DISEÑO DE DUCTOS PARA UN CENTRO COMERCIAL Trabajo presentado al INGENIERO Antonio Bula en la asignatura de Refrigeración y Aire Acondicionado UNIVERSIDAD DEL NORTE DEPARTAMENTO DE ING. MECÁNICA BARRANQUILLA 003
TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN 3 1.CALCULO DE CFM PARA CADA RECINTO. 4.1 CALCULO DE PERDIDAS LINEALES EN LOS TRAMOS RECTOS DE LOS DUCTOS Y DE SU GEOMETRÍA 5. CALCULO DE PERDIDAS EN CODOS 6.3 CALCULO DE PERDIDAS EN TES 7.4 DIFUSORES 8.5 CALCULO DE PERDIDAS POR TRANSICIONES 10.6 CALCULO DE PERDIDAS POR DAMPER 11.7 CÁLCULO DE CAÍDAS DE PRESIONES TOTALES 11.8 POTENCIA DEL VENTILADOR 14 3. RETORNO 15 3.1 CALCULO DE PERDIDAS LINEALES EN LOS TRAMOS RECTOS 15 3. CALCULO DE PERDIDAS EN CODOS 16 3.3 CALCULO DE PERDIDAS EN TES 17 3.4 CALCULO DE PERDIDAS POR TRANSICIONES 18 3.5 CALCULO DE PERDIDAS POR LAS REJILLAS DE RETORNO 18 3.6 RAMALES PRINCIPALES DE RETORNO 0 ANEXO 3
INTRODUCCIÓN En el siguiente trabajo se harán los cálculos de las geometrías y caídas de presión para los ductos. Entre las condiciones que se quieren obtener es la de que las perdidas sean lo menor posible, y esto se logra mediante el uso de pocos accesorios, haciendo tramos cortos, entre otros. Luego se pondrá el arreglo de ducto de forma tal que el sistema quede balanceado. Esto se hace poniendo puntos extremos equidistantes de el ventilador, aumentando las perdidas en los trayectos donde hay menos caídas de presión, ya sea poniendo una Te sin curvas, difusores de menor diámetro, disminuyendo el diámetro de los ducto y en ultimas si es mucha la diferencia, se le coloca un damper que obstruya el flujo. 3
CALCULO DE DUCTOS 1.CALCULO DE CFM PARA CADA RECINTO. Se recopilan las cargas térmicas en cada uno de los recintos. Estos datos ya fueron obtenidos en el trabajo de calculo de cargas. Luego se hayan los CFM para cada recinto con la fórmula: Qs CFM 1. 1 T Por ejemplo para el recinto 1: CFM 69573 1.1(0) CFM 316 CFM Precámara Corredor Almacén 1 Almacén Restaurante Almacén 4 Almacén 5 Total 591 4845 316 5751 8369 5878 691 34887. DIFUSIÓN DEL AIRE 4
.1 CALCULO DE PERDIDAS LINEALES EN LOS TRAMOS RECTOS DE LOS DUCTOS Y DE SU GEOMETRIA Antes de calcular las pérdidas en los tramos rectos de tubería, se debe escoger de la grafica un factor de perdidas lineales que evite ruido y caída de presión exagerada. Este es el indicado por la franja sombreada en la figura 9- de Principles of HVAC. Este factor, que se localiza con los CFM de cada recinto, se multiplica por la longitud del tramos en pies. h L h L 100 Por ejemplo para el tramo VB se procede así: 0.3inH O h L 10 ft 100 ft h L 0.03inH O Luego, de la misma figura 9. se obtiene el diámetro correspondiente para cada tramo de ducto, y debido a que estos valores de diámetros dan muy grandes y no se seria apropiado su instalación en recintos de 1 ft de altura, se procede a hallar las dimensiones de secciones rectangulares equivalentes a la sección circular por medio de la tabla 9 1 de Principles of HVAC. En las dimensiones que se escogieron se trato de que solo variara una de las dimensiones