Diseño de Aire Acondicionado. Prof. Juan C. Penabad Introducción a la tecnología I Arqu 6991 Sec. 013

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1 Diseño de Aire Acondicionado Prof. Juan C. Penabad Introducción a la tecnología I Arqu 6991 Sec. 013

2 AIRE ACONDICIONADO /CONTROL DE HUMEDAD +TEMPERATURA Inventado por Willis Haviland Carrier 1902

4 TIPOS DE TRANSFERENCIA TÉRMICA Conducción Radiación Convección

6 MEDICIÓN DE LA TRANSFERENCIA TÉRMICA La unidad estándar para medir transferencia térmica [sea frio o calor] es el BTU (British Thermal Unit. A nivel comercial, sin embargo, se utiliza la tonelada de refrigeración. La tonelada es un paradigma equivalente a la transferencia térmica necesaria para Derretir una tonelada de hielo en 24 hrs Una tonelada = 12,000 btu s

A nivel comercial, sin embargo, se utiliza la tonelada de refrigeración.

11 Residencia de Henry Klumb, Río Piedras

12 Henry Klumb. Edificio San Martín, Calle de Parque Esquina Ponce de León [ ]

13 Henry Klumb. Facultad Facundo Bueso, UPR

15 ESQUEMA TÍPICO SISTEMA DE REFRIGERACION [A/C] RADIADOR DE CONDENSACIÓN DISIPACIÓN DE CALOR AL EXTERIOR ABANICO REFRIGERANTE COMPRIMIDO [CONDENSADO] COMPRESOR REFRIGERANTE EXPANDIDO [EVAPORADO] VÁLVULA DE EXPANSIÓN RADIADOR DE EVAPORACIÓN CONTROLES AIRE FRIO HACIA LA HABITACIÓN

COMPRIMIDO [CONDENSADO] COMPRESOR REFRIGERANTE EXPANDIDO [EVAPORADO]

16 Shown temperatures are aproximate

19 TERMOSTÁTO ELECTROMECÁNICO TÍPICO

20 Sistema Unitario [sin conductos] una sola habitacion

22 Sistema Unitario [con conductos] múltiples habitaciones

23 SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO DIVIDIDO [SPLIT SYSTEM] CONDENSADOR UNIDAD CONDENSADORA COMPRESOR PAQUETE UNITARIO ABANICO EVAPORADOR TIPICA UNIDAD DE REFRIGERACIÓN [A/C] UNIDAD EVAPORADORA SISTEMA SPLIT

24 Sistema Split [sin conductos] una sola habitacion

25 Sistema Split [con conductos] múltiples habitaciones

26 Sistema Split [con conductos] múltiples habitaciones

27 Sistema Chilled Water [con conductos] múltiples habitaciones

28 Sistema Chilled Water sirviendo múltiples pisos

29 BUILDING No 3 COOLING TOWER BUILDING No 2 CONDENSED WATER P U M P S BUILDING No 1 CHILLER COMPRESSOR CHILLED WATER P U M P S CHILLER Sistema Chilled Water - (loop) distribucion múltiples edificios

30 Sistema Chilled Water

31 To begin, chillers circulate "chilled water" in a closed loop system from the evaporator to air-handlers where heat is transferred from the circulating air to the "chilled water" (Figure 1A). The warmed water returns to the evaporator where heat is transferred from the water to a cold, lowpressure liquid refrigerant (Figure 1B). The compressor creates a continuous low-pressure in the evaporator, making it possible for the liquid refrigerant to boil into a low-pressure vapor (Figure 1C). This vapor absorbs the heat and transfers it out of the evaporator into the compressor (Figure 1D). Once inside the compressor, the low-pressure vapor is compressed into a hot, high-pressure vapor (Figure 1E). The high-pressure vapor discharges from the compressor and enters the condenser where the heat is transferred to the colder condenser water circulating from the cooling tower basin (Figure 1F). Removing the heat from the high-pressure vapor causes it to condense into a warm, high-pressure liquid. Additional heat can be removed from the highpressure liquid refrigerant through a sub-cooler or storage vessel in the condenser prior to returning to the evaporator... where the process begins again. The heat transfer is completed when the condenser water leaves the chiller and circulates to the open cooling tower, where heat is removed by evaporation to the atmosphere, causing the water temperature to drop prior to returning back to the condenser (Figure 1G). The Cooling Cycle

33 Sistema Chilled Water circuito enfriamiento condensador

35 Cooling Tower Chiller

36 Chilled water pump Cooling tower

37 Sistema Chilled Water - (loop) distribucion múltiples edificios

39 DISEÑO DE SISTEMAS DE A/C I. Establecer el tamaño (capacidad) de la planta de enfriamiento: volúmen del espacio incidencia solar / protección materiales /transferencia = APROX = 1 TON : 200 SQ.FT* actividad / propósito / usuarios e n f r i a m i e n t o carga termal de equipos fuga / infiltración * Indica cómputo tasado a ojo de buen cubero II. Establecer el tamaño (capacidad) del abanico: volúmen del espacio cambios de aire requeridos carga termal (ver arriba) = APROX = 1 TON : 400 CFM* fuga / infiltración f l u j o d e a i r e * Indica cómputo tasado a ojo de buen cubero

40 Ejemplo: 6,500 sq.ft /200 = 32 tons 1 TONELADA [ENFRIAMIENTO] Ejemplo: 32 tons x 400 = 12,800 cfm s 200 Sq. Ft. [AREA SERVIDA] A R E A x 2 = C F M S 400 CFM [FLUJO AIRE] Ejemplo: 6,500 sq.ft x 2 = 13,000 cfm s

41 DISEÑO DE SISTEMAS DE A/C III. Establecer el tamaño de los conductos [sistema de distribución]: A partir del volúmen total de aire (Total CFM s) se establece el máximo tamaño del conducto, mediante tabla (DUCTOLATOR) Se consideran entregas de aire en cada espacio/habitación a razón de cfm s por pie cuadrado. Las salidas de A/C deberán entregar entre 120 y 450 cfm s. (alrededor de 200 cfm s preferiblemente) Conforme se distribuyen los CFM s el volúmen de aire en el ducto se va reduciendo, y consecuentemente la presión y la velocidad de flujo (Venturi) se hace necesario reducir el tamaño del ducto para recuperar presión/velocidad ante un volúmen menor. El aire que se mueve en tramos de ducto particularmente largos pierde velocidad por fricción. Se hace necesario reducir su tamaño para recuperar. (Venturi: presión = velocidad)

43 COMPONENTES DUCTOS DE DISTRIBUCIÓN Air Outlet Diffuser Volume Damper Butterfly Damper

46 COMPONENTES DUCTOS DE RETORNO Air Return Grille Volume Damper Duct Smoke Detector

49 TÍPICO SISTEMA DISTRIBUCIÓN DE A/C [CON RETORNO ABIERTO]

50 ENSAMBLAJE TÍPICO DE COMPONENTES [MANEJADORA DE AIRE]

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