando todos los coeficientes locales

de pérdidas hallados mediante el uso de las tablas Fitting Loss

Coefficients presentadas al final del capítulo 21 del 2009 ASHRAE

Handbook-Fundamentals.

La presión de velocidad se calcula mediante la ecuación 2.5

(2.5)

Donde es la velocidad de flujo en la sección y la densidad del aire

que para Bogotá equivale a ,

Pérdidas por elemento terminal . El valor de esta pérdida es

proporcionado por el fabricante de la rejilla o difusor que se esté

utilizando cabe señalar que dependerá de las dimensiones del elemento

el caudal que conduzca y la velocidad de flujo que se tenga. En los

anexos 4 y 5 se presentan los catálogos de las rejillas y difusores

utilizados para este ejercicio.

2.3.2.1. Cálculo del Sistema de ductos Equipo UV-01.

Los resultados obtenidos para el sistema de ductos del equipo UV-01 son

presentados en las tablas 19.

Tabla 12. Dimensionamiento de ductos equipo UV-01

DUCT SUMMARY DUCT TOTAL SECTION

DUCT SIZE EQUIVALENT VELOCITY DUCT OF FITTING PRESSURE PRESSURE PRESSURE

SECTION DUCT AIRFLOW ROUND DUCT SIZE VELOCITY PRESSURE LENGTH LOSS LOSS/100 ft LOSS, LOSS,

(No ZONA) ELEMENT cfm in (RECTANGULAR) fpm in. Wg ft COEFFICIENT in. wg in.wg in. Wg

1 (113) DUCT 150 6 150 763,9 11,0 0,148 0,016 FITTING 150 0,027 0,3 0,009 DIFFUSER 150 12X12 d6 0,080 0,10 2 (112) DUCT 200 6 150 1018,6

6,0

0,251 0,015

FITTING 200

0,048

0,99

0,047 DIFFUSER 200 12X12 d6

0,127 0,189

3 DUCT 350 8 200 1002,7 8,6 0,171 0,015 FITTING 350 0,046 0,14 0,006 0,021 4 (108) DUCT 200 6

1018,6

6,1

0,251 0,015

FITTING 200

0,048

1,24

0,059 DIFFUSER 200 12X12 d6

0,127 0,202

5 DUCT 550 10 250 1008,4 4,8 0,131 0,006 FITTING 550 0,047 0,35 0,016 0,023 6 (114) DUCT 200 6 150 1018,6

6,7

0,251 0,017

33

FITTING 200

0,048

1,03

0,049 DIFFUSER 200 12X12 d6

0,127 0,193

7 DUCT 750 12 (500x175) 954,9 21,0 0,095 0,020 FITTING 750 0,042 1,69 0,071 0,091 8 (107) DUCT 200 6 150 1018,6

3,608

0,251 0,009

FITTING 200

0,0478

1,03

0,049 DIFFUSER 200 12X12 d6

0,127 0,185

9 DUCT 950 13 (500x200) 1030,6 1,64 0,251 0,004 FITTING 950 0,049 1,15 0,056 0,060 10 (115) DUCT 500 10 250 916,7

21,32

0,110 0,023

FITTING 500

0,039

1,14

0,044 DIFFUSER 500 24X24 d10

0,096 0,164

11 (106) DUCT 150 6 150 763,9 2,3 0,148 0,003 FITTING 150 0,027 1,14 0,031 DIFFUSER 150 12X12 d6 0,080 0,11 12 (115) DUCT 500 10 250 916,7

21,6

0,110 0,024

FITTING 500

0,039

1,14

0,044 DIFFUSER 500 24X24 d10

0,096 0,164

13 (106) DUCT 150 10 275,0 4,0 0,012 0,000 FITTING 150 0,003 1,14 0,004 DIFFUSER 150 12X12 d6 0,080 0,084 14 DUCT 2250 18 (750X250) 1273,2

7,5

0,098 0,007

FITTING 2250

0,075

1,15

0,086 0,093 15 (105) DUCT 150 6 763,9 4,6 0,148 0,007 FITTING 150 0,027 1,18 0,032 DIFFUSER 150 12X12 d6 0,080 0,118 16 (105) DUCT 150 6

763,9

2,0

0,148 0,003

FITTING 150

0,027

1,18

0,032 DIFFUSER 150 12X12 d6

0,080 0,115

17 DUCT 2550 19 (900X250) 1295,1 21,0 0,095 0,020 FITTING 2550 0,077 1,3 0,100 0,120 18 (104) DUCT 200 6

1018,6

3,28

0,148 0,005

FITTING 200

0,048

1,18

0,056 DIFFUSER 200 12X12 d6

0,127 0,188


1069,5

10,99

0,275 0,030

FITTING 210

0,053

0,32

0,017 DIFFUSER 210 12X12 d6

0,038 0,085

21 (101) DUCT 210 6 1069,5 5,084 0,037 0,002 FITTING 210 0,053 1,82 0,096 DIFFUSER 210 12X12 d6 0,038 0,136 22 DUCT 420 9

950,7

21,65

0,134161 0,029

FITTING 420

0,042

0,24

0,010 0,039 23 (103) DUCT 200 6 1018,6 3,28 0,2509 0,008 FITTING 200 0,048 1,82 0,087 DIFFUSER 200 12X12 d6 0,038 0,133 24 (102) DUCT 200 6

1018,6

4,592

0,2509 0,012

FITTING 200

0,048

1,82

0,087 DIFFUSER 200 12X12 d6

0,038 0,136

25 DUCT 400 8 1145,9 16,4 0,219 0,036 FITTING 400 0,060 1,6 0,098 0,134 26 DUCT 820 10

1503,4

5,2

0,275 0,014

FITTING 820

0,104

1,6

0,167 0,181 27 DUCT 3570 20 (950X250) 1636,4 11,5 0,137 0,016 FITTING 3570 0,123 1,3 0,160 0,176 28 (120) DUCT 100 4

1145,9

4,03

0,513 0,021

FITTING 100

0,060

0,51

0,031 DIFFUSER 100 12X12 d6

0,033 0,085

29 (120) DUCT 100 4 1145,9 11,0 0,513 0,056 FITTING 100 0,060 1,8 0,109 DIFFUSER 100 12X12 d6 0,033 0,198 30 DUCT 200 6

1018,6

11,2

0,251 0,028

FITTING 200

0,048

0,25

0,012 31 (122) DUCT 100 6 509,3 1,64 0,070 0,001 FITTING 100 0,012 1,82 0,022 DIFFUSER 100 12X12 d6 0,021 0,044

34

Fuente: autor

La ruta de ducteria más difícil de vencer para el sistema y con la cual se

determinará la presión estática del ventilador, es la que recorre desde la salida

del equipo hasta el difusor de la sección 1 con un valor de presión total en el

sistema de ductos de 0,833 in wg.

A los 0,833 se suma la pérdida de presión ocasionada por los filtros que

recordamos es de 0,6 in wg para prefiltro y 1,2 in wg para posfiltro.

De esta manera la Presión Total del sistema será 2,63 inwg

La presión estática del ventilador requerido es:

Donde es el caudal suministrado por el equipo y el área de

salida del ventilador, que para los modelos PLC210 es de (ver sección

2.2.3.1.)