de la sección rectangular variando los aspect ratios. Los resultados de las pérdidas y de las dimensiones de los ductos se muestran en la siguiente tabla: Tramo CFM h L D V Aspect Ratio W H Área Delta p ft3/min in HO/100 ft ft in fpm in in in in HO Lineal V - A 34887 0,3 10 4,5 3541,5 63 5 1575 0,030 Lineal A - B 34887 0,3 10 4,5 3541,5 63 5 1575 0,030 Lineal B - C 591 0,3 10 9 1337 1 6 7 0,030 Lineal B - D 3496 0,3 15 4,5 3481,5 63 5 1575 0,045 Lineal D - E 19974 0,3 15 33 3363 1,5 38 5 950 0,045 Lineal E - F 8369 0,3 5 4 664,5 35 14 490 0,075 Lineal F - AK 6695 0,3 10 1 784,5 30 1 360 0,030 Lineal AK - G 501 0,3 10 1 088,5 30 1 360 0,030 Lineal G - AL 3348 0,3 10 16 398 3,5 8 8 4 0,030 5
Lineal AL - H 1674 0,3 10 16 398 3,5 8 8 4 0,030 Lineal E - I 11605 0,3 10 7 919,5 38 17 646 0,030 Lineal I - J 11067 0,3 10 7 783,5 38 17 646 0,030 Lineal J - K 1058 0,3 10 7 648,5 38 17 646 0,030 Lineal K - L 5751 0,3 5 1 391,5 30 1 360 0,075 Lineal L - AI 4601 0,3 10 18 604 3,5 30 10 300 0,030 Lineal AI - M 3451 0,3 10 18 1953 3,5 30 10 300 0,030 Lineal M - AJ 300 0,3 10 14 15 5 30 6 180 0,030 Lineal AJ - N 1150 0,3 10 14 1076 5 30 6 180 0,030 Lineal K - O 4777 0,3 10 0 190 3,5 35 10 350 0,030 Lineal O - P 439 0,3 0 0 1943 3,5 35 10 350 0,060 Lineal P - Q 3700 0,3 0 0 1696 3,5 35 10 350 0,060 Lineal Q - R 316 0,3 5 17 006,5 5 11 75 0,075 Lineal R -S 108 0,3 0 15 1718,75 5 9 5 0,060 Lineal S - T 1054 0,3 0 11 1597 1,5 11 9 99 0,060 Lineal Q -U 538 0,3 10 8 1543 1 7 7 49 0,030 Lineal D - W 143 0,3 0 8 3349,5 38 17 646 0,060 Lineal W - X 13784 0,3 10 8 34,5 38 17 646 0,030 Lineal X - Y 5878 0,3 5 7 8 14 39 0,075 Lineal Y - AM 470 0,3 10 18 661,5 8 11 308 0,030 Lineal AM - Z 357 0,3 10 18 1996,5 8 11 308 0,030 Lineal Z - AN 351 0,3 10 14 199 4 8 7 196 0,030 Lineal AN - AA 1176 0,3 10 14 1100 4 8 7 196 0,030 Lineal X - AB 7906 0,3 10 4 517,75 38 14 53 0,030 Lineal AB - AC 7368 0,3 0 3 554,75 38 14 53 0,060 Lineal AC - AD 689 0,3 0 3 367,75 38 14 53 0,060 Lineal AD - AE 691 0,3 5 3 180,75 38 14 53 0,075 Lineal AE - A0 5033 0,3 10 19 556 3,5 35 10 350 0,030 Lineal AO - AF 3775 0,3 10 19 1917 3,5 35 10 350 0,030 Lineal AF - AP 516 0,3 10 14 354 5 35 6 10 0,030 Lineal AP - AG 158 0,3 10 14 1177 5 35 6 10 0,030 Linear AD - AH 538 0,3 10 8 154 1 7 7 49 0,030 Tabla. Perdidas de presión y dimensiones de los tramos rectos de el ducto.. CALCULO DE PERDIDAS EN CODOS Para el cálculo de codos se utilizó el ítem 3-5 para el cual se toma una relación de r/w de 0.75 para que el codo tenga una curva suave y se disminuyan las pérdidas. Y con la relación W/H de.5 la cual corresponde a la sección V A del ducto se obtiene el valor de C o = 0.39. Luego este valor se reemplaza en la siguiente fórmula. C 0 K Re C * 0 ' Como el Re = 34947 = 349 E4, entonces el valor de K Re es igual a 1. 6
