GANANCIA CALORICA A TRAVES DE PAREDES

PARED 1

MATERIALES Y MEDICIONES

Bloque de concreto de 6 pulgadas.

Pañete de ½ pulgada en ambas caras.

Estuco y pintura de 1/16 de pulgada en ambas caras.

Pared 1 (E)

CALCULO DEL AREA DE LA PARED 1

Área total de la pared

Área de las puertas (3 puertas)

Área de las ventanas (3 ventanas)

Calculo del área final de la pared

Calculo de las resistencias (Anexo 1)

Descripción de la pared:

Pintura y estuco en yeso 1/16 de pulgada (doble cara)

Descripción del pañete:

Repello de cemento de ½ pulgada (doble cara)

Descripción del bloque de concreto:

Bloque hueco con doble celda de 6 pulgadas

Aire móvil en la ciudad de Ibagué

Aire móvil en una de las caras

Resistencia total

CALCULO DE U PARA PAREDES

CALCULO DE CLTD PARA LA PARED 1 (Anexo 8)

Para nuestro país las horas criticas son las 13, 14 y 15, ya que es a esta hora es cuando el sol tiene mayor intensidad.

Selección del grupo de acuerdo a la construcción de paredes:

Descripción:

Cámara de aire a 1 pulgada, aislamiento de 6 pulgadas a 8 pulgadas en bloques C.

Diferencia de temperaturas para paredes (CLTD)

CLTD13 = 25CLTD14 = 27CLTD15 = 29

Para calcular LM vamos al anexo A4 para la latitud de Ibagué que es 4.5, entonces leemos en latitud 8 con ubicación E y elegimos el mas caluroso (JUNIO) para el sitio en cuestión.

Factor dependiente de la pared (F)

F para zona intermedia

CALCULO DE CLTD CORREGIDOS PARA LA PARED 1

Como las condiciones del anexo 8 son diferentes a las condiciones de Ibagué, entonces los CCLTD se deben corregir con la siguiente formula:

Condiciones del anexo 8: T=78ºF y rango diario de 21ºF

Condiciones de Ibagué: TMEDIA=75ºF y rango diario (30ºC – 15ºC)= 15ºC

CALCULO DE LOS CALORES PARA LA PARED 1

PARED 2 (PARTICIÓN)

CALCULO DEL AREA DE LA PARED 2

CALCULO DE CALOR PARA LA PARED 2

PARED 3

Consideración: para facilitar el cálculo del área de la pared 3, esta se dividió en 3 secciones o partes. La primera parte corresponde a la ubicación occidental (pared 3), la segunda corresponde a la ubicación suroccidental ya que tiene un área de una sección circular (pared 4) y la tercera parte corresponde a la ubicación sur (pared 5).

CALCULO DEL AREA DE LAS PUERTAS

Calculó del Área de la pared 3 con ventanas

Calculó del Área de las ventanas de la pared 3

Calculó del Área de la pared 3 sin ventanas o área total de la pared 3

CALCULO DE CLTD PARA LA PARED 3 (Anexo 8)

Ubicación de la pared 3: occidental

CLTD13 = 12CLTD14 = 13CLTD15 = 14

Como las condiciones del anexo 8 son diferentes a las condiciones de Ibagué, entonces los CCLTD se deben corregir con la siguiente formula:

Condiciones del anexo 8: T=78ºF y rango diario de 21ºF

Condiciones de Ibagué: TMEDIA=75ºF y rango diario (30ºC – 15ºC)= 15ºC

CALCULO DE CLTD CORREGIDOS PARA LA PARED 3

CALCULO DE LOS CALORES PARA LA PARED 3

PARED 4

CALCULO DEL AREA DE LA PARED 4

Consideración: para calcular el área de esta pared la asemejamos a ¼ del área de un cilindro.

