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El Libro de Oro del Aire Acondicionado 1
Indice
1. Introducción ………………………………………………………………………………………………………....... 3
• Resumen de los beneficios ………………………………………………………………………………....... 4
2. Las varias funciones de un edificio …………………………………………………………………………......... 10
• Introducción …………………………………………………………………………………………………….. 10
• Oficina de fábrica……………………………………………………………………………………………….. 12
• Consultorio médico……………………………………………………………………………………………... 16
• Restaurant de servicio rápido…………………………………………………………………………………. 20
• Laboratorio de química (ala agregada a la escuela)……………………………………………………….. 24
3. Pautas estimativas de diseño ……………………………………………………………………….…………....... 28
• Introducción …………………………………………………………………………………………………….. 28
• Valores de comprobación para enfriamiento ……………………………………………………………….. 30
• Comparación de sistemas ……………………………………………………………………………………. 33
• Equivalencias calóricas y consumos promedios de combustible ………………………………………… 34
• Consumo eléctrico clasificado para diferentes aplicaciones ……………………………………………… 35
• Metas prácticas de diseño y fórmulas ………………………………………………………………………. 38
• Diseño de un sistema de aire acondicionado ………………………………………………………………. 57
4. Edificios ……………………………………………………………………………………………………………....... 60
• Introducción …………………………………………………………………………………………………….. 60
• Oficina de fábrica …………………………………………….....……………………………………………… 62
• Hotel rascacielo .…………………………………………………………………………………………......... 90
• Restaurant de servicio rápido ………………………………………………………………………………… 110
5. Sistemas ……………………………………………………………………………………………………………..... 122
• Introducción ……………………………………………………………………………………………………. 123
• Descripción de sistemas genéricos con croquis, esquemas típicos y pros y contras ……………….... 125
• Cuadro de componentes de sistemas genéricos…………………………………………………………... 170
• Esquemas genéricos de control del sistema y terminales ………………………………………………... 183
6. Equipos……………………………………………………………………………………………………………....... 228
• Introducción ……………………………………………………………………………………………………. 228
• Equipo paquete de techo …………………………………………………………………………………….. 229
• Equipo paquete vertical (VPAC) …………………………………………………………………………….. 233
• Enfriadores de agua paquete ……………………………………………………………………………….. 234
• Unidades condensadoras ……………………………………………………………………………………. 238
• Manejadoras de aire …………………………………………………………………………………………. 239
• Terminales de zona …………………………………………………………………………………………... 241

ADVERTENCIA: Esta obra es propiedad única y exclusiva de Carrier Corporation, y sólo podrá ser utilizada por sus empleados y/o personal autorizado. En caso de
que se requiera su reproducción, ya sea total o parcial, traducción, modificación, alteración, transformación, comunicación pública o privada, venta,
arrendamiento, y demás similares, todos estos por cualquier medio digital, electrónico, material y/o vía satélite, se deberá de contar con la debida previa
autorización por escrito de Carrier Corporation. Cualquier reproducción, ya sea total o parcial, traducción, modificación, alteración, transformación, comunicación
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autorización por escrito de Carrier Corporation, constituye una violación a la Ley Federal del Derecho de Autor de México, y su similar en Estados Unidos, lo cual
le da derecho a que Carrier Corporation para ejercitar los diversos derechos que le correspondan, independientemente de las diversas acciones civiles, penales,
administrativas y laborales que sean competentes y aplicables. Trabajo no publicado. DERECHOS RESERVADOS-CARRIER CORPORATION ® 2001.