Por lo tanto C o = 0.39 Luego con este valor se halla la caída de presión en in de H O de la siguiente forma: V f 3541fpm p C 0 0.39 0. 305inH 4005 4005 Este ultimo valor corresponde a la caída de presión del Codo A, que es el unico que se utilizó en el arreglo de ductos O.3 CALCULO DE PERDIDAS EN TES Las pérdidas en las tes se calculan utilizando el ítem 5-3 divergente para el punto D y el ítem 5-9 para las demás intercepciones. Por ejemplo, la Te en E: VEF 664 0.8 QEF V 3363 DE Q DE 8369 19974 0.4 Por lo tanto el C es 0.53. para cuando se analiza la perdida en el ramal, y para el principal C es de 0.1 Luego con este valor se halla la caída de presión en in de H O de la siguiente forma: Te Te V f 3363 fpm p C 0 0.39 0. 374inH 4005 4005 E F V f 3363 fpm p C 0 0.1 0. 1inH 4005 4005 E I A continuación se muestran las perdidas de todas las Te O O 7
Tramo Vb/Vc Qb/Qc C Delta p in HO Te B - C 0,38 0,10 0,46 0,360 Te B - D 0,40 0,10 0,04 0,031 Te D 0,3 0,7 Te E - F 0,79 0,4 0,53 0,374 Te E - I 0,80 0,40 0,1 0,085 Te K - L 0,90 0,55 0,53 0,3 Te K - O 0,90 0,50 0,1 0,05 Te Q - R 1,18 0,85 0,83 0,149 Te Q - U 1,0 0,90 0,14 0,05 Te X - Y 0,69 0,43 0,53 0,343 Te X - AB 0,70 0,40 0,09 0,058 Te AD - AE 0,9 0,65 0,68 0,38 Te AD - AH 0,9 0,65 0,13 0,045 Tabla 3. Perdidas de presión en tes..4 DIFUSORES La disposición que se adoptó para los difusores fue la de utilizar difusores circulares en el techo. Para hacer la adecuada selección de estos, se refiere al procedimiento mostrado en el capitulo 13 de Fundamentals Handbook, en donde es necesario el cálculo de una longitud característica que en este caso es la distancia desde el difusor hasta la pared más cercana. En el corredor esta distancia es de 15 ft. En la tabla del capitulo 13 se halla la relación T 50 /L sabiendo que la carga térmica del corredor es de aproximadamente 0 BTU/h ft. De la tabla se obtiene: T 50 /L = 0.8 Tv = (T 50 /L)*(L) = 0.8 * 15 ft = 1 ft Con esta ultima distancia y los cfm por difusor previamente calculados (538 cfm) se localiza el tamaño apropiado en el catálogo del constructor. El tamaño correspondiente para el corredor es de 1 in. Además, del catálogo se obtiene la caída de presión. Siempre se busca un tamaño de difusor que evite grandes caídas de presión. 8
Para el almacén se colocaran cinco difusores debido a la cantidad de cfm requerido y para garantizar comodidad con velocidades finales del aire que no excedan los 50 cfm y porque si se ponían menos difusores tendrían que ser de diámetros que sobrepasaban el ancho de los ductos. De igual forma se aplica el mismo procedimiento para los demás recintos, los cuales son mostrados en la siguiente tabla. L CFM D Tramo característica Tv Delta p ft3/min in ft ft in HO Difursor C 591 10 10 8 0,45 Difursor F 1674 18 10 8 0,95 Difusor AK 1674 18 10 8 0,95 Difusor G 1674 10 8 0,95 Difusor AL 1674 18 10 8 0,95 Difusor H 1674 18 10 8 0,95 Difusor I 538 1 15 1 0,144 Difusor J 538 1 15 1 0,144 Difusor L 1150 18 10 8 0,106 Difusor AI 1150 4 10 8 0,106 Difusor M 1150 4 10 8 0,106 Difusor AJ 1150 4 10 8 0,106 Difusor N 1150 4 10 8 0,106 Difusor O 538 1 15 1 0,144 Difusor P 538 1 15 1 0,144 Difusor R 1054 18 10 8 0,074 Difusor S 1054 18 0 16 0,074 Difusor T 1054 18 10 8 0,074 Difusor U 538 1 15 1 0,144 Difusor W 538 1 15 1 0,144 Difusor Y 1176 0 10 8 0,106 Difusor AM 1176 0 10 8 0,106 Difusor Z 1176 0 10 8 0,106 Difusor AN 1176 0 10 8 0,106 Difusor AA 1176 0 10 8 0,106 Difusor AB 538 1 15 1 0,144 Difusor AC 538 1 15 1 0,144 Difusor AE 158 0 10 8 0,106 Difusor AO 158 0 10 8 0,106 Difusor AF 158 0 10 8 0,106 Difusor AP 158 0 10 8 0,106 Difusor AG 158 0 10 8 0,106 Difusor AH 538 1 15 1 0,144 Tabla 4. Perdidas de presión y geometría de los difusores..5 CALCULO DE PERDIDAS POR TRANSICIONES 9