Por tanto:

2.3.2.2. Cálculo del Sistema de ductos equipos restantes.

Para ver las tablas de dimensionamiento de ductos de los 8 equipos faltantes

remitir se a los anexo 9. Se muestran los resultados de ruta de ductos

32 (121) DUCT 100 6

509,3

9,84

0,251 0,025 FITTING 100

0,012

1,82

0,022

DIFFUSER 100 12X12 d6

0,021 0,067 33 (123) DUCT 100 6 509,3 8,59 0,251 0,022 FITTING 100 0,012 1,82 0,022 DIFFUSER 100 12X12 d6 0,021 0,064 34 DUCT 500 9 (200X250) 1131,8

13,12

0,185 0,024

FITTING 500

0,059

0,32

0,019 35 DUCT 4070 22 (1200X250) 1541,8 11,48 0,109 0,013 FITTING 4070 0,109 0,9 0,099

35

seleccionada para cálculo, pérdida de presión total y pérdida de presión

estática para ellos en la tabla 13, hallados de igual forma que el equipo UV-01

(2.3.2.1.)

Tabla 13.Datos de los sistemas de Ductos.

EQUIPO RUTA PARA CALCULO

PRESION DEL SISTEMA DE DUCTOS (in wg)

PRESION TOTAL DEL SISTEMA (in wg)

PRESION ESTATICA DEL VENTILADOR (in wg)

UV-01 Difusor Sección 1 0,833 2,63 2,567

UV-02 Difusor sección 9 0,465 2,265 2,202

UV-03 Difusor sección 1 0,451 2,251 2,189

VS-01 Difusor sección 2 0,285 2,085 2,08

VE-01 Rejilla sección 1 0,256 0,656 0,474





Fuente: autor

2.3.3. Redimensionamiento de equipos.

Es necesario realizar nuevamente la selección de ventiladores con los valores

finales de caudal y presión estática determinados en el punto 2.3.2.

Esta selección de equipos se realiza mediante el software Compute A Fan

como se mostró en el punto 2.2.3.1.

Tabla 14. Datos equipos finales de suministro. Ver anexo 10 a 13.

UV-01 UV-02 UV-03 VS-01

Modelo 210 PLC 17 195 PLC 17 195 PLC 17 150 SQN-HP

Wheel Diameter 21.0" 19.5" 19.5" -

CFM 4070 3390 3490 1180

Static Pressure in.wg 2.567 2.202 2.22 2.08

Fan RPM 1725 1725 1725 2263

Power HP 3.11 2.2 2.26 0.79

Motor HP 5 3 3 1

Outlet Velocity (FPM) 1581 1486 1491 424

Tip Speed (FPM) 9483 8806 8806 8886

36

Tabla 15. Datos equipo finales de extracción. Ver anexo 14 a 18. VE-01 VE-02 VE-03 VE-04 VE-05

Modelo 135 CPS 135 CPS 120 CPS 120 CPS 120 CPS CFM 2100 1850 1270 1020 1080 Static Pressure in.wg 0.474 0.587 0.686 0.919 0.982 Fan RPM 1474 1644 1759 1689 1764 Power HP 0.39 0.33 0.24 0.21 0.24 Motor HP 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 Outlet Velocity (FPM) 1988 1751 1516 1218 1289 Tip Speed (FPM) 6163 5810 5526 5306 5541

37

3. DIMENSIONAMIENTO ELÉCTRICO.

En esta sección se pretende dar una descripción global de los requerimientos a

nivel eléctrico del sistema. Definiendo los tamaños y características de los

elementos principales que lo componen, basado en la potencia y consumos de

los equipos ventiladores que han sido seleccionados en el diseño del sistema

de ventilación mecánica de las salas de urgencia de la clínica Universidad de

la Sabana.

Los requerimientos del sistema eléctricos a establecer serán las cuatro

funciones básicas para la salida de un motor según lo especifica la norma IEC

60947:

Seccionamiento o aislamiento eléctrico de la red de alimentación

Protección contra cortocircuitos

Protección eléctrica contra sobre corriente

Medio para el accionamiento o comando

Adicionalmente se establece el calibre del cableado con el cual se hará la

alimentación de los motores en relación con el consumo de los mismos.

3.1. EQUIPOS DE SUMINISTRO.

Teniendo como base la alimentación eléctrica disponible de 230 Voltios 3 fases

y una frecuencia de 60 Hertz, así como la potencia de los motores de los

equipos de suministro: 5Hp UV-01, 3Hp UV-02/3 y 1Hp para VS-01, se procede

a determinar el consumo de amperaje de cada motor según la tabla 16.

Tabla 16. Promedio de corriente a plena carga y rotor bloqueado para motores a.c. (Amperios).

HP RATING

SINGLE PHASE THREE PHASE

115 V 208 V 230 V 208 V 230 V 460 V

Full Locked Full Locked Full Locked Full Locked Full Locked Full Locked

Load Rotor Load Rotor Load Rotor Load Rotor Load Rotor Load Rotor

1/4 5.8 34.8 3.2 19.2 2.9 17.4

1/2 9.8 58.8 5.4 32.4 4.9 29.4 2.2 13.2 2.0 12.0 1.0 6.0

3/4 13.8 82.8 7.6 45.6 6.9 41.4 3.1 18.4 2.8 16.8 1.4 8.4

1 16.0 96.0 8.8 52.8 8.9 48.0 4.0 23.1 3.6 21.0 1.8 10.8

1 1/2 20.0 120.0 11.0 66.0 10.0 60.0 5.7 33.0 5.2 30.0 2.6 15.0

2 24.0 144.0 13.2 79.2 12.0 72.0 7.5 42.9 6.8 39.0 3.4 19.8

3 34.0 204.0 18.7 112.0 17.0 102.0 10.6 59.4 9.6 54.0 4.8 27.0

5 56.0 336.0 31.0 184.8 28.0 168.0 16.7 99.0 15.2 90.0 7.6 45.0

7 1/2 80.0 480.0 44.0 264.0 40.0 240.0 24.0 145.2 22.0 132.0 11.0 66.0

10 100.0 600.0 55.0 330.0 50.0 300.0 31.0 184.4 28.0 162.0 14.0 84.0

15 46.0 277.2 42.0 240.0 21.0 120.0

20 59.0 345.2 54.0 312.0 27.0 156.0

Fuente. Johnson Engineering Data Book, Section E 1994. Pag E:7.

38

Determinamos entonces que el consumo de amperaje para los motores a plena

carga es de: 15.2 A para UV-01, 9.6 A para UV-02/3 y 3.6 A para VS-01.

3.1.1. Seccionamiento y protección contra corto circuito.

Se realiza mediante el uso de un breaker (interruptor termomagnetico), el cual

es seleccionado haciendo uso de la corriente de protección .

(3.1)

Donde es la corriente nominal o a plena carga determinada en el punto

anterior.

Se selecciona el Breaker más cercano por exceso a según los estándares

comerciales11.

UV-01: . Breaker tripolar de 20 A

UV-02/3: . Breaker tripolar de 16 A

VS-01: . Breaker tripolar de 6 A

3.1.2. Mando y protección contra sobre corriente.

Para los equipos de suministro en estas funciones se utilizaran Variadores de

Velocidad, los cual tiene la ventaja de permitir una variación en el flujo de aire a

través del aumento o disminución de la frecuencia de trabajo del motor.

Esta variación de caudal en los equipos de suministro es vital, ya que estos

tenderán a disminuir su caudal a medida que los prefiltros y posfiltros se

saturen e impidan el libre flujo de aire.

En la selección de los variadores de velocidad los datos relevantes son el

voltaje y la potencia del motor estos serán escogidos de la marca Allen Bradley,

en el modelo PowerFlex 4M12.