CALCULO DE CLTD PARA LA PARED 4(ANEXO 8)

Ubicación de la pared suroccidental (S/w)

Letra C

Factor dependiente de la pared (F)

F para zona intermedia

CLTD13 = 11CLTD14 = 13CLTD15 = 15

CALCULO DE LOS CLTD CORREGIDOS PARA LA PARED 4

CALCULO DE LOS CALORES DE LA PARED 4

Como las condiciones del anexo 8 son diferentes a las condiciones de Ibagué, entonces los CCLTD se deben corregir con la siguiente formula:

Condiciones del anexo 8: T=78ºF y rango diario de 21ºF

Condiciones de Ibagué: TMEDIA=75ºF y rango diario (30ºC – 15ºC)= 15ºC

PARED 5

CALCULO DEL AREA DE LA PARED 5 (SUR)

CALCULO DE CLTD PARA LA PARED 4

Ubicación de la pared sur (S)

Letra C

Factor dependiente de la pared (F)

F para zona intermedia

CLTD13 = 11CLTD14 = 14CLTD15 = 17

CALCULO DE LOS CLTD CORREGIDOS PARA LA PARED 4

CALCULO DE LOS CALORES DE LA PARED 4

Como las condiciones del anexo 8 son diferentes a las condiciones de Ibagué, entonces los CCLTD se deben corregir con la siguiente formula:

Condiciones del anexo 8: T=78ºF y rango diario de 21ºF

Condiciones de Ibagué: TMEDIA=75ºF y rango diario (30ºC – 15ºC)= 15ºC

GANANCIA CALORICA A TRAVES DE TECHOS

Consideración: para calcular el área total del techo calculamos el área del círculo y se divide en 4 para obtener el área de a y a continuación calculamos el área de b y c. estas 3 áreas se suman para obtener el área total.

CALCULO DEL AREA DEL TECHO

Calculo del área de a

Calculo del área de b

Calculo del área de c

Calculo del área de total

CALCULO DE U PARA TECHOS

Anexo 2

Cubierta de concreto liviano de 6 pulgadas sin aislamiento

Como el techo no esta directamente expuesto al sol se calcula ∆T

CALCULO DE CALOR PARA EL TECHO

GANANCIA CALORICA A TRAVES DE PISOS

Consideración: como el piso esta directamente sobre la tierra la ganancia de calor en el piso será igual cero.

CALCULO DE CALOR PARA EL PISO

GANANCIA CALORICA A TRAVES DE PUERTAS Y VENTANAS

PUERTAS

CALCULO DEL AREA DE LAS PUERTAS

CALCULO DE LA RESISTENCIA

Anexo 1

Cubierta a 2 aguas con hierro ondulado

CALCULO DE U PARA PUERTAS

CALCULO DE CLTD PARA PUERTAS

Consideración: como las condiciones de la tabla son diferentes a las de nuestro proyecto:

Si ti < 78ºF (se suma la diferencia)Si ti > 78ºF (se resta la diferencia)

CLTD13 = 12CLTD14 = 13CLTD15 = 14

CALCULO DE CLTD CORREGIDO

CALCULO DE LOS CALORES DE LAS PUERTAS

VENTANAS

En las ventanas se aporta dos tipos de calor (convección y conducción)

Conducción en ventanas de dimensiones (1.2m*0.99m)

CALCULO DEL ÁREA DE LAS VENTANAS

CALCULO DE U PARA VENTANAS

Anexo 9

Ventana sencilla con vidrio sin sombra

CALCULO DE CLTD PARA VENTANAS

Anexo 10

CLTD13 = 15CLTD14 = 16CLTD15 = 17

CALCULO DE LOS CALORES POR CONDUCCIÓN DE LAS VENTANAS

Convección o radiación en ventanas de dimensiones (1.2m*0.99m)

Área= 90% vidrio y 10% en metal

Calculo del área

SC= 1 Vidrio sencillo claro de 1/8 de pulgada.