Para este cálculo se utilizará el ítem 4-3 manteniendo una inclinación de 30 o. Por ejemplo, la transición F - AK: A A E F F K 490 1.36 C 0.1 360 V f p C 4005 664 p 0.1 4005 0.044inH O Tramo Angulo Ao/A1 C Delta p in in HO Transición F - AK 30 1,36 0,1 0,044 Transición G - AL 30 1,61 0,1 0,07 Transicion L - AI 30 1,0 0,1 0,036 Transicion S - T 30,7 0,1 0,018 Transicion Y - AM 30 1,7 0,1 0,031 Transicjon Z - AN 30 1,57 0,1 0,05 Transicion AE - AO 30 1,5 0,1 0,030 Transicion AF - AP 30 1,67 0,1 0,03 Transicion AD - AW 30 7,00 1,4 0,30 Transicion Q - U 30 7,00 1,4 0,350 Tabla 6. Perdidas de presión en transiciones.6 CALCULO DE PERDIDAS POR DAMPER Los dampers fueron colocados con el objetivo de balancear las presiones en el sistema. Su cálculo se hizo obteniendo la diferencia entre la mayor caída de presión en un trayecto con las caída de presiones menores, luego, se refiere al ítem 6-4, el cual es damper de compuerta y se obtiene la altura h a la cual se debe localizar la compuerta para obtener la caída de presión requerida. 10
.7 CÁLCULO DE CAÍDAS DE PRESIONES TOTALES Existen ocho puntos extremos en donde se requiere que la cabeza del ventilador sea los suficientemente grande para que asegurar que llegue aire con la misma presión para todos los puntos. A continuación se muestra la sumatoria de presiones para cada trayecto. Tramo V - C Delta p Delta p Tramo V - T in HO in HO Lineal V - A 0,030 Lineal V - A 0,030 Codo A 0,305 Codo A 0,305 Lineal A - B 0,030 Lineal A - B 0,030 Te B - C 0,360 Te B - D 0,031 Lineal B - C 0,030 Lineal B - D 0,045 Difursor C 0,45 Te D 0,7 Damper 1,5 Lineal D - E 0,045 Total,680 Te E - I 0,085 Lineal E - I 0,030 Difusor I 0,144 Lineal I - J 0,030 Difusor J 0,144 Lineal J - K 0,030 Te K - O 0,05 Lineal K - O 0,030 Difusor O 0,144 Lineal O - P 0,060 Difusor P 0,144 Lineal P - Q 0,060 Te Q - R 0,149 Lineal Q - R 0,075 Difusor R 0,074 Transicion R - S 0,05 Lineal R -S 0,060 Difusor S 0,074 Transicion S - T 0,018 Lineal S - T 0,060 Difusor T 0,074 Total,577 Tramo V - U Delta p Delta p Tramo V - N in HO in HO Lineal V - A 0,030 Lineal V - A 0,030 Codo A 0,305 Codo A 0,305 11
Lineal A - B 0,030 Lineal A - B 0,030 Te B - D 0,031 Te B - D 0,031 Lineal B - D 0,045 Lineal B - D 0,045 Te D 0,7 Te D 0,7 Lineal D - E 0,045 Lineal D - E 0,045 Te E - I 0,085 Te E - I 0,085 Lineal E - I 0,030 Lineal E - I 0,030 Difusor I 0,144 Difusor I 0,144 Lineal I - J 0,030 Lineal I - J 0,030 Difusor J 0,144 Difusor J 0,144 Lineal J - K 0,030 Lineal J - K 0,030 Te K 0,05 Te K - L 0,3 Lineal K - O 0,030 Lineal K - L 0,075 Difusor O 0,144 Difusor L 0,106 Lineal O - P 0,060 Transicion L - AI 0,036 Difusor P 0,144 Lineal L - AI 0,030 