INTRODUCCION
El Libro de Oro fue preparado como un documento visual parco en palabras
pero de gran contenido informativo que permite al lector familiarizarse y
analizar rápidamente muchos productos y sistemas de aire acondicionado.
Contiene descripciones de productos, diagramas detallados de sistemas y
planos de planta para diferentes tipos de edificios.
Permite al lector nuevo en la industria de la calefacción, ventilación y aire
acondicionado (CVAA) acomodar la variedad de sistemas y productos
disponibles en categorías simples pero suficientemente versátiles como para
satisfacer la casi totalidad de sus necesidades.
Refresca la memoria del lector experimentado facilitándole la clasificación y
análisis de la gran variedad de sistemas disponibles. Le sirve también de
repaso de los conceptos básicos y limitaciones asociados al uso de ciertos
sistemas en diferentes aplicaciones.
Capítulos
Esta guía está dividida en capítulos para facilitar el acceso a la información
específica sobre tipos de edificios, diseño, aplicación, sistemas o equipos.
Cada capítulo tiene su propio índice.
• Las varias funciones de un edificio - Muestra como edificios con el
mismo contorno pueden servir distintos fines, con diferentes retos en la
selección, diseño y control de su sistema. Demuestra como el uso,
ubicación, ocupancia, zonificación, adaptabilidad a cambios,
variaciones de fachada, iluminación y otras cargas, ventilación y
calidad ambiental interior (IAQ) influyen en los requisitos de diseño,
instalación y servicio del sistema de aire acondicionado.
• Pautas estimativas de diseño - Muestra valores típicos de
comprobación para el acondicionamiento de diferentes tipos de
edificios y cómo fijar metas de diseño en forma sencilla. Ofrece valores
aproximados de caudales de agua y aire, pérdidas por fricción y
tamaños. Describe como comparar costos de diferentes sistemas.
Describe con un diagrama de flujo los pasos a seguir para diseñar
varios sistemas.
• Edificios - Describe algunos edificios comerciales típicos y los
sistemas y productos comúnmente utilizados para su
acondicionamiento. Incluye comentarios así como las ventajas y
desventajas de cada sistema. En este capítulo los productos se
describen dentro del contexto del sistema y del edificio en que están
siendo usados.
Los planos de planta y hojas de la carga térmica pueden utilizarse
como documentos de práctica para efectuar diseños de sistemas
zonificados. Para una información más detallada sobre hoteles
rascacielo se sugiere referirse a la publicación “Designing and Applying
Commercial Systems: High-Rise Example”, Catálogo No. 795-206.
• Sistemas - Contiene información concisa sobre 11 sistemas
zonificados que se usan en el acondicionamiento de edificios
comerciales. Describe dos tipos de edificios: bajos (1-2 pisos) y altos (3
o más pisos) y explica como resolver las diferencias de las
necesidades de frío, calor, aire y control en las zonas perimetrales e
internas. Describe los controles del sistema y de las terminales, para
estos 11 sistemas, con sus respectivos diagramas. Para una guía
paso-a-paso del diseño de varios sistemas, con ejemplos, el lector
puede referirse a la Guía de Ingeniería (“Engineering Guide”) “Comfort
Design Made Simple”, Catálogo No. 795-200 .
• Equipos - Es un repaso genérico, simplificado, de varios productos
utilizados en instalaciones de confort con las características de cada
uno de ellos. Incluye equipos paquete de techo, equipos paquete
verticales, enfriadores de agua paquete, unidades condensadoras,
manejadoras de aire y terminales de zona. Para detalles más
específicos de cada uno de estos equipos se recomienda consultar los
catálogos del fabricante.

RESUMEN DE LOS BENEFICIOS
CAPITULO ESTO ME PERMITE PAGINA
Las varias funciones de un edificio ● Identificar las variables que afectan la selección de sistemas y productos.
● Considerar cómo edificios con un mismo contorno pueden requerir diferentes soluciones
según las funciones que cumplan.
● Usar las cuatro plantas de 60’ x 100’ como ejemplos para trabajo en talleres y seminarios
de entrenamiento.
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10 - 27
● Aproximar rápidamente el diseño de un sistema.
● Definir los costos instalados relativos de varios sistemas.
● Definir los costos de operación relativos de varios sistemas.
● Aproximar el consumo anual de energía para la calefacción.
● Obtener el contenido calórico de varios combustibles.
● Ubicar el consumo de energía del sistema de CVAA en el contexto del consumo total del
edificio.
● Calcular eficiencias.
● Encontrar fórmulas útiles y metas de diseño para:
− Cargas.
− Sistemas de aire.
− Sistemas de agua.
● Seguir paso a paso un procedimiento universal para diseñar sistemas todo-aire, todo-agua,
combinado aire-agua y expansión directa.
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Pautas estimativas de diseño
Valores de comprobación
● Estimar las cargas de enfriamiento para varios tipos de edificios con el fin de:
− Hacer selecciones preliminares de los equipos.
− Estimar costos.
− Escoger el tipo de sistema.
− Confirmar el tamaño de los equipos.
− Confirmar que los valores de los cálculos de carga son razonables, independiente-
mente de su procedencia.
30, 38