UV-01: 200…240 VAC (50/60 Hz), 5 Hp, Máxima corriente de salida

17.5 A, No Catalogo 22F-B017N103

11

Los Breaker fueron consultados en http://www.schneider-electric.com/site/home/index.cfm/co/, Página oficial de Schneider Electric el 01 de agosto de 2015. 12

Tomados de http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/sg/pflex-sg002_-es-p.pdf, Guía de selección de variadores de bajo voltaje PowerFlex. Pag 20. Visitado 01 agosto de 2015.

http://www.schneider-electric.com/site/home/index.cfm/co/

http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/sg/pflex-sg002_-es-p.pdf

http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/sg/pflex-sg002_-es-p.pdf

39

UV-02/3: 200…240 VAC (50/60 Hz), 3 Hp, Máxima corriente de salida

12 A, No Catalogo 22F-B012N103

VS-01: 200…240 VAC (50/60 Hz), 1 Hp, Máxima corriente de salida

4.2 A, No Catalogo 22F-B4P2N103

3.1.3. Cableado.

Para este tipo de aplicaciones lo más apropiado es utilizar un cableado con

aislamiento que proteja de las inclemencias climáticas al conductor, ya sea por

los cambios de temperatura, trabajo en condiciones de húmedas y mojadas, y

que posea un retardante de llama para evitar la generación o propagación de

incendios.

Uno de los conductores más utilizados para esta aplicación es el tipo THWN

(Moisture & Heat-Resistant Thermoplastic) apto para trabajar en condiciones

secas y húmedas, y temperaturas hasta de 90ºC.

Al realizar la consulta de este tipo de cable en los catálogos del fabricante

nacional, Centelsa encontramos que este tipo de cable solo se fabrica desde el

calibre AWG13 14, el cual tiene una capacidad del flujo de corriente de 25 A.

Volviendo a la sección 3.1. vemos que los consumos de corriente de todos los

equipos están por debajo de los 25 A, lo que hace que el calibre de cable AWG

14 sea apropiado para la acometida de cada equipo de suministro.

3.2. EQUIPOS DE EXTRACCIÓN

Recordando la potencia de los motores de los ventiladores de extracción es de

0.5 Hp funcionado a 230 V, y remitiéndonos a la tabla 16 determinamos que el

consumo de Amperaje Nominal a plena carga de estos motores es de 2.0 A.

3.2.1. Seccionamiento y protección contra corto circuito.

Al igual que en el numeral 3.1.1. Esta función se realiza mediante el uso de un

interruptor temomagnetico o Breaker seleccionado mediante el cálculo de la

corriente de protección . Ecuación (3.1)

13

American wire gauge. Referencia de la medida de conductores eléctricos.

40

Se selecciona el breaker más cercano por exceso a según los estándares

comerciales14.

Dado que todos los motores tienen el mismo consumo de amperaje la Corriente

de protección y el breaker para estos será:

.

Breaker tripolar de 6 A

3.2.2. Mando y protección contra sobre corriente.

Los ventiladores extractores no cuentan con filtros que obstruyan el libre flujo

del aire por lo tanto no es necesario la instalación de variadores de velocidad

que hagan la tarea de mando y protección contra sobre corriente. En contraste

se utilizan dos elementos por separados para cada función.

Para el mando su utiliza un Contactor tripolar que tenga una corriente de

manejo igual o superior a la corriente de consumo nominal del motor.15

Basado en el catálogo del fabricante Schneider Electric el contactor con el valor

de corriente más bajo es el LC1D09F7 con 9 A, por tanto este será el modelo

contactor seleccionado para todos los motores.

La función de protección contra sobre corriente la realiza un Relé Térmico

tripolar, estos elementos se definen por el rango de amperaje en el cual

trabajan, de esta forma se selecciona uno en el que este contenido el consumo

nominal de amperaje del motor en cuestión. Según el catálogo de Schneider

Electric el Relé necesario para los cinco ventiladores extractores es el LRD07

que trabaja de 1.6 a 2.5 Amperios.

3.2.3. Cableado

La acometida de alimentación para los motores de los ventiladores extractores

se deberá realizar en cable THWN calibre AWG 14. Como se explicó en el ítem

3.1.3.

14

Los Breaker fueron consultados en http://www.schneider-electric.com/site/home/index.cfm/co/, Pagina oficial de Schneider Electric el 01 de agosto de 2015. 15

Norma IEC 947-4. Tipos de categorías de empleo y valores de corriente para contactores.

http://www.schneider-electric.com/site/home/index.cfm/co/

41

4. CONTROL DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN MECÁNICA

Este capítulo pretende dar una descripción general de los requerimientos y

modelo del sistema de control electrónico tipo PLC que comandará todo el

funcionamiento de los equipos de ventilación antes descritos.

4.1. PARÁMETROS A MONITOREAR.

El sistema de ventilación requiere que sean conocidos algunos parámetros de

operación, que permitan determinar el estado del mismo, y así saber cuándo

tomar medidas sobre las características que no estén en condiciones óptimas

Caída de presión en prefiltros y posfiltros: se realiza mediante

manómetros digitales con display de visualización y salida de señal de

4–20 mA, marca Dwyer.

Caudal de suministro: Usando medidores de caudal Marca Dwyer, con

señal de salida de 4-20 mA

Detector de Humo en los suministros: marca System Sensor, con señal

de salida contacto seco Normalmente cerrado

Switch de flujo positivo en extractores. Para verificación de sentido de

flujo y encendido, estos elementos cuentan con un contacto de salida

normalmente abierto.

4.2. VARIABLES DEL SISTEMA CONTROLAR

Arranque y parada de equipos

Caudal de los Equipos de suministro: salida de señal de 4-20 mA

4.3. SELECCIÓN DE PLC

El sistema de control debe recibir (entradas al PLC) en total, 12 señales de

entrada de 4-20 mA, 2 de contacto seco. Así como disponer de 9 señales de

contacto seco para accionar los equipos y 4 salidas de 4 a 20 ma, para regular

el caudal de los equipos de suministro.

42

4.3.1. Modelo:

Módulo de control marca Schenider Electric Serie Xtruxureware, modelo MNB.

Tipo semiindustrial, con capacidad de comunicación entre modulos y comando

desde PC.

Cuenta con

6 Entradas universales (UI)

6 Salidas Universales

Para completar el número de señales de entrada (14) y salidas (que requiere el

sistema serán necesarios un total de 3 módulos de control.

43

5. TABLA DE COSTOS DE MATERIALES Y EQUIPOS

Tabla 17. Costos de materiales y equipos.