Lineal P - Q 0,060 Difusor AI 0,106 Te Q - U 0,05 Lineal AI - M 0,030 Lineal Q -U 0,030 Difusor M 0,106 Difusor U 0,144 Lineal M - AJ 0,030 Damper 0,9 Difusor AJ 0,106 Total,765 Lineal AJ - N 0,030 Difusor N 0,106 Total,610 Tramo V - H Delta p Delta p Tramo V AA in HO in HO Lineal V - A 0,030 Lineal V - A 0,030 Codo A 0,305 Codo A 0,305 Lineal A - B 0,030 Lineal A - B 0,030 Te B - D 0,031 Te B - D 0,031 Lineal B - D 0,045 Lineal B - D 0,045 Te D 0,7 Te D 0,7 Lineal D - E 0,045 Lineal D - W 0,060 Te E - F 0,374 Difusor W 0,144 Lineal E - F 0,075 Lineal W - X 0,030 Difursor F 0,95 Te X - Y 0,343 Transición F - AK 0,044 Lineal X - Y 0,075 Lineal F - AK 0,030 Difusor Y 0,106 Difusor AK 0,95 Transicion Y AM 0,031 Lineal AK - G 0,030 Lineal Y - AM 0,030 Difusor G 0,95 Difusor AM 0,106 Transición G - AL 0,07 Lineal AM - Z 0,030 Lineal G - AL 0,030 Difusor Z 0,106 Difusor AL 0,95 Transicjon Z - AN 0,05 Lineal AL - H 0,030 Lineal Z - AN 0,030 Difusor H 0,95 Difusor AN 0,106 Total,690 Lineal AN - AA 0,030 Difusor AA 0,106 Total,50 1
Tramo V AA Delta p Delta p Tramo V AH in HO in HO Lineal V - A 0,030 Lineal V - A 0,030 Codo A 0,305 Codo A 0,305 Lineal A - B 0,030 Lineal A - B 0,030 Te B - D 0,031 Te B - D 0,031 Lineal B - D 0,045 Lineal B - D 0,045 Te D 0,7 Te D 0,7 Lineal D - W 0,060 Lineal D - W 0,060 Difusor W 0,144 Difusor W 0,144 Lineal W - X 0,030 Lineal W - X 0,030 Te X - AB 0,058 Te X - AB 0,058 Lineal X - AB 0,030 Lineal X - AB 0,030 Difusor AB 0,144 Difusor AB 0,144 Lineal AB - AC 0,060 Lineal AB - AC 0,060 Difusor AC 0,144 Difusor AC 0,144 Lineal AC - AD 0,060 Lineal AC - AD 0,060 Te AD - AE 0,38 Te AD - AH 0,045 Lineal AD - AE 0,075 Linear AD - AH 0,030 Difusor AE 0,106 Difusor AH 0,144 Transicion AE - AO 0,030 Damper 1,000 Lineal AE - A0 0,030 Total,618 Difusor AO 0,106 Lineal AO - AF 0,030 Difusor AF 0,106 Transicion AF - AP 0,03 Lineal AF - AP 0,030 Difusor AP 0,106 Lineal AP - AG 0,030 Difusor AG 0,106 Total,650.8 POTENCIA DEL VENTILADOR El ventilador debe ser capaz de entregar una potencia tal que cumpla con los requerimientos de presión y flujo volumétrico. De la ecuación de Bernulli se sabe que H Ventilador = h perdidas Y utilizando la ecuación: 13
Pot Pot Pot Pot ventilador ventilador ventilador ventilador QH 65.35 lbf 0.6 10 16Hp 6 ft 3 34887 ft lbf ft min 3 1 ft min.8inh O 1in 3. RETORNO 14
3.1 CALCULO DE PERDIDAS LINEALES EN LOS TRAMOS RECTOS Para el cálculo de las pérdidas en los tramos rectos de los ductos de retorno, se siguen básicamente los mismos pasos que para los de alimentación. Primero se debe escoger un factor de fricción que evite ruido y caída de presión exagerada. Este es el indicado por la franja sombreada en la figura 9- de Principles of HVAC. Este factor, que se localiza con los CFM de cada recinto, se multiplica por la longitud del tramo en pies. h L f L Por ejemplo para el tramo lineal PR1 - PR se procede así: 0.3inH O h L 5 ft 100 ft h L 0.015inH O Tramo CFM f L D V W H p AR ft 3 /min in H O/100 ft ft in fpm in in in H O Lineal PR1 - PR 95 0,3 5 9 668 1 6 6 0,015 Lineal PR - PC1 591 0,3 5 9 1337 1 8 8 0,015 Lineal PC1 - HR1 591 0,3 0 9 1337 1 8 8 0,060 Lineal HR1 - HR 97 0,3 10 1 1180 1 11 11 0,030 Lineal HR - HR3 164 0,3 10 1 1609 1 11 11 0,030 Lineal HR3 - HR4 1600 0,3 10 14 1497 1 13 13 0,030 Lineal HR4 - HR5 1937 0,3 10 14 181 1 13 13 0,030 Lineal HR5 - HR6 73 0,3 10 14 16 1 13 13 0,030 Lineal HR6 - HC 610 0,3 10 15 16 1 14 14 0,030 15