Valores de comprobación
● Estimar las cargas aproximadas de iluminación y equipos de un edificio.
● Estimar la densidad ocupacional de un edificio.
● Determinar los requisitos mínimos de ventilación de un edificio.
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30
30
Información de costos relativos
● Hacer comparaciones relativas de los costos de instalación y operación de varios sistemas.
● Considerar la relación costo - beneficio de varios sistemas
33
33
Equivalencias de los combustibles
● Convertir los gastos de combustible a valores en BTUH con el fin de:
− Estimar el consumo de los combustibles.
− Estimar ahorros por la conversión de equipos.
− Estimar el consumo anual de combustible.
− Aprender/repasar las unidades de medida de los combustibles
34
Consumo calórico promedio anual
● Estimar el gasto anual de energía para la calefacción de varios tipos de edificios para:
− Preparar un presupuesto de los costos de operación y consumo de combustible.
− Considerar posibles economías por la conversión de equipos.
34
Consumo eléctrico para el enfriamiento y otros
● Estimar el gasto anual de operación para el enfriamiento y la ventilación como un porcen-
taje del gasto eléctrico total para:
− Reconocer la partida con el mayor potencial de ahorro en diferentes tipos de edificios.
− Determinar la importancia relativa del costo operativo del aire acondicionado.
− Estimar los beneficios para el propietario de posibles medidas que reducen el consumo
de energía.
35

Fórmulas para el Cómputo de la Eficiencia
● Aprender/repasar la terminología propia de la industria.
● Calcular índices como el EER, COP y otros de carácter operativo.
● Calcular eficiencias con información proporcionada por el fabricante.
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37
37
Fórmulas y Metas Prácticas de Diseño - Carga de Enfriamiento
● Fuentes de información para condiciones de diseño interior y exterior.
● Valores típicos de condiciones de diseño interiores para calefacción y aire acondicionado
para el ciclo ocupado y desocupado.
● Estimar la carga de enfriamiento y sus componentes (ventilación, personas e iluminación).
● Convertir el número de lámparas fluorescentes a BTUH.
● Computar los vatios de un equipo y convertirlos a BTUH.
● Ver el impacto que tiene sobre el CFM del sistema el recorrido del retorno y el montaje de
las lámparas.
● Estimar los porcentajes que aportan los varios componentes de la carga de enfriamiento.
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38
30, 38
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Fórmulas y Metas Prácticas de Diseño - Selección de los Equipos
● Obtener valores aproximados de CFM para equipos paquete en función de la temperatura
de bulbo húmedo de entrada.
● Bosquejar un estimado de la carga de calefacción para:
− Visualizar capacidad/tamaño de los equipos.
− Posibles opciones de sistemas.
− Posibles opciones de combustibles.
● Estimar los porcentajes que aportan los elementos de mayor importancia a la carga de
calefacción con el fin de:
− Recomendar medidas de costos justificables para reducir el consumo de energía.
− Identificar las áreas con las posibles mayores pérdidas.
− Distribuir el aire o el agua más eficientemente.
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Metas Prácticas de Diseño y Fórmulas - Sistemas de Aire
● Estimar los CFM de diseño para el enfriamiento y la calefacción del edificio y las zonas con
el fin de:
− Escoger las terminales y los difusores.
− Estimar el tamaño y costo de los conductos.
− Estimar el tamaño y costo de la manejadora de aire.
− Prever los requerimientos de espacio para los conductos y las terminales.
− Tantear si un sistema existente tiene la capacidad adecuada.
45
Metas Prácticas de Diseño y Fórmulas - Sistemas de Aire
● Aprender/repasar los términos propios de los sistemas de aire y fórmulas para diseño
sicrométrico y detección de fallas en estos sistemas.
● Aprender/repasar criterios de diseño para conductos: velocidad, pérdidas y materiales.
● Aprender/repasar las leyes de los ventiladores para:
− Evaluar el efecto mutuo entre ventilador y sistema.
− Estimar el consumo del ventilador.
− Determinar el ajuste requerido al RPM para el arranque o ajuste de un sistema.
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Metas Prácticas de Diseño y Fórmulas - Sistemas de Agua
● Utilizar el diferencial de temperatura para fijar GPM de agua fría o el diferencial de
temperatura en condensador/torre para fijar GPM de agua de condensación para así:
− Evaluar la magnitud del sistema de agua y su costo.
− Estimar el bombeo requerido y su costo operativo.
− Tantear si un sistema existente tiene la capacidad adecuada.
− Determinar la capacidad (tons) con el GPM o viceversa.
● Dimensionar sistemas abiertos o cerrados de agua para evaluar posibles recorridos y
costos.
● Aprender/repasar las leyes que rigen el funcionamiento de las bombas para así:
− Evaluar el efecto mutuo entre bomba y sistema.
− Estimar el consumo de la bomba.
− Construir diagramas de operación bomba/sistema para visualizar el comportamiento de
bombas múltiples en serie o paralelo.
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55
55