UNIVERSIDAD DE LA SABANA SALAS DE URGENCIAS TABLA DE COSTOS

EQUIPOSY ELEMENTOS DEL SISTEMA DE VENTILACION MECANICA

ITEM DESCRIPCIÓN REFERENCIA UN CANTIDAD VALOR

UNITARIO VALOR TOTAL

RESUMEN POR CAPITULOS 1 UNIDADES MANEJADORES SUMINISTRO LOREN COOK

$ 25.851.481

2 VENTILADORES DE EXTRACCIÓN LOREN COOK

$ 21.434.941 3 FILTROS ESPECIALES CAMFIL FARR

$ 594.179

4 DUCTOS GENERAL

$ 25.589.165 5 DIFUSORES Y REJILLAS

$ 2.064.742

6 ELEMENTOS ELECTRICOS SCHNEIDER

$ 1.260.000 7 VARIADORES DE VELOCIDAD ALLEN BRADLEY

$ 4.434.000

8 INTRUMENTACION Y CONTROL

$ 8.937.843

SUBTOTALES $ - $ 90.166.351

1 UNIDADES MANEJADORES SUMINISTROa LOREN COOK

VENTILADOR EN LINEA CON SECCIÓN DE PREFILTRO MERV 8

Y POSFILTRO MERV 15

UV-01, 210 PLC 17, CFM = 4070 SP = 2.567 BHP = 3.11

UN 1 $ 7.508.118 $ 7.508.118 UV-02, 195 PLC 17, CFM = 3390 SP = 2.202 BHP = 2.2

UN 1 $ 7.066.464 $ 7.066.464

UV-03, 195 PLC17, CFM = 3490 SP = 2.22 BHP = 2.26

UN 1 $ 7.066.464 $ 7.066.464 VS-01, 150 SQN-HP, CFM = 1180 SP = 2.08 BHP = 0.79

UN 1 $ 4.210.435 $ 4.210.435

SUBTOTAL POR CAPITULO $ 25.851.481

2 VENTILADORES DE EXTRACCIÓNb

LOREN COOK TIPO INDUSTRIAL CENTRIFUGO

VE-01, 165 CPS, CFM = 2100 SP = 0.474 BHP = 0,39

UN 1 $ 5.034.856 $ 5.034.856

VE-02, 135 CPS, CFM = 1850 SP = 0.587 BHP = 0.33

UN 1 $ 4.210.435 $ 4.210.435 VE-03, 120 CPS, CFM = 1270 SP = .686 BHP = 0.24

UN 1 $ 4.063.217 $ 4.063.217

VE-04, 120 CPS, CFM = 1020 SP = .919 BHP = 0.21

UN 1 $ 4.063.217 $ 4.063.217 VE-05, 120 CPS, CFM = 1080 SP = .982 BHP = 0.24

UN 1 $ 4.063.217 $ 4.063.217


3 FILTROS ESPECIALESc CAMFIL FARR

FILTRO DE PANEL MERV 8

24"24"2"

UN 7 $ 19.138 $ 19.145

FILTRO TIPO BOLSA MERV 15

24"24"22"

UN 7 $ 82.148 $ 575.034

SUBTOTAL POR CAPITULO $ 594.179

4 DUCTOS

DUCTERIA RIGIDAd

DUCTO TIPO SPIRODUCTO (CIRCULAR)

KGD 1225 $ 9.306 $ 11.399.850 DUCTO TIPO SKINODUCTO (RECTANGULAR)

KGD 1488 $ 9.306 $ 13.847.328

DUCTERIA FLEXIBLEe

MANGUERA FLEXIBLE DE 6"

m 28,2

$ 87.094 MANGUERA FLEXIBLE DE 8"

m 15,2

$ 119.894

MANGUERA FLEXIBLE DE 10"

m 4,7

$ 134.999


a Valor tomado del Software Compute-A-Fan Versión 9.5

b Valor tomado del Software Compute-A-Fan Versión 9.5

c Costo tomado de cotización ofrecida a RGD S.A.S. el 29 de abril de 2015 por la empresa Protec Inc

d Valor Tomado de cotización solicitada el 11 de agosto de 2015 a la empresa Spiroducto S.A.S. Para ver

despiece remitirse al anexo 22. e Costo tomado de cotización ofrecida a RGD S.A.S. el 06 de agosto de 2015 por la empresa Grainger.

44

5 DIFUSORES Y REJILLAS METALAIRE

DIFUSORESf

12"x12" NECK 6"

UN 40 $ 67.720 $ 2.708.811 24"x24" NECK 8"

UN 9 $ 92.747 $ 834.726

24"x24" NECK 10"

UN 6 $ 92.747 $ 556.484

REJILLAS CUADRADAS DE EXTRACCIONg LAMINAIRE

10"X4" UN 3 $ 20.844 $ 62.532 12"X6" UN 1 $ 29.529 $ 29.529 14"X8" UN 2 $ 38.793 $ 77.586 18"X8" UN 2 $ 47.478 $ 94.956 20"X10" UN 3 $ 67.743 $ 203.229 REJILLAS CIRCULARES EXTRACCION FANTECH

CIRCULAR 4"h UN 11 $ 18.700 $ 205.700


6 ELEMENTOS ELECTRICOSi SCHNEIDER

BREAKER TRIPOLAR DE 20 A

UN 1 $ 49.000 $ 49.000 BREAKER TRIPOLAR DE 16 A

UN 2 $ 49.000 $ 98.000

BREAKER TRIPOLAR DE 6 A

UN 2 $ 49.000 $ 98.000 CONTACTOR TRIPOLAR DE 9 A

UN 5 $ 95.000 $ 475.000

RELETERMICO DE 1.6 A 2.5 A

UN 5 $ 108.000 $ 540.000


7 VARIADORES DE VELOCIDADj ALLENBRADLEY

V.V 5 HP A 220 V

UN 1 $ 1.620.000 $ 1.620.000 V.V 3 HP A 220 V

UN 2 $ 982.000 $ 1.964.000

V.V 1. HP A 220 V

UN 1 $ 850.000 $ 850.000


8 INTRUMENTACIÓN Y CONTROLk

SENSOR DE HUMO SUMINISTROS SENSORSYSTEM UN 4 $ 583.395 $ 2.333.582 SENSOR DIFERENCIAL DE PRESION FILTROS DWYER UN 8 $ 338.601 $ 2.708.811 SENSOR DIFERENCIAL DE PRESION CAUDAL DWYER UN 4 $ 338.601 $ 1.354.406 SENSOR SWICH DE FLUJO VENTILADORES

UN 5 $ 43.000 $ 215.000

MODULO DE CONTROL MNB 300 SCHNEIDER UN 4 $ 581.511 $ 2.326.044


f Costo tomado de cotización ofrecida a RGD S.A.S. el 20 de mayo de 2015 por la empresa Protec Inc. g Valor tomado de listado de precios emitido por la empresa Laminaire S.A. en septiembre de 2008.

h Costo tomado de la página español.grainger.com/product el 12 de agosto de 2015

i Valor tomado de cotización solicitada el 11 agosto de 2015 a la empresa Eléctricos y Controles LTDA j Costo tomado del distribuidor de materiales eléctricos Melexa, página melexa.com/soluciones/automatizaci%C3%B3n-industrial k Valores Tomados de cotización ofrecida a RGD S.A.S. el 12 junio de 2015 por la BasSupply.

45

6. CONCLUSIONES

En las salas de urgencia de la clínica se encuentran áreas críticas como

son las de procedimientos y observaciones que exigen más de 15

renovaciones de aire exterior por hora, condiciones de filtración elevadas

superior a los 95% según pruebas de ASHRAE y condiciones de

presurización positivas que eviten la entrada de contaminantes de las

áreas contiguas.

El diseño de ductos debe realizarse con especial cuidado, previendo

condiciones de altura de techos y ubicación de equipos, evitando

superar velocidades máximas en ductos principales de 1960 fpm, en

ductos secundarios de 1400 fpm y en elementos terminales de 1200

fpm, para no generar niveles de ruido inaceptables en ésta instalación

médica.

Los ventiladores tanto de suministro como de extracción son los

elementos primordiales en el diseño del sistema de ventilación

mecánica. Las características principales en su selección son el caudal

de aire, donde se obtuvieron valores desde 1000 cfm hasta 4000 cfm y

la presión estática del sistema con valores desde 0.5 a 2.6 in wg, esta

última debe ser calculada minuciosamente buscando que los

ventiladores escogidos sean lo más eficientes posibles.