Lineal HC - HR7 610 0,3 10 15 16 1 14 14 0,030 Lineal HR7 - HR8 946 0,3 10 15 401 1 14 14 0,030 Lineal HR8-1R1 383 0,3 10 16 351 1 15 15 0,030 Lineal 1R1-1R 4337 0,3 0 19 03 1 17 17 0,060 Lineal 1R - 1C1 5391 0,3 0 0 471 1 18 18 0,060 Lineal 1C1-1R3 5391 0,3 0 0 471 1 18 18 0,060 Lineal 1R3 - R1 6445 0,3 33 441 1 0 0 0,099 Lineal R1 - R 7883 0,3 14 4 509 1 0,04 Lineal R - T1 930 0,3 13 5 734 1 3 3 0,039 Lineal T1 - R3 5665 0,3 0 1 355 1 19 19 0,060 Lineal R3 - R4 833 0,3 0 16 09 1 15 15 0,060 Lineal T1-3R3 14985 0,3 13 30 3053 1 7 7 0,039 Lineal 3R3-3R4 16380 0,3 14 3 933 1 9 9 0,04 Lineal 3R4-3T1 17775 0,3 13 3 3183 1 9 9 0,039 Lineal 3T1-3R5 579 0,3 0 170 1 0 0 0,060 Lineal 3R5-3R6 864 0,3 0 16 051 1 15 15 0,060 Lineal 3T1-4R3 3504 0,3 13 36 335 1 33 33 0,039 Lineal 4R3-4R4 4973 0,3 14 36 3533 1 33 33 0,04 Lineal 4R4-5R1 6443 0,3 6 36 3741 1 33 33 0,078 Lineal 5R1-5R 7701 0,3 14 38 3517 1 35 35 0,04 Lineal 5R - 5C1 7701 0,3 13 38 3517 1 35 35 0,039 Lineal 5C1-5R3 7701 0,3 15 38 3517 1 35 35 0,045 Lineal 5R3-5R4 8959 0,3 30 40 3318 1 37 37 0,090 Lineal 5R4-5R5 3017 0,3 45 40 3463 1 37 37 0,135 Lineal 5R5 - HR9 31476 0,3,5 40 3607 1 37 37 0,068 Lineal HR9 - HC 3014 0,3 7,5 40 3669 1 37 37 0,03 Lineal HC - HR10 3014 0,3 0 40 3669 1 37 37 0,060 Lineal HR10 - HR11 355 0,3 0 40 3730 1 37 37 0,060 Lineal HR11 - HR1 33091 0,3 0 4 3439 1 38 38 0,060 Lineal HR1 - HC3 3369 0,3 10 4 3495 1 38 38 0,030 Lineal HC3 - Unidad 3369 0,3 10 4 3495 1 38 38 0,030 3. CALCULO DE PERDIDAS EN CODOS Para el cálculo de pérdidas en codos se utilizará el ítem 3-6 manteniendo una relación de aspecto H 1 W y ángulo de 90 o para todos. La fórmula empleada es la siguiente: C K o Re C ' o Por ejemplo, para el codo PC1: Re 810 Entonces C C o o 1.7 4 (1.06) (1.) K Re 1.06 16
La caída de presión se obtiene de la siguiente fórmula: p C o V f 4005 1337 p 1.7 4005 0.14inH O Tramo CFM Re p C ft 3 /min (10-4 ) in H O Codo PC1 591 8 1,7 0.14 Codo HC 610 0 1,0 0.338 Codo 1C1 5391 31 1,0 0.457 Codo 5C1 7701 84 1,0 0.95 Codo HC 3014 93 1,0 1.007 Codo HC3 3369 93 1,0 0.914 3.3 CALCULO DE PERDIDAS EN TES Para el cálculo de pérdidas en tes se utilizará el ítem 5-3 convergente. Por ejemplo, la Te T1: A A T1 R3 T 13R 3.41 0.5 C 0.3 4.91 La caída de presión se obtiene de la siguiente forma: V f p C 4005 734 p 0.3 4005 0.107inH O Tramo CFM V p C ft 3 /min fpm in H O Lineal R - T1 930 734 0,039 Te T1 930 734 0,3 0,107 Lineal 3R4-3T1 17775 3183 0,039 Te 3T1 17775 3183 0,3 0,145 3.4 CALCULO DE PERDIDAS POR TRANSICIONES 17