Pautas estimativas de diseño Metas Prácticas de Diseño y Fórmulas - Proceso de Diseño del Aire Acondicionado
● Seguir paso a paso un procedimiento de diseño para cualquier sistema que:
− Simplifique el trabajo del diseñador.
− Evite la necesidad de tener que tratar cada diseño como algo único.
− Comprender y facilitar la labor del ingeniero.
− Saber cuando y donde suministrar la información.
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Edificios ● Usar los isométricos, planos de planta, datos de construcción y resumen de la carga de
tres edificios como punto de partida para diseñar proyectos u organizar talleres.
● Vincular sistemas típicos con los tres tipos de edificios:
− Oficina de fábrica.
− Hotel rascacielo.
− Restaurant de servicio rápido.
● Utilizar los 12 ejemplos mostrados para aprender/repasar como diseñar un sistema,
incluyendo:
− Diseños de sistemas de aire y agua, incluyendo terminales.
− Comentarios explicativos del diseño.
− Ventajas y desventajas de cada sistema.
● Compara varios sistemas para el mismo edificio.
62 - 65
90 - 93
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95 - 109
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Sistemas ● Aprender/repasar los conceptos básicos, propiedades, configuraciones y ventajas
/desventajas de 11 sistemas incluida la siguiente información para cada uno de ellos:
− Descripción breve del sistema.
− Esquemático genérico del sistema (vista de elevación).
− Diseño genérico del sistema (vista de planta).
− Ventajas y desventajas genéricas del sistema.
122 - 169

Sistemas ● Usar el cuadro de “Variaciones sobre el tema” para aprender o repasar los tipos de
productos usados con los 11 sistemas, notando las diferencias en el tratamiento de las
áreas periféricas e interiores en edificios bajos, medianos y altos. Se incluye las siguientes
categorías de equipos para cada sistema:
− Refrigeración mecánica.
− Calefacción.
− Manejadoras de aire.
− Terminales.
● Aprender/repasar las secuencias de control del sistema de los 11 sistemas con la ayuda de
diagramas y descripciones para los siguientes ciclos de operación:
− Ocupado, enfriamiento.
− Ocupado, calefacción.
− Desocupado, enfriamiento.
− Desocupado, calefacción.
− Inversión del sistema.
● Aprender/repasar las secuencias de control de las terminales de los 11 sistemas con la
ayuda de diagramas y descripciones para las siguientes estrategias de control:
− Capacidad de enfriamiento.
− Mitigación de la humedad.
− Capacidad de calentamiento.
− Ventilación.
− Circulación del aire.
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183 - 227
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Equipo ● Condensar la información suministrada por los fabricantes sobre sus equipos y terminales
usando la información incluida con los 30 productos genéricos presentados.
● Aprender/repasar las características resaltantes de cada tipo de producto.
● Visualizar los productos para facilitar su reconocimiento y los sistemas que los usan.
● Asociar el tipo de producto con sus límites de capacidad de enfriamiento para que al saber
el tamaño del edificio y los ambientes que se desean acondicionar se pueda simplificar la
selección a aquellos que satisfacen este criterio.
● Determinar rápidamente la habilidad de varios productos para calentar, enfriar y ventilar así
como su efecto en los sistemas de los que forman parte.
228 - 250
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LAS VARIAS FUNCIONES DE UN EDIFICIO
• 60’ X 100’ - Oficina de fábrica
• 60’ x 100’ - Consultorio médico (suite de dos oficinas)
• 60’ x 100’ - Restaurant de servicio rápido
• 60’ x 100’ - Laboratorio de química (ala adicionada a escuela)
Esto me permite: Página
• Identificar las variables que afectan la selección de sistemas y productos. 10 - 27
• Considerar como edificios con un mismo contorno pueden requerir diferentes soluciones según las funciones que cumplen. 10 - 27
• Usar las cuatro plantas de 60’ x 100’ como ejemplos en talleres y seminarios de entrenamiento. 10 - 27
INTRODUCCION
Las varias funciones de un edificio revela como un mismo contorno puede
encerrar espacios que cumplen diferentes fines.
Admisión del sistema de CVAA
Se debe efectuar un “reconocimiento” del proyecto previo a la selección de
un sistema ya que en gran medida el uso que se dará al edificio
determinará el sistema a utilizarse. El sistema a su vez determinará los
productos requeridos para obtener la capacidad necesaria en la planta
central y en los espacios ocupados.
Participación del propietario en las decisiones
Todo edificio tiene un dueño que es el inversionista que se asegura se lo
administre y se lo mantenga bien. En edificios especulativos el dueño
alquila el edificio a inquilinos. En otros casos el dueño ocupa el edificio. Los
edificios ocupados por sus dueños tienden a construirse pensando a largo
plazo con respecto a sus facilidades, materiales, servicios y recuperación
de la inversión mientras que los propietarios que construyen con fines
especulativos tienden a enfatizar la flexibilidad debido a la rotación de sus
inquilinos. El dueño del edificio especulativo tiende a pensar más en el
costo inicial que en los de operación, mantenimiento o nivel de confort.
Medición individual de los servicios de electricidad y gas a menudo resultan
atractivos para los dueños de edificios especulativos. Los edificios
ocupados por sus dueños generalmente brindan las mejores oportunidades
para optimizar el nivel de confort con la eficiencia energética, si lo justifica
un análisis económico. Estos edificios con frecuencia usan tecnología de
punta.
Impacto del tamaño del edificio
El tamaño del edificio sin duda alguna afecta la selección del sistema.
Por ejemplo, para la planta de 60’ x 100’ considerada en este segmento,
seguramente se usarían equipos paquete y no los aplicados por
componente. Por otro lado la manejadora seguramente sería del tipo
para techo si se la puede montar directamente sobre la planta.