SHGF= 200 Posición occidente y mes junio

CLF= Se considera construcción ligera de 2 pisos en posición E sin sombreado interior

CLF13 = 0.37

CLF14 = 0.32CLF15 = 0.29

CALCULO DE LOS CALORES POR CONVECCIÓN EN VENTANAS

Conducción en ventanas de dimensiones (1.51m*0.99m)

CALCULO DEL ÁREA DE LAS VENTANAS

CALCULO DE U PARA VENTANAS

Anexo 9

Ventana sencilla con vidrio sin sombra

CALCULO DE CLTD PARA VENTANAS

Anexo 10

CLTD13 = 15CLTD14 = 16CLTD15 = 17

CALCULO DE LOS CALORES POR CONDUCCIÓN DE LAS VENTANAS

Convección o radiación en ventanas de dimensiones (1.51m*0.99m)

Área= 90% vidrio y 10% en metal

Calculo del área

SC= 1 Vidrio sencillo claro de 1/8 de pulgada.

SHGF= 200 Posición occidente y mes junio

CLF= Se considera construcción ligera de 2 pisos en posición E sin sombreado interior

CLF13 = 0.37CLF14 = 0.32CLF15 = 0.29

CALCULO DE LOS CALORES POR CONVECCIÓN EN VENTANAS

CARGAS DE CALOR INTERNAS

. Ganancia calórica a través de luces

Fs=factor de proyección espacial Incandescentes = 1.0 Fluorescentes=1.0 Sodio=0.9

Fu=factor de usoCLF=factor de cargaPara nuestro proyecto son 6 lámparas incandescentes cada una de 120 WattsW= 6*120 wat W=720 watFu= 10h/24H Fu=0.416Para calcular el CLF vamos al anexo A.18 y luego al anexo A.16 para averiguar el coeficienteNuestro coeficiente es 0.55 (amueblado ordinario, sin alfombras. Ventilación media. Luces ocultas sin respiraderos)CLF13=0.24CLF14=0.22CLF15=0.21

q13=3.41*720*0.416*1*0.24=245.13 BTU/h q14=3.41*720*0.416*1*0.22=224.69 BTU/h q15=3.41*720*0.416*1*0.21=214.48 BTU/h

Ganancia calórica a través de personas

CALOR SENSIBLE (intercambio de calor)Ahora vamos al anexo A.19 para calcular qs y ql

.qs=245 ql=155En este recinto permanecerán aproximadamente 48 personas Ahora vamos al anexo A.20 para CLF (10 horas)CLF13=0.28CLF14=0.23CLF15=0.20

qs13=245*48*0.28=3292.8 BTU/h qs14=245*48*0.23=2704.8 BTU/h qs15=245*48*0.20=2352 BTU/h

CALOR LATENTE (sudor)

.ql =155*48

.ql= 7440 BTU/hGanancia calórica a través de aparatos

CALOR SENSIBLEAhora vamos al anexo A.21

2 televisor de 29 pulgadas ----------15Watt video beam ---------------------------3000Watt 12 computadores--------------------400Watt

(15*2)+3000+ (400*12)=7830 Watt

Ahora vamos al anexo A.23CLF13=0.24CLF14=0.20CLF15=0.17

q13=7830 Watt*0.24=1879.2 BTU/h q14=7830 Watt*0.20=1566 BTU/h q15=7830 Watt*0.17=1331.1 BTU/h

Ganancia calórica a través de infiltración y ventilaciónINFILTRACION (rendijas, puertas)Rendijas

H=0.26m=0.8528ft

L=1.04m=3.41ftW=0.16=0.52ftAc=cambios de aire por horaVamos al anexo 25 para calcular ac

Infiltración a través de ventanas pieza con un lado expuesto(verano protección ordinaria)Ac=0.60

I=0.0151CFM Ft3/minY como son 3 puertas I= (0.0151*3)=0.0453 CFMPuertas∆T=(86-75)F =11 FTráfico de personas Tp

Tp=48/3 = 16Vamos al anexo A.26 para mirar el IpIp=8 CFM(ft3/min)