Las condiciones eléctricas establecidas son principalmente la

alimentación de voltaje, consumo de corriente, potencia de los motores y

la selección de los elementos de salida para cada motor según lo

especifica la norma IEC 60947: Aislamiento, protección contra corto

circuido, protección contra sobre corriente y medio para el

accionamiento o comando.

Para la selección del sistema de control se tuvo en cuenta que éste

debía realizar el accionamiento de los 9 equipos, emitir 4 señales de

salida y recibir 14 señales de entrada, para lo que se seleccionaron tres

módulos tipo PLC de la marca Scheneider Electric, modelo MNB cada

uno con 6 entradas universales y 6 salidas universales..

La tabla de costos se realiza teniendo en cuenta los elementos y

materiales principales que componen el sistema de ventilación

mecánica, dando un total de $ 90.166.351, es de aclarar que una

cantidad de materiales adicionales serían utilizados en la eventual

construcción del sistema, tales como tornillería, soportaría, anclajes,

cableado, etc. que no son del alcance y la previsión de este trabajo de

grado.

46

BIBLIOGRAFÍA

[1] Filtration and building security. Abril de 2005, H.E. (Barney) Burroughs.

Explicacion de Filtracion Merv.

[2] ASHRAE Handbook-HVC Applications 2011, Chapter 8 Health Care

Facilities

[3] http://www.lorencook.com/. Logotipo y cerficifaciones consultado 25 de

abril de 2015

[4] PLC CATALOGO; Loren Cook Company. Página oficial

http://www.lorencook.com/plc.asp. visitado 25 junio 2015

[5] Industrial Ventilation A Manual of Recommended Practice for Design, 26

th edition, ACGIM Signature Publication, 2007.

[6] ASHRAE Handbook- Fundamentals 2009, Chapter 21 Duct Design

[7] Johnson Engineering Data Book, Section E. Electric Electronic, 1994

[8] Ing. Victor Santiago Diaz, Ing. Raúl Oscar Barreneche,

Acondicionamiento térmico de edificios. Buenos Aires - Argentina,

Nobuko 2005

ÍNDICE DE TABLAS

http://www.lorencook.com/

http://www.lorencook.com/plc.asp.%20%20visitado%2025%20junio%202015

47

Pág.

Tabla 1. Características y comparación entre las clasificaciones ISO 14644-1

y FS-209 ........................................................................................................... 10

Tabla 2. Equivalencias de filtración entre normas ASHRAE y europeas. ......... 10

Tabla 3. Caracterización de espacios según normas de filtración. ................... 11

Tabla 4.a Características del aire zona Urgencias Ingreso Clínica U. Sabana. 13

Tabla 4.b Características del aire zona Urgencias Adultos Clínica U. Sabana. 14

Tabla 4.c Características del aire zona Urgencias Pediátricas Clínica U. Sabana

.......................................................................................................................... 15

Tabla 4.d Características del aire zona Procedimientos Clínica U. Sabana ..... 15

Tabla 5.a. Dimensiones y caudales zona Urgencias Ingreso Clínica U. Sabana.

.......................................................................................................................... 16

Tabla 5.b. Dimensiones y caudales zona Urgencias Adultos Clínica U. Sabana.

.......................................................................................................................... 17

Tabla 5.c. Dimensiones de la zona Urgencias Pediátricas Clínica U. Sabana. 18

Tabla 5.d. Dimensiones y caudales zona Urgencias Procedimientos Clínica U.

Sabana. ............................................................................................................ 19

Tabla 6. Caudales determinados paras las diferentes áreas. ........................... 20

Tabla 7. Datos de ventiladores para preselección. ........................................... 20

Tabla 8, Presión estática de los equipos. ......................................................... 24

Tabla 9. Datos equipos de suministro preliminares faltantes. ........................... 27

Tabla 11. Valores máximos admisibles de velocidad en terminales ................. 30

Tabla 12. Dimensionamiento de ductos equipo UV-01 ..................................... 32

Tabla 13.Datos de los sistemas de Ductos. ...................................................... 35

Tabla 14. Datos equipos finales de suministro. Ver anexo 10 a 13. ................ 35

Tabla 15. Datos equipo finales de extracción. Ver anexo 14 a 18. ................... 36

Tabla 16. Promedio de corriente a plena carga y rotor bloqueado para motores

a.c. (Amperios). ................................................................................................. 37

Tabla 17. Costos de materiales y equipos. ....................................................... 43

ÍNDICE DE FIGURAS

48

Pág.

1.b. Certificados empresa Loren Cook .............................................................. 21

1.a. Logo empresa Loren Cook ......................................................................... 21

Figura 2. Ventilador Modelo PLC. .................................................................... 22

Figura 3. Ventilador Modelo CPS. .................................................................... 22

Figura 4. Ventilador Modelo SNQ-HP. .............................................................. 23

Figura 5: Grafica de selección de rodete para ventiladores Loren Cook, PLC.

Tomado de PLC CATALOG Pag 9. .................................................................. 25

Figura 6.A. Entorno de trabajo Computer-A-Fan .............................................. 26

Figura 6.B. Registro de datos en el Software .................................................. 27

Figura 6.C. Curva del ventilador seleccionado dada por el Computer A-Fan. . 27

49

INDICE DE ANEXOS

Pág.

ANEXOS ........................................................................................................... 51

Anexo 1. Plano de Zonificación de áreas, Salas de urgencia Clínica

Universidad de la Sabana. ................................................................................ 52

Anexo 2. Ficha técnica Prefiltro Merv 8 (G4) Marca Camfil Farr ....................... 52

Anexo 3. Product sheet Posfiltro Merv 15 (F9). Camfil Farr. Pag 1 ................. 54

Anexo 4. Catálogo de selección de difusores de techo. ................................... 55

Anexo 5. Catálogo de selección de rejillas. ...................................................... 56

Anexo 6. Plano trazado de ductos área de ingreso Clínica Universidad de la

Sabana ............................................................................................................. 57

Anexo 7. Plano trazado de ductos área de adultos Clínica Universidad de la

Sabana ............................................................................................................. 58

Anexo 8. Plano trazado de ductos área de pediatría Clínica Universidad de la

Sabana ............................................................................................................. 59

Anexo 9. ............................................................................................................ 60

Anexo 9.A Dimensionamiento de ducto equipo UV-02 ..................................... 60

Anexo 9.B Dimensionamiento de ducto equipo UV-03 ..................................... 61

Anexo 9.C Dimensionamiento de ducto equipo VS-01 ..................................... 62

Anexo 9.E. Dimensionamiento de ducto equipo VE-02 .................................... 63

Anexo 9.F Dimensionamiento de ducto equipo VE-03. ..................................... 65

Anexo 9.G Dimensionamiento de ducto equipo VE-04. .................................... 65

Anexo 9.H. Dimensionamiento de ducto equipo VE-05. ................................... 66

Anexo 10. Datos Técnicos Equipo UV-01. ........................................................ 68



Anexo 13. Datos Técnicos Equipo VS-01. ........................................................ 71

Anexo 14. Datos Técnicos Equipo VE-01. ........................................................ 72




50


Anexo 19. Plano Trazado de ductos urgencias ingreso. ................................... 77

Anexo 20. Plano Trazado de ductos urgencias adultos. ................................... 78

Anexo 21. Plano Trazado de ductos urgencias pediatría. ................................. 79

Anexo 22. Despiece de cotización Ducteria Rigida ........................................... 80

51

ANEXOS

52

Anexo 1. Plano de Zonificación de áreas, Salas de urgencia Clínica Universidad de la Sabana.