Efecto de la ubicación del edificio
Otra condición que afecta la selección del sistema es la ubicación del
edificio. Bajo una perspectiva global, este espacio de 60’ x 100’ en los EU
seguramente no haría uso del agua fría, sin embargo en Europa es muy
posible que así sea. A escala regional, en los EU seguramente se usarían
sistemas de calefacción a gas/enfriamiento eléctrico si se trata del noreste
y todo eléctrico si se trata del sur. En Iberoamérica y el Caribe los sistemas
todo eléctrico son también más comunes con alguna posible excepción en
la zona austral y alguna otra zona.
Impacto del diseñador
La preferencia del diseñador es indudablemente de gran importancia. Los
ingenieros del área tienden a estar mejor informados de los sistemas que
allí muestran ser la mejor inversión. Ellos también toman en cuenta la
experiencia y capacidad de los contratistas del área para asegurarse que el
sistema se instale y se mantenga correctamente.
Efecto del uso del edificio
Seguramente que el uso que se hará del espacio es el elemento de mayor
importancia en la selección del sistema. El ambiente de 60’ x 100’ utilizado
como ejemplo en este capítulo tiene diferentes requerimientos si se lo usa
como oficina de fábrica, consultorio médico, restaurant de servicio rápido o
laboratorio de química. Aunque un sistema ventiloconvector (“fancoil”)
pudiera ser una alternativa viable en una oficina de fábrica, ciertamente no
lo será para el restaurant.
En las próximas páginas se verán los cuatro posibles usos considerados
para el espacio de 60’ x 100’. Considere las necesidades para cada uno de
estos casos así como los sistemas y productos requeridos para
satisfacerlas. En cada caso se incluye una lista con los requisitos claves que
seguramente limitarán las posibles opciones de sistemas y productos.

OFICINA DE FABRICA

OFICINA DE FABRICA
CRITERIOS CLAVES:
• Areas de arquitectura abierta pueden dividirse en menor número de zonas.
• El área periférica con orientación sur del área abierta tendrá un perfil de carga distinto al resto del área interior debido al
efecto de la carga solar.
• Oficinas periféricas que cuentan con interruptores de luz individuales y que tienen diferente orientación requieren
tener su propio control de zona - se recomienda siete zonas de control.
• El salón de conferencias de la esquina Noreste requiere ventilación y control como zona individual ya que su patrón
de uso difiere de las demás oficinas.
• La tasa de ventilación (aprox. 20 CFM/persona) debe ser constante - puede significar una carga importante.
• Si el usuario es también el dueño, seguramente escuchará sugerencias para mejorar el confort en los ambientes y
reducir el consumo de energía del sistema.
• Uso prolongado diario demanda un mejor control de la temperatura en todos los ambientes

OFICINA DE FABRICA

CONSULTORIOS MEDICOS
(DOS SUITES)

(DOS SUITES)

(DOS SUITES)
CRITERIOS CLAVES:
• Los usuarios son dueños de la propiedad.
• La distribución interior de las paredes es relativamente fija.
• Las luces tienden a quedar prendidas durante las horas de trabajo por lo tanto se zonificará por orientación.
• Se recomiendan ocho zonas de control.
• Dos consultorios/dos prácticas requiere separación de los servicios.
• La reserva de capacidad es esencial - la falla de un equipo en una suite no debiera afectar en absoluto a la otra.
• Las oficinas pueden tener horarios distintos - se recomienda dos sistemas como mínimo.
• Es importante que la calidad del aire interior (IAQ) se mantenga alta en forma contínua.