INFILTRACION TOTALIt = 8 CFM+0.0453 CFM+ =0.3624

VENTILACION Vamos al anexo A.27Salón de clase =15CFM15*48 personas720 CFMCOMPARACION ENTRE INFILTRACION Y VENTILACION8.2853 CFM >720 CFMAHORA SE TOMA LA DECISIÓN DE DISEÑAR POR VENTILACION Y CALCULAMOS LOS CALORES:Calor sensible

.qs=1.10*720*11

.qs=8712 BTU/hCalor latente

Para calcular delta W (Humedad especifica) Condiciones exteriores

Tex=86 F (BS)H.R=78%

Condiciones interioresTi=75 FH.R=50%

Ahora vamos a la carta psicométrica y entramos con estas condiciones y leemos la humedad específica interior y exteriorWex=0.0208 lb h2o/lb aire secoWin=0.0093 lb h2o/lb aire seco

.qs=40075.2 BTU/h

Suma de los calores∑q13=21695.76 BTU/h

∑q14=20278.59 BTU/h

∑q15=20361.25 BTU/h

∑q=48863.13 BTU/h

Calor total

.q=21695.76BTU/h + 48863.13BTU/h

Calor total=70558.89BTU/h

CALOR DE DISEÑO= 70558.89*1.1.q=77614.78 BTU/h Calor de diseño

.qd=6.45 T.R

SELECCIÓN DE EQUIPOSEn la selección de equipos decidimos usar sistemas divididos de:

U condensadora U manejadora

DIMENSIONAMIENTO DE DUCTOS

Dimensionamiento de ductosT.R=6.45Para pasar este dato a cfm (Ft

CFM=3200 La unidad manejadora la ubicaremos en la pared 1 de ubicación este en la

parte final

La distancia máxima entre la u. manejadora y condensadora son 3 m por eso ubicamos la unidad manejadora de esta manera.

. como cada difusor tiene un radio de acción de 6m

15.24/6 =2.54 = 3 difusores5.44/6 = 0.91= 1 difusorEn total se instalarían 3 difusores que abarcaran todo el recinto y se distribuirán de la siguiente forma:

Se escoge el tramo más largo para dimensionar mediante el método de iguales perdidas por fricción.CFM DEL DISEÑO

En cada uno de los difusores deben salir 1066.67 CFMDIMENSIONAMIENTO DE DUCTOSTramo aCFM=3200Según el anexo de ingeniero Valverde la velocidad recomendad para el sitio son: 1200 FT/minLugo en el diagrama del anexo F leemos con 3200 CFM y con la velocidad

perdidas P.C.Q=0.8 Dimaetro= 22 pulgadas

Tramo bCFM=3200-1066.67CFM=2133.33PCQ=0.8Con este dato entramos al anexo FDiámetro=18 pulgadasVelocidad =1100 ft/minTramo c2133-1066.67=1066.66 CFMPCQ=0.8Según el anexo FVelocidad=930 ft7minDiámetro=14 pulgadasPara nuestro proyecto escogimos usar tubería rectangular y a continuación haremos las respectivas conversiones de diámetros con ayuda del anexo ATramo aDiámetro= 22 +/- 0.1 pulgadas

36*12 40*11 54*9

Tramo bDiámetro=18 +/- 0.1

18*15 26*11

48*7 60*6

Tramo cDiámetro= 14 +/- 0.1

15*11 17*10 19*9 22*8 26*7 32*6

Buscamos el diámetro más común entre los encontrados y el diámetro más común es el de 11 pulgadasTramo a40*11Tramo b26*11Tramo c15*11

Cantidad de material a utilizar en los ductosTramo a (40*2)+ (11*2)*5.08A=518.16 pulgadas2

Tramo b(26*2)+ (11*2)* 5.08A=375.92pulgadas2

Tramo c(15*2)+ (11*2)*5.08A=264.16 pulgada2

AREA TOTAL DE LOS DUCTOSAT=1158.24 pulgadas2

AT= 0.747 metros2