Anexo 2. Ficha técnica Prefiltro Merv 8 (G4) Marca Camfil Farr

54

Anexo 3. Product sheet Posfiltro Merv 15 (F9). Camfil Farr. Pag 1

55

Anexo 4. Catálogo de selección de difusores de techo.

Fuente Metalaire S.A.

56

Anexo 5. Catálogo de selección de rejillas.

Fuente Laminaire S.A.

57

Anexo 6. Plano trazado de ductos área de ingreso Clínica Universidad de la Sabana

58

Anexo 7. Plano trazado de ductos área de adultos Clínica Universidad de la Sabana

59

Anexo 8. Plano trazado de ductos área de pediatría Clínica Universidad de la Sabana

60

Anexo 9.

Anexo 9.A Dimensionamiento de ducto equipo UV-02

DUCT EQUIVALENT SUMMARY DUCT TOTAL SECTION

DUCT SIZE DUCT VELOCITY DUCT OF FITTING PRESSURE PRESSURE PRESSURE

SECTION DUCT AIRFLOW ROUND SIZE VELOCITY PRESSURE LENGTH LOSS LOSS/100 ft LOSS LOSS

(No ZONA) ELEMENT cfm In (RECTANGULAR) Fpm in. wg ft COEFFICIENT in. wg in.wg in. Wg

1 (210) DUCT 610 10 250 mm 1118,4 17,1 0,159 0,027 FITTING 610 0,058 0,4 0,024 DIFFUSER 610 24x24 D10 0,171 0,22 2 (206) DUCT 100 6 150 mm 509,3

1,6

0,070 0,001

FITTING 100

0,012

0,91

0,011 DIFFUSER 100 12x12 D6

0,033 0,045

3 (200) DUCT 100 6 509,3 5,6 0,070 0,004 FITTING 100 0,012 0,91 0,011 DIFFUSER 100 12x12 D6 0,033 0,048 4 (201) DUCT 150 6

763,9

4,3

0,148 0,006

FITTING 150

0,027

0,91

0,024 DIFFUSER 150 12x12 D6

0,0

0,080 0,111

5 DUCT 960 12 (300x250) 1222,3 28,2 0,150 0,042 FITTING 960 0,069 0,02 0,001 0,044 6 (202) DUCT 170 6

865,8

4,5

0,186 0,008

FITTING 170

0,035

0,91

0,031 DIFFUSER 170 12x12 D6

0,102 0,142

7 (202) DUCT 170 6 865,8 14,2 0,186 0,026 FITTING 170 0,035 1,03 0,036 DIFFUSER 170 12x12 D6 0,102 0,164 8 DUCT 1300 14 (450x250) 1216,1

9,2

0,186 0,017

FITTING 1300

0,068

0,63

0,043 0,060 9 (210) DUCT 610 10 1118,4 11,2 0,186 0,021 FITTING 610 0,058 0,27 0,016 DIFFUSER 610 24x24 D10 0,171 0,207 10 (213) DUCT 300 8

859,4

3,6

0,129 0,005

FITTING 300

0,034

0,91

0,031 DIFFUSER 300 24x24 D8

0,080 0,116


859,4

4,6

0,129 0,006

FITTING 300

0,034

0,91

0,031 DIFFUSER 300 24x24 D8

0,038 0,075


15,1

0,174 0,026

FITTING 1290

0,090

0,13

0,012 0,038 15 (213) DUCT 300 8 859,4 4,3 0,174 0,007 FITTING 300 0,034 0,91 0,031 DIFFUSER 300 24x24 D8 0,080 0,118 16 DUCT 1590 14 (450x250) 1487,3

8,2

0,178 0,015

FITTING 1590

0,102

0,13

0,013 0,028 17 (213) DUCT 300 8 859,4 4,3 0,129 0,005 FITTING 300 0,034 0,91 0,031 DIFFUSER 300 24x24 D8 0,038 0,074 18 DUCT 1890 15 (500x250) 1540,1

6,6

0,174 0,011

FITTING 1890

0,109

0,38


509,3

4,1

0,070 0,003

FITTING 100

0,012

1,03

0,012

61

DIFFUSER 100 12x12 D6

0,033 0,048 21 DUCT 200 5 1466,8 16,6 0,615 0,102 FITTING 200 0,099 0,91 0,090 0,192 22 DUCT 2090 17 (650x250) 1325,9

11,8

0,113 0,013

FITTING 2090

0,081

0,38

0,031 0,044 23 DUCT 3390 20 (550x400) 1553,9 4,9 0,124 0,006 FITTING 3390 0,111 0,5 0,056 0,062

Fuente: Autor

Anexo 9.B Dimensionamiento de ducto equipo UV-03


DUCT SIZE DUCT SIZE VELOCITY DUCT OF FITTING PRESSURE PRESSURE PRESSURE

SECTION DUCT AIRFLOW ROUND SIZE VELOCITY PRESSURE LENGTH LOSS LOSS/100 ft LOSS, LOSS,



611,2

10,6

0,098 0,010

FITTING 120

0,017

0,92

0,016 DIFFUSER 120 12x12 D6

0,048 0,074


1120,4

10,2

0,299 0,030

FITTING 220

0,058

0,92

0,053 DIFFUSER 220 12x12 D6

0,184 0,268


779,2

7,5

0,082 0,006

FITTING 425

0,028

0,92

0,026 DIFFUSER 425 24x24 D10

0,075 0,107


14,3

0,182 0,026

FITTING 1610

0,104

0,13


1120,4

9,8

0,299 0,029

FITTING 220

0,058

0,92

0,053 DIFFUSER 220 12x12 D6

0,184 0,267


12,1

0,128 0,016

FITTING 2230

0,092

0,13


802,1

7,1

0,113 0,008

FITTING 280

0,030

0,92

0,027 DIFFUSER 280 24x24 D8

0,063 0,098


716,2

13,0

0,092 0,012

FITTING 250

0,024

1,03

0,024 DIFFUSER 250 24x24 D8

0,048 0,084

17 (303) DUCT 250 8 716,2 14,6 0,092 0,013 FITTING 250 0,024 1,03 0,024 DIFFUSER 250 24x24 D8 0,048 0,086

62

18 (300) DUCT 200 6

1018,6

11,5

0,251 0,029 FITTING 200

0,048

0,92

0,044

DIFFUSER 200 12x12 D6

0,127 0,200 19 DUCT 3490 20 (950X250) 1599,7 14,8 0,131 0,019 FITTING 3490 0,118 0,94 0,111 0,130

Fuente: Autor

Anexo 9.C Dimensionamiento de ducto equipo VS-01






865,8

3,3

0,186 0,006

FITTING 170

0,035

2,24

0,077 DIFFUSER 170 12x12 D6

0,102 0,185

3 DUCT 340 8 974,0 9,3 0,162 0,015 FITTING 340 0,044 0,05 0,002 0,017 4 (406) DUCT 170 6

865,8

3,3

0,186 0,006

FITTING 170

0,035

2,24

0,077 DIFFUSER 170 12x12 D6

0,102 0,185

5 (408) DUCT 170 6 865,8 3,3 0,186 0,006 FITTING 170 0,035 2,24 0,077 DIFFUSER 170 12x12 D6 0,102 0,185 6 DUCT 680 11

1030,4

16,6

0,122 0,020

FITTING 680

0,049

0,80

0,039 0,059 7 (415) DUCT 100 4 1145,9 6,6 0,513 0,034 FITTING 100 0,060 0,17 0,010 0,044 DIFFUSER 100 D4" 0,014 0,058 8 (412) DUCT 200 8