(DOS SUITES)

RESTAURANT DE SERVICIO RAPIDO

CRITERIOS CLAVES:
• Las cargas por personas y ventilación son de mayor importancia.
• La cocina debiera tener un sistema separado del comedor.
• Reducir el gasto por zonificación en el comedor; la estancia del público es breve.
• Anticipar cargas latentes altas por la ventilación, preparación de comida y lavado de vajilla en la cocina y por la
ventilación, comida y número de personas en el comedor.
• En climas húmedos considerar métodos para mitigar la humedad a carga parcial.
• Prestar especial atención a la buena distribución del aire en los ambientes.
• Asegurar que la cocina esté a menor presión que el comedor para evitar que se propaguen los olores.
• Asegurar el cumplimiento de las normas de ventilación/extracción y que el aire de compensación (ventilación) se
suministre a los lugares apropiados.

LABORATORIO DE QUIMICA
(ALA AGREGADA A LA ESCUELA)

(ALA AGREGADA A ESCUELA)

CRITERIOS CLAVES:
• La repartición interior y el uso de los espacios es relativamente fijo.
• Se recomienda un mínimo de tres zonas de control (el laboratorio con orientación predominante este puede tener un
perfil de ocupancia y alumbrado diferente al salón principal).
• Incluir extractores de gases aprobados por las normas vigentes para este uso en puntos estratégicos.
• Suministrar suficiente aire de ventilación como compensación a los extractores.
• Utilizar manejadora(s) de aire a prueba de corrosión (serpentín y gabinete) para acondicionar esta ala.
• El caudal y la continuidad de la ventilación es importante.
• Asegurarse que el diseño cumple con las normas de fuego y seguridad vigentes.
• Armonizar estrategias de control de fuego/humo con la instalación existente.

PAUTAS ESTIMATIVAS DE DISEÑO
• Valores de comprobación
• Datos de costos relativos
• Metas prácticas de diseño y fórmulas
• Método de diseño para cualquier sistema (cuadro)
• Aproximar rápidamente el diseño de un sistema 28 - 57
• Definir los costos instalados relativos de varios sistemas 33
• Definir los costos de operación relativos de varios sistemas 33
• Aproximar el consumo anual de energía para la calefacción 34
• Obtener el contenido calórico de varios combustibles 34
• Ubicar el consumo de energía del sistema de CVAA en el contexto del consumo total de energía del edificio 35
• Calcular eficiencias 37
• Encontrar fórmulas útiles y metas de diseño para:
o Cargas 38
o Sistemas de aire 44
o Sistemas de agua 54
• Seguir paso-a-paso un procedimiento universal para diseñar sistemas todo-aire, todo-agua, combinado aire-agua 57
y expansión directa
INTRODUCCION
Este capítulo contiene información que puede ser muy útil en la
preparación rápida de un diseño preliminar o en la revisión de posibles
alternativas.
La precisión en el diseño viene de la mano de una mayor complejidad y
mayor requisito de tiempo. La precisión tiene su lugar. El diseño y
construcción de cualquier edificio demanda atención técnica y legal
precisa. Sin embargo, es posible tomar decisiones razonables basadas
en buena información preliminar que por lo menos permita esbozar el
diseño de los elementos principales de un sistema.
Este capítulo, usado correctamente, le dará al lector en forma rápida la
información que le permita discutir inteligentemente con clientes,
contratistas o empleados sobre sistemas de CVAA, qué ofrece cada
uno de ellos para escoger el más apropiado dentro de los límites fijados
y saber lo que se podrá obtener con el sistema escogido.