Para este cálculo se utilizará el ítem 4-3 manteniendo una inclinación de 30 o. Por ejemplo, la transición 1: A A PC1 HR1 HR1 HR 0.44 0.5 C 0.15 0.79 V f p C 4005 1337 p 0.15 4005 0.3inH O Tramo CFM D V p A o/a 1 C ft 3 /min in fpm in H O Lineal PC1 - HR1 591 9 1337 0,060 Transición 1 97 1337 0,56 0,15 0,017 Lineal HR1 - HR 97 1 1180 0,030 Lineal R3 - R4 833 16 09 0,060 Transición 14985 09 0,8 0, 0,056 Lineal T1-3R3 14985 30 3053 0,039 Lineal 3R4-3T1 17775 3 3183 0,039 Transición 3 579 3183,1 0,0 0,16 Lineal 3T1-3R5 579 170 0,060 Transición 4 864 170 1,89 0,0 0,059 Lineal 3R5-3R6 864 16 051 0,060 Transición 5 3504 051 0,19 0, 0,058 Lineal 3T1-4R3 3504 36 335 0,039 3.5 CALCULO DE PERDIDAS POR LAS REJILLAS DE RETORNO Para el retorno se escogió el modelo 350 fabricado por Titus. Para seleccionar la rejilla adecuada se calcula primero el área nominal del ducto. Luego se busca en el catálogo cuál es el rango de flujo volumétrico y se hace una comparación entre el número de difusores en el recinto y diferencia de presión producida por ellos. Entre menos difusores haya estos tendrán que manejar mayores caudales y por lo tanto mayores p. Un ejemplo es el Retorno PR1: Tramo CFM L D V ft 3 /min ft in fpm Aspect Ratio W H Area del ducto p in in ft in H O 18
Lineal PR1 - PR 95 5 9 668 1 6 6 0,44 0,015 Retorno PR 95 0,13 El área del ducto se halla de la siguiente forma: D A 4 9 A 1 4 A 0.44 ft ft El CFM indicado es la mitad del requerido por la precámara pues la otra mitad es recogida por el Retorno PR1. Entonces con estos dos datos se consulta la tabla del fabricante: Un CFM de 96 lleva a una caída de presión de 0.130 in H O. Tramo CFM p ft 3 /min in H O Retorno PR1 95 0,130 Retorno PR 95 0,130 Retorno HR1 336 0,164 Retorno HR 336 0,03 Retorno HR3 336 0,03 Retorno HR4 336 0,03 Retorno HR5 336 0,03 Retorno HR6 336 0,03 Retorno HR7 336 0,018 Retorno HR8 336 0,018 Retorno 1R1 1054 0,164 Retorno 1R 1054 0,073 Retorno 1R3 1054 0,051 Retorno R1 1438 0,073 Retorno R 1438 0,510 Retorno R3 1438 0,073 Retorno 3R 1395 0,099 Retorno R4 1438 0,164 19
Retorno 3R1 1395 0,164 Retorno 3R3 1395 0,018 Retorno 3R4 1395 0,018 Retorno 3R5 1395 0,073 Retorno 4R 1469 0,730 Retorno 3R6 1395 0,164 Retorno 4R1 1469 0,164 Retorno 4R3 1469 0,008 Retorno 4R4 1469 0,008 Retorno 5R1 158 0,008 Retorno 5R 158 0,008 Retorno 5R3 158 0,008 Retorno 5R4 158 0,00 Retorno 5R5 158 0,00 Retorno HR9 538 0,00 Retorno HR10 538 0,00 Retorno HR11 538 0,00 Retorno HR1 538 0,00 3.6 RAMALES PRINCIPALES DE RETORNO Existen tres entradas principales de retorno que constituyen los tres ramales más significativos. Estos son el ramal Unidad PR1, Unidad R4 y Unidad 3R6. Ya que la suma de caídas de presión de cada una de las vías es casi igual, no se requieren dampers ni otros dispositivos que balanceen la presión del sistema. Ramal PR1 in HO Ramal R4 in HO Ramal 3R6 in HO Retorno PR1 0,130 Te T1 0,107 Te 3T1 0,145 Lineal PR1 - PR 0,015 Lineal T1 R3 0,060 Transición 3 0,16 Retorno PR 0,130 Retorno R3 0,073 Lineal 3T1-3R5 0,060 Lineal PR - PC1 0,015 Retorno 3R 0,099 Retorno 3R5 0,073 Codo PC1 0,14 Lineal R3 R4 0,060 Retorno 4R 0,730 Lineal PC1 - HR1 0,060 Retorno R4 0,164 Transición 4 0,059 Retorno HR1 0,164 Retorno 3R1 0,164 Lineal 3R5-3R6 0,060 Transición 1 0,017 Transición 0,056 