Acondicionamiento AmbientalTítulo: ejemplo III Corte.

Ejemplo para diseño de sistemas de distribución de aire.

Calcule las dimensiones ancho y alto del siguiente sistema de ductos metálicos rectangulares propuesto, utilizando el método de igual fricción, seleccione las dimensiones de las rejillas o difusores de suministro (lo que aplique) y la rejilla de retorno, adicionalmente verifique si el ventilador del equipo de aire acondicionado puede ser correctamente recomendado para el diseño propuesto.

Estudie los planos del edificio, y organice el sistema de suministro y retorno además de las entregas de aire para proveer la distribución correcta dentro de cada espacio y para facilitar la construcción de los mismos.

El plano es el siguiente, y la solución adoptada en esta etapa es la siguiente

De acuerdo con la carga de enfriamiento calcule las necesidades de caudal (pies cúbicos por minuto) para cada salida de ducto, zona o división del edificio. Se pueden ajustar las cantidades de caudal calculadas tomando en cuenta las ganancias de calor en los conductos o fugas en los mismos.

ZONA BTU/H % CAUDAL CFMREDONDEANDO, CAUDAL EN CFM

1A 9879 17 340 3501 14587 25 500 5002 8756 15 300 3003 10265 17 340 3504 15234 26 520 500

TOTAL BTU/H 58721 100 2000 2000TON. REF. 4,9

EQUIPO SELECCIONADO: COMPACTO DE 5 TONELADAS DE REFRIGERACIÓN

UN EQUIPO MANEJA 400 CFM POR CADA TONELADA, PARA 5 TONELADAS SON 2000 CFM

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Acondicionamiento AmbientalTítulo: ejemplo III Corte.

Para el ejemplo en análisis, se muestra la siguiente propuesta:

Luego de conocida la capacidad del equipo a instalar, tal como se expuso anteriormente se utiliza como practica recomendada, el calcular 400 CFM (pies cúbicos por minuto) por cada tonelada de refrigeración, por lo tanto un equipo de 5 toneladas de refrigeración manejará 2.000 CFM. LA DISTANCIA ENTRE EL PUNTO “A” Y EL PUNTO “J” DE ESTE EJEMPLO ES 30 PIES. Seleccionar el método para calcular el tamaño de cada ducto: los métodos avalados por la ASHRAE son: a) Método de Igualdad de pérdidas por rozamiento, Método de igual fricción o Método de

caída de presión constante.b) Método de Recuperación Estática.c) Método T.El ejemplo se resolverá por el método de igual fricción, el cual fue el seleccionado para el diseño de este tipo de sistema de bajas velocidades.La velocidad inicial en el conducto, se selecciona de la Tabla "Velocidades recomendadas y máximas en ductos", para “apartamentos” en ductos principales se tiene que la velocidad máxima recomendada es 1.500 pie/min.

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Acondicionamiento AmbientalTítulo: ejemplo III Corte.

De acuerdo a este criterio, se selecciona una velocidad V = 1.500 pie/min

Q = A*V => A = Q/V = 2.000 pie3/min/1.500 pie/min = 1,33 pie2

A = 1,33 pie2

Por la tabla “Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de ducto”, con A = 1,33 pie2 (sección del ducto), se tienen las siguientes opciones para construir el ducto rectangular: 14” x 14 “ ; 22” x 10 ; 28” x 8” ;

Se selecciona 14 “ x 14” por tener menor relación de forma y no existir otro tipo de restricciones.

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Acondicionamiento AmbientalTítulo: ejemplo III Corte.

Se selecciona para el ducto de distribución principal, las dimensiones 14" * 14" por tener menor relación de forma y no existir otro tipo de restricciones.

Las pérdidas de carga por unidad de longitud se determinan en la Figura 10. Perdida de presión por fricción (pulgadas de agua por cada 100 pies), considerando el volumen de aire (2.000 pie3/min) y la velocidad seleccionada de 1.500 pie/min, de esta forma, se obtiene: una pérdida de carga = 0,2 pulg c.a. por cada 100 pies de longitud equivalente.