Para el diseñador
Desde el punto de vista del diseñador, la respuesta a la pregunta sobre
la capacidad del sistema puede darse a dos niveles. La de mayor
precisión vendrá de un cálculo computarizado preparado
meticulosamente. Tal requisito no sólo es recomendable sino también
legalmente prudente y quizás hasta obligatorio si tal información va a
servir para sacar la obra a licitación, aprobar equipos o garantizar su
rendimiento o consumo.
La respuesta a un segundo nivel puede ser menos exacta pero
igualmente útil en otro punto del proceso. Las primeras decisiones sobre
el tipo de sistema y costos preliminares pueden hacerse para una carga
estimada de 32 Tons así como para una cuyo cómputo detallado revela
requisitos de 363,545 BTUH. El cómputo puede tomar horas o días
mientras que el estimado requiere escasos segundos o minutos.
Para el técnico de servicio
Los valores estimados permiten eliminar rápidamente el posible
subdimensionamiento como causa del problema que pueda presentar el
equipo tan bien como el cálculo detallado. Igualmente si la queja es
sobre el consumo, se puede comprobar si está dentro de las parámetros
señalados en este capítulo y si lo está, la falla está por otro lado; si no lo
está, entonces habrá que revisar el equipo.
Los niveles de precisión varían
Hay datos en este capítulo que son bastante específicos como por
ejemplo, los valores de cotejo indican que un auditorio de 25,000 pies
cuadrados requiere una capacidad de enfriamiento de aproximadamente
100 tons (25,000 p.c./250 p.c. por ton). En el cuadro de valores
aproximados de caudales de distribución de aire SCFM (enfriamiento) se
ve que un auditorio requiere aprox. 1.6 SCFM/pie cuadrado de área
acondicionada, o sea 40,000 SCFM para este ejemplo (1.6 SCFM/p.c x
25,000 p.c.) lo que representa 400 CFM/ton (40,000 CFM/100 ton). Otra
pieza de información específica es la de las Equivalencias de los
Combustibles donde vemos que un “Therm” representa un potencial de
100,000 Btu de calor pero a las eficiencias convencionales de los
equipos de calefacción (80% AFUE), solo se aprovechan 80,000 Btu.
Hay otros datos que son de orden general o relativo. Por ejemplo en la
gráfica en que se comparan los sistemas se observa que los sistemas
de caudal de aire variable (VAV) generalmente resultan más costosos
que otros con paquetes múltiples de caudal constante. El cuadro no da
la diferencia en $ porque el valor depende de muchas variables.
Déle una ojeada
Le invitamos a que dé una ojeada a los valores estimados en esta
sección y a usarlos para que le ayuden a contestar preguntas tales
como, es así?, es correcto?, funcionará?, vale la pena?, cuanto cuesta?,
deque tamaño? y muchas más.

VALORES DE COTEJO - ENFRIAMIENTO
(continua)
Tipo de Edificio Capacidad
(Pie cuadrado/Ton)
Luces/Equipo
(Vatios/Pie cuad)1
Personas
(Pie cuad./Persona)
Ventilación2
Apartamentos:
Areas para alquiler
Pasillos
450
550
1.0
2.0
600
-
0.35 cambios p. hora
pero no menos de
15 CFM/persona
Auditorios y Centros de reunión 250 (20 sillas/ton) 2.0 15 15 CFM/persona
Panadería/Pastelería3 225 6.01 80 20 CFM/persona
Bancos 230 4.01 30 15 CFM/persona
Barberías/Peluquerías 250 3.51 45 15 CFM/persona
Bares/Cantinas 100 1.0 20 30 CFM/persona
Baños (públicos)
Con secadores de aire caliente
Con toallas
200
400
8.01
2.0
50
50
50 CFM/w.c.
50 CFM/w.c.
Salones de belleza 180 5.01 45 25 CFM/persona
Boleras 250 (1.5 ton/carril) 2.5 40 25 CFM/persona
Tiendas de ropa (minorista) 280 2.0 50 0.30 CFM/pie cuadr.
Salas de computadoras 80 6.01 - 20 CFM/persona
Tiendas de descuento y por Depto.
Piso principal
Pisos superiores
300
380
2.0
2.0
35
50
0.30 CFM/pie cuadr.
0.20 CFM/pie cuadr.
Consultorios médicos
Salas de espera
Salas de exámen
330
380
2.0
2.0
30
50
15 CFM/persona
15 CFM/persona
Farmacias 250 3.01 50 15 CFM/persona