573,0

2,296

0,061 0,001

FITTING 200

0,015

2,12

0,032 DIFFUSER 200 12X12 D8

0,090 0,123

9 (414) DUCT 200 8 573,0 2,296 0,061 0,001 FITTING 200 0,015 2,12 0,032 DIFFUSER 200 12X12 D8 0,090 0,123 10 DUCT 500 10

916,7

9,84

0,110 0,011

FITTING 500

0,039

0,26

0,010 0,021 11 DUCT 1180 14 (500X250) 1103,8 8,2 0,103 0,008 FITTING 1180 0,056 0,19 0,011 0,019

Fuente: Autor

Anexo 9.D Dimensionamiento de ducto equipo VE-01



SECTION DUCT AIRFLOW ROUND SIZE VELOCITY PRESSURE LENGTH LOSS LOSS/100 ft LOSS LOSS

(No ZONA) ELEMENT cfm in (RECTANGULAR) Fpm in. wg ft COEFFICIENT in. wg in.wg in. Wg

1 (115) DUCT 600 10 (250X200) 1100,1 14,8 0,154 0,023 FITTING 600 0,056 0,96 0,054 LOUVER 600 20X10 0,060 0,14 2 (115) DUCT 600 10 (250X200) 1100,1

1,6

0,154 0,003

FITTING 600

0,056

0,66

0,037 LOUVER 600 10X4

0,038 0,077

3 DUCT 1200 14 (450X250) 1122,5 12,5 0,106 0,013

63

FITTING 1200 0,058 0,13 0,008 0,021 4 (128) DUCT 200 7

748,4

1,6

0,118 0,002

FITTING 200

0,026

0,66

0,017 LOUVER 200 18X8

0,023 0,042

5 (128) DUCT 200 7 748,4 1,6 0,118 0,002 FITTING 200 0,026 0,66 0,017 LOUVER 200 18X8 0,038 0,057 6 DUCT 1600 16 (600X250) 1145,9

8,5

0,093 0,008

FITTING 1600

0,060

0,13

0,008 0,016 7 (122) DUCT 150 6 763,9 8,2 0,148 0,012 FITTING 150 0,027 0,22 0,006 LOUVER 150 10X4 0,038 0,056 8 (121) DUCT 300 8

859,4

6,4

0,129 0,008

FITTING 300

0,034

1,02

0,035 LOUVER 300 10X4

0,038 0,081

9 (127) DUCT 200 8 (250X200) 573,0 0,5 0,061 0,000 FITTING 200 0,015 0,66 0,010 LOUVER 200 20X10 0,014 0,024 10 DUCT 2100 17 (650X250) 1332,3

11,5

0,114 0,013

FITTING 2100 0,082 0,81 0,066 0,079

Fuente: Autor

Anexo 9.E. Dimensionamiento de ducto equipo VE-02




(No ZONA) ELEMENT cfm in (RECTANGULAR) fpm in. wg ft COEFFICIENT in. wg in.wg in. Wg

1 (214) DUCT 70 4 802,1 10,0 0,266 0,027 FITTING 70 0,030 2,57 0,076 LOUVER 70 10X4 0,038 0,14 2 (215) DUCT 70 4

802,1

4,4

0,266 0,012

FITTING 70

0,030

2,30

0,068 LOUVER 70 10X4

0,038 0,118


802,1

4,4

0,266 0,012

FITTING 70

0,030

2,30

0,068 LOUVER 70 10X4

0,038 0,118


802,1

4,4

0,266 0,012

FITTING 70

0,030

2,30

0,068 LOUVER 70 10X4

0,038 0,118


802,1

4,4

0,266 0,012

FITTING 70

0,030

2,30

0,068 LOUVER 70 10X4

0,038 0,118


802,1

4,4

0,266 0,012

FITTING 70

0,030

2,30

0,068 LOUVER 70 10X4

0,038 0,118


802,1

1,4

0,266 0,004

FITTING 70

0,030

2,30

0,068 LOUVER 70 10X4

0,038 0,110


802,1

4,4

0,266 0,012

64

FITTING 70

0,030

2,30

0,068 LOUVER 70 10X4

0,038 0,118


880,1

2,6

0,240 0,006

FITTING 120

0,036

2,97

0,106 LOUVER 120 10X4

0,038 0,150

17 (225) DUCT 120 5 880,1 3,9 0,240 0,009 FITTING 120 0,036 2,97 0,106 LOUVER 120 10X4 0,038 0,153 18 DUCT 800 12 (350X225) 1018,6

17,4

0,107 0,019

FITTING 800

0,048

0,50


802,1

1,6

0,266 0,004

FITTING 70

0,030

2,30

0,068 LOUVER 70 10X4

0,038 0,111


802,1

1,6

0,266 0,004

FITTING 70

0,030

2,30

0,068 LOUVER 70 10X4

0,038 0,111


802,1

1,6

0,266 0,004

FITTING 70

0,030

2,30

0,068 LOUVER 70 10X4

0,038 0,111


802,1

1,6

0,266 0,004

FITTING 70

0,030

2,30

0,068 LOUVER 70 10X4

0,038 0,111


802,1

1,6

0,266 0,004

FITTING 70

0,030

4,41

0,131 LOUVER 70 10X4

0,038 0,173

29 DUCT 430 8 1231,9 3,3 0,250 0,008 FITTING 430 0,070 2,12 0,148 0,156 30 DUCT 1230 14

1150,6

17,9

0,111 0,020

FITTING 1230

0,061

0,27


1145,9

9,0

0,513 0,046

FITTING 100

0,060

1,03

0,062 LOUVER 100 10X4

0,038 0,147


1145,9

1,6

0,513 0,008

FITTING 100

0,060

2,3

0,139 LOUVER 100 10X4

0,038 0,186


1145,9

31,0

0,513 0,159

FITTING 100

0,060

1,48

0,090 LOUVER 100 10X4

0,038 0,287

37 (209) DUCT 100 4 1145,9 1,6 0,513 0,008 FITTING 100 0,060 3,29 0,199 LOUVER 100 10X4 0,038 0,245 38 DUCT 620 9

1403,4

4,9

0,275 0,014

FITTING 620

0,091

0,61

0,055 0,069 39 DUCT 1850 18 1046,9 2,3 0,068 0,002 FITTING 1850 0,050 0,13 0,007 0,008

Fuente: Autor

65

Anexo 9.F Dimensionamiento de ducto equipo VE-03.




(No ZONA) ELEMENT cfm in (RECTANGULAR) fpm in. wg ft COEFFICIENT in. wg in.wg in. Wg