Retorno 3R6 0,164 Lineal HR1 - HR 0,030 Lineal T1 3R3 0,039 Retorno 4R1 0,164 Retorno HR 0,03 Retorno 3R3 0,018 Transición 5 0,058 Lineal HR - HR3 0,030 Lineal 3R3 3R4 0,04 Lineal 3T1-4R3 0,039 Retorno HR3 0,03 Retorno 3R4 0,018 Retorno 4R3 0,008 Lineal HR3 - HR4 0,030 Lineal 3R4 3T1 0,039 Lineal 4R3-4R4 0,04 Retorno HR4 0,03 Te 3T1 0,145 Retorno 4R4 0,008 Lineal HR4 - HR5 0,030 Transición 3 0,16 Lineal 4R4-5R1 0,078 Retorno HR5 0,03 Lineal 3T1 4R3 0,039 Retorno 5R1 0,008 Lineal HR5 - HR6 0,030 Retorno 4R3 0,008 Lineal 5R1-5R 0,04 Retorno HR6 0,03 Lineal 4R3 4R4 0,04 Retorno 5R 0,008 Lineal HR6 - HC 0,030 Retorno 4R4 0,008 Lineal 5R - 5C1 0,039 Codo HC 0,338 Lineal 4R4 5R1 0,078 Codo 5C1 0,95 Lineal HC - HR7 0,030 Retorno 5R1 0,008 Lineal 5C1-5R3 0,045 Retorno HR7 0,018 Lineal 5R1-5R 0,04 Retorno 5R3 0,008 Lineal HR7 - HR8 0,030 Retorno 5R 0,008 Lineal 5R3-5R4 0,090 0
Retorno HR8 0,018 Lineal 5R - 5C1 0,039 Retorno 5R4 0,00 Lineal HR8-1R1 0,030 Codo 5C1 0,95 Lineal 5R4-5R5 0,135 Retorno 1R1 0,164 Lineal 5C1-5R3 0,045 Retorno 5R5 0,00 Lineal 1R1-1R 0,060 Retorno 5R3 0,008 Lineal 5R5 - HR9 0,068 Retorno 1R 0,073 Lineal 5R3-5R4 0,090 Retorno HR9 0,00 Lineal 1R - 1C1 0,060 Retorno 5R4 0,00 Lineal HR9 - HC 0,03 Codo 1C1 0,457 Lineal 5R4-5R5 0,135 Codo HC 1,007 Lineal 1C1-1R3 0,060 Retorno 5R5 0,00 Lineal HC - HR10 0,060 Retorno 1R3 0,051 Lineal 5R5 - HR9 0,068 Retorno HR10 0,00 Lineal 1R3 - R1 0,099 Retorno HR9 0,00 Lineal HR10 - HR11 0,060 Retorno R1 0,073 Lineal HR9 - HC 0,03 Retorno HR11 0,00 Lineal R1 - R 0,04 Codo HC 1,007 Lineal HR11 - HR1 0,060 Retorno R 0,510 Lineal HC - HR10 0,060 Retorno HR1 0,00 Lineal R - T1 0,039 Retorno HR10 0,00 Lineal HR1 - HC3 0,030 Te T1 0,107 Lineal HR10 - HR11 0,060 Codo HC3 0,914 Lineal T1-3R3 0,039 Retorno HR11 0,00 Lineal HC3 - Unidad 0,030 Retorno 3R3 0,018 Lineal HR11 - HR1 0,060 Total 5,377 Lineal 3R3-3R4 0,04 Retorno HR1 0,00 Retorno 3R4 0,018 Lineal HR1 - HC3 0,030 Lineal 3R4-3T1 0,039 Codo HC3 0,914 Te 3T1 0,145 Lineal HC3 - Unidad 0,030 Lineal 3T1-4R3 0,039 Total 5,550 Retorno 4R3 0,008 Lineal 4R3-4R4 0,04 Retorno 4R4 0,008 Lineal 4R4-5R1 0,078 Retorno 5R1 0,008 Lineal 5R1-5R 0,04 Retorno 5R 0,008 Lineal 5R - 5C1 0,039 Codo 5C1 0,463 Lineal 5C1-5R3 0,045 Retorno 5R3 0,008 Lineal 5R3-5R4 0,090 Retorno 5R4 0,00 Lineal 5R4-5R5 0,135 Retorno 5R5 0,00 Lineal 5R5 - HR9 0,068 Retorno HR9 0,00 Lineal HR9 - HC 0,03 Codo HC 0,503 Lineal HC - HR10 0,060 Retorno HR10 0,00 Lineal HR10 - HR11 0,060 Retorno HR11 0,00 Lineal HR11 - HR1 0,060 Retorno HR1 0,00 Lineal HR1 - HC3 0,030 Codo HC3 0,914 Lineal HC3 - Unidad 0,030 Total 5.59 1
El ventilador debe ser capaz de entregar una potencia tal que cumpla con los requerimientos de presión y flujo volumétrico. Utilizando la ecuación: Pot QH Pot Pot Pot ventilador ventilador ventilador ventilador 65.35 lbf 1.14 10 5Hp 6 ft 3 34887 ft lbf ft min 3 1 ft min 5.6inH O 1in ANEXO
TABLA. Especificaciones técnicas dadas por el fabricante de un difusor de techo redondo 3
4
TABLA. Especificaciones técnicas dadas por el fabricante de un rejilla de retorno. 5