Figura Perdida de presión por fricción (pulgadas de agua por cada 100 pies)

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Acondicionamiento AmbientalTítulo: ejemplo III Corte.

Tomando en cuenta que la longitud del tramo seleccionado como el estimado a tener mayor fricción son 30 pies, este tramo tendrá entonces una caída de presión solo por ductos rectos de 0,06 pulg. c.a., obtenido del siguiente cálculo:

∆P= (0,2 pulg c.a./100 pies)*30 pies=0,06 pulg c.a.

Para dimensionar los tramos de ductos restantes, se puede construir una tabla como la mostrada a continuación, utilizando la tabla “Porcentaje de área de sección recta en ramas para conservar constante el rozamiento" en base al porcentaje de flujo (caudal) especificado para cada tramo.

TRAMOCAUDAL

CFM% CAPACIDAD

INICIAL% AREA DE

DUCTOSECCIÓN

PIE2

ALTO Y ANCHO EN PULGADAS

AB 2000 100 100 1,33 14 X 14BE 1150 57,5 65 0,86 12 X 12EG 850 42,5 50,5 0,67 12 X 8GJ 350 17,5 24,5 0,33 10 X 6

Con el porcentaje de la capacidad inicial, se determina el porcentaje de área de la sección recta de cada tramo para mantener constante el rozamiento utilizando la tabla “Porcentaje de área de sección recta en ramas para conservar constante el rozamiento", con lo que se calcula el área transversal de un ducto circular equivalente, mientras que sus dimensiones se extraen de la tabla “Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de ducto”, así se puede construir la siguiente tabla mostrada arriba, donde se observan las dimensiones de los lados para el ducto rectangular seleccionado en los tramos BE, EG Y GJ.

Tabla “Porcentaje de área de sección recta en ramas para conservar constante el rozamiento”

De esta manera queda dimensionado el trayecto que se supone es el tramo de mayor resistencia.

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Acondicionamiento AmbientalTítulo: ejemplo III Corte.

Determine el tamaño de los ductos ramales de salida empleando las velocidades apropiadas. Para el ejemplo estos tramos son los marcados como BC, BD, EF y GH, en los cuales la velocidad se selecciona de la Tabla "Velocidades recomendadas y máximas en ductos", para “apartamentos” en ramales de suministro y se tiene que la velocidad máxima recomendada es 1.200 pie/min.

Por la tabla “Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de ducto”, con el área, se obtienen las dimensiones alto y ancho como se muestra en la columna derecha de la siguiente tabla:

TRAMOCAUDAL

CFM

VELOCIDAD

(PIE3/MIN)AREA, PIE2

(A=CAUDAL/VEL)

ALTO Y ANCHO EN PULGADAS

BC 500 1200 0,42 12 X 6BD 350 1200 0,29 10 X 6EF 300 1200 0,25 10 X 6GH 500 1200 0,42 12 X 6

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Acondicionamiento AmbientalTítulo: ejemplo III Corte.

Tabla Velocidades máximas y recomendadas en ductos.

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Acondicionamiento AmbientalTítulo: ejemplo III Corte.

Tabla Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de ducto.

Los números de mayor tamaño que figuran en la tabla indican la clase del conducto.

Tabla Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de ducto.Continuación.

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Acondicionamiento AmbientalTítulo: ejemplo III Corte.

Tabla Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de ducto.Continuación.

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Acondicionamiento AmbientalTítulo: ejemplo III Corte.

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Acondicionamiento AmbientalTítulo: ejemplo III Corte.

Tabla “Porcentaje de área de sección recta en ramas para conservar constante el rozamiento”

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Acondicionamiento AmbientalTítulo: ejemplo III Corte.

Figura Perdida de presión por fricción (pulgadas de agua por cada 100 pies)

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