1 (322) DUCT 330 8 945,38 9,6 0,153 0,015

FITTING 330 0,041 2,4 0,100

LOUVER 330 14X8 0,060 0,17

2 (313) DUCT 240 8

687,55

3,9

0,085 0,003

FITTING 240

0,022

2,97

0,065

LOUVER 240 10X4

0,038 0,106

3 DUCT 570 10 (250X200) 1045,07 46,2 0,140 0,065

FITTING 570 0,050 0,13 0,007 0,071

4 (308) DUCT 70 4

802,14

1,6

0,266 0,004

FITTING 70

0,030

2,97

0,088

LOUVER 70 10X4

0,038 0,130

5 (307) DUCT 70 4 802,14 1,6 0,266 0,004

FITTING 70 0,030 2,97 0,088

LOUVER 70 10X4 0,038 0,130

6 DUCT 710 11 (350X200) 1075,83

9,5

0,132 0,013

FITTING 710

0,053

0,13

0,007 0,019

7 (306) DUCT 70 4 802,14 1,6 0,266 0,004

FITTING 70 0,030 2,97 0,088

LOUVER 70 10X4 0,038 0,130

8(305) DUCT 70 4

802,14

1,6

0,132 0,002

FITTING 70

0,02963

2,97

0,088

LOUVER 70 10X4

0,038 0,128

9 DUCT 850 12 (400X200) 1082,25 10,0 0,132 0,013

FITTING 850 0,05395 0,13 0,007 0,020

10 (304) DUCT 70 4

802,14

1,6

0,266 0,004

FITTING 70

0,02963

2,97

0,088

LOUVER 70 10X4

0,038 0,130

11 (229) DUCT 70 4 802,14 1,6 0,001 0,000

FITTING 70 0,02963 2,97 0,088

LOUVER 70 10X4 0,038 0,126

12 DUCT 990 13 (500X200) 1074

24,6

0,106893 0,026

FITTING 990

0,05313

0,67

0,036 0,062

13 (302) DUCT 280 8 802,14 28,2 0,113347 0,032

FITTING 280 0,02963 4,63 0,13721

LOUVER 280 14X8 0,060 0,229

14 DUCT 1270 14 (355mm) 1188

8,2

0,117536 0,010

FITTING 1270 0,065 0,61 0,040 0,049

Fuente: Autor

Anexo 9.G Dimensionamiento de ducto equipo VE-04.


DUCT SIZE VELOCITY DUCT OF FITTING PRESSURE PRESSURE PRESSURE

SECTION DUCT AIRFLOW ROUND VELOCITY PRESSURE LENGTH LOSS LOSS/100 ft LOSS, LOSS,

(No ZONA) ELEMENT cfm in fpm in. wg ft COEFFICIENT in. wg in.wg in. Wg

1 (113) DUCT 100 4 1145,9 9,8 0,513 0,051 FITTING 100 0,060 0,4 0,024 LOUVER 100 10X4 0,038 0,11 2 (112) DUCT 100 4 1145,9

2,0

0,513 0,010

FITTING 100

0,060

0,25

0,015 LOUVER 100 10X4

0,038 0,063

3 DUCT 200 5 1466,8 14,1 0,615 0,087

66

FITTING 200 0,099 0,4 0,040 0,127 4 (110) DUCT 50 4 573,0

35,9

0,143 0,051

FITTING 50

0,015

1,42

0,021 LOUVER 50 10X4

0,038 0,111

5 DUCT 250 6 1273,2 34,0 0,379 0,129 FITTING 250 0,075 0,73 0,055 0,183 6 (105) DUCT 100 4 1145,9

2,6

0,513 0,013

FITTING 100

0,060

1,28

0,077 LOUVER 100 10X4

0,038 0,129

7 (106) DUCT 100 7 374,2 13,7 0,033 0,004 FITTING 360 0,006 1,19 0,008 LOUVER 100 10X4 0,038 0,050 8 DUCT 200 5 1466,8

27,3

0,513 0,140

FITTING 200

0,099

0,52

0,052 0,192 9 (119) DUCT 80 4 916,7 2,2 0,513 0,011 FITTING 80 0,039 0,31 0,012 LOUVER 80 10X4 0,038 0,061 10 DUCT 280 6 1426,0

4,1

0,467 0,019

FITTING 280

0,094

0,28


11,9

0,348 0,026

FITTING 360

0,084

0,28


9,0

0,261 0,024

FITTING 440

0,073

0,28


3,9

0,199 0,008

FITTING 520

0,064

0,19

0,012 0,020 17 DUCT 770 10 1411,8 24,3 0,244 0,059 FITTING 770 0,092 0,34 0,031 0,091 18 (124) DUCT 90 4 1031,3

5,6

0,423 0,024

FITTING 90

0,049

0,37

0,018 LOUVER 90 10X4

0,038 0,080


3,1

0,34015 0,011

FITTING 80

0,039

1,19

0,046 LOUVER 80 10X4

0,038 0,095

21 (126) DUCT 80 4 916,7 9,8 1,31 0,34015 0,033 FITTING 80 0,039 0,000 LOUVER 80 0,038 0,0712 22 DUCT 250 6 1273,2

16,7 0,19 0,3787 0,063

FITTING 250

0,075

0,000 0,0633 23 DUCT 1020 12 1298,7 18,0 0,16746 0,030 FITTING 1020 0,078 0,48 0,037 0,0675

Fuente: Autor

Anexo 9.H. Dimensionamiento de ducto equipo VE-05.


DUCT SIZE VELOCITY DUCT OF FITTING PRESSURE PRESSURE PRESSURE

SECTION DUCT AIRFLOW ROUND VELOCITY PRESSURE LENGTH LOSS LOSS/100 ft LOSS, LOSS,

(No ZONA) ELEMENT cfm in fpm in. wg ft COEFFICIENT in. wg in.wg in. Wg

1 (320) DUCT 100 4 1145,9 6,9 0,513 0,036 FITTING 100 0,060 1,0 0,060 LOUVER 100 10X4 0,038 0,13 2 (321) DUCT 100 4 1145,9

5,5

0,513 0,028

FITTING 100

0,060

0,8

0,048

67

LOUVER 100 10X4


7,3

0,340 0,025

FITTING 80

0,039

-2,6

-0,101 LOUVER 80 10X4

0,038 -0,038


1,1

0,340 0,004

FITTING 80

0,039

-0,96

-0,037 LOUVER 80 10X4

0,038 0,005


2,1

0,340 0,007

FITTING 100

0,060

-0,62

-0,037 LOUVER 100

0,038 0,008


5,6

0,266 0,015

FITTING 70

0,030

0,79

0,023 LOUVER 70 10X4

0,038 0,076


7,5

0,319 0,024

FITTING 140

0,049

0,25


3,6

0,513 0,019

FITTING 100

0,060

0,37

0,022 LOUVER 100

0,038 0,079


7,4

0,440 0,033

FITTING 800

0,151

0,13

0,033 17 (204) DUCT 90 4 1031,3 13,4 0,423 0,057 FITTING 90 0,049 0,46 0,023 LOUVER 90 10X4 0,038 0,117 18 (203) DUCT 90 4 1031,3

1,6

0,423 0,007

FITTING 90

0,049

0,25

0,012 LOUVER 90 10X4

0,038 0,057


6,2

0,143 0,009

FITTING 50

0,015

0,46

0,007 LOUVER 50 10X4

0,038 0,054

21 (212) DUCT 50 4 573,0 1,6 0,143 0,002 FITTING 50 0,015 0,25 0,004 LOUVER 50 0,038 0,044 22 DUCT 100 5 733,4

47,2

0,171 0,081

FITTING 100

0,025

0,28

0,007 0,088 23 DUCT 280 6 1426,0 13,0 0,467 0,060 FITTING 280 0,094 0,25 0,023 0,084 24 DUCT 1080 12 1375,1

11,3

0,186 0,021

FITTING 1080 0,087 0,37 0,032 0,053

Fuente: Autor

68

Anexo 10. Datos Técnicos Equipo UV-01.

Fuente. Software Compute-A-Fan V9.5

69



70



71

Anexo 13. Datos Técnicos Equipo VS-01.


72

Anexo 14. Datos Técnicos Equipo VE-01.


73



74



75



76



77

Anexo 19. Plano Trazado de ductos urgencias ingreso.

78

Anexo 20. Plano Trazado de ductos urgencias adultos.

79

Anexo 21. Plano Trazado de ductos urgencias pediatría.

80

Anexo 22. Despiece de cotización Ducteria Rigida

diseÑo del sistema de ventilaciÓn mecÁnica de...

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