(continua)
(Pie cuadrado/Ton)
Luces/Equipo
(Vatios/Pie cuad)1
Personas
(Pie cuad./Persona)
Ventilación2
Educativo:
Aulas
Pasillos
280
350
2.0
2.0
20
-
15 CFM/persona
0.10 CFM/pie cuad.
Fábricas
Manufactura liviana
Manufactura media
Manufactura pesada
240
150
80
3.01
10.01
45.01
100
200
300
15 CFM/persona
Floristerías 250 3.01 125 15 CFM/persona
Casinos4 100 15.01 25 30 CFM/persona
Tiendas de regalos 300 2.0 50 15 CFM/persona
Tiendas de abarrotes 350 2.0 125 15 CFM/persona
Hospitales/Asilos para ancianos
Cuartos de pacientes
Pasillos
Salas de exámen/tratamiento
Salas de espera
300
400
300
330
1.5
2.0
3.01
2.01
100
-
50
30
25 CFM/person
0.05 CFM/pie cuadr.
15 CFM/person
15 CFM/person
Hotel/Motel/Dormitorios
Cuartos de huéspedes
Pasillos
Lobby/Areas públicas
500
560
220
1.0
2.0
2.0
150
-
30
30/cuarto
0.05 CFM/pie cuadr.
15 CFM/persona
Joyería 250 4.0 100 15 CFM/persona
Cocinas 180 12.01 100 15 CFM/persona
Bibliotecas y museos 280 3.01 80 15 CFM/persona

Notas:
No existe substituto para un cálculo de carga riguroso, sin embargo los valores de este cuadro ayudarán al lector a formarse una idea rápida de los
requerimientos de capacidad, iluminación, ocupancia y ventilación del proyecto. La capacidad considera la ocupancia y ventilación indicada.
1 La carga eléctrica incluye equipos como secadoras, cocinas, computadoras, etc.
2 Las tasas de ventilación han sido tomadas de la norma ASHRAE 62-1999
3 Los valores para la panadería/pastelería consideran que el area de venta/exhibición/servicio es 50% y el resto es cocina/hornos/preparación.
4 Los valores para el casino incluyen los requisitos de un pequeño restaurant y baños públicos.
5 El porcentaje del área vidriada es determinada en relación al área de todas las paredes exteriores de la residencia. Un valor típico para los EU es 15%
aunque muchas casas construidas bajo planos individuales pueden tener valores mas cercanos al 25%.
6 No debe incluirse el área de sótanos cuyas paredes quedan totalmente bajo nivel de tierra pues no aportan carga o ésta es insignificante.
(Pie cuadrado/Ton)
Luces/Equipo
(Vatios/Pie cuad)1
Personas
(Pie cuad./Persona)
Ventilación2
Oficinas
Un piso
Media altura
Rascacielos
Recepcion
350
400
450
350
3.01
3.01
3.01
2.0
150
150
150
50
20 CFM/persona
20 CFM/persona
20 CFM/persona
15 CFM/persona
Oficina de correos 280 2.0 30 15 CFM/persona
Residencias
15% area vidriada5
25% area vidriada5
7006
5506
1.51
1.51
400
400
0.35 cambios por
hora pero no menos
de 15 CFM/persona
Restaurants
Cocina
Servicio rápido-Atención/comedor
Comedor formal
180
150
250
12.01
3.251
3.251
100
30
30
15 CFM/persona
20 CFM/persona
20 CFM/persona
Zapatería 300 2.0 50 15 CFM/persona
Salas de fumar 100 1.0 20 60 CFM/persona

COSTOS COMPARATIVOS
1 Caudal Variable/Temperatura Variable, conocido también como VAV con desvío. Es un sistema que regula el caudal y la temperatura del aire suministrado a los
ambientes utilizando unidades de caudal de aire constante, compuertas de suministro y una compuerta de desvío.
2 Acondicionador de Aire Paquete Terminal
3 Bomba de Calor, Agua/Aire - Circuito “California”
El consumo relativo de energía está basado en el costo de operación no en el costo económico anualizado.
Ya que los costos son muy sensibles al tipo de edificio: su uso, costo de mano de obra, normas, costos de energía, clima, etc. esto valores genéricos deben
tomarse con mucha cautela. Las decisiones para un proyecto en particular deben provenir del estudio meticuloso de todas sus características y particularidades.
Los valores genéricos son útiles únicamente para análisis preliminares rápidos.

CAPACIDAD CALORICA DE ALGUNOS COMBUSTIBLES
Combustible Unidad Contenido (Btu) Eficiencia Típica(AFUE)1
Aprovechable (Btu)
Gas natural “Therm”=100pie cub 100.000 80% 80.000
Fuel Oil # 2 Galón 140.000 65% 91.000
Propano líquido (LP) Galón2 92.000 80% 73.600
Antracita (Carbón duro) Libra 13.000 Variable (50%) 6.500
Leña (Madera dura)3 Ton4 18.000.000 Variable (50%) 9.000.000
Pellas de madera Ton 16.000.000 Variable (50%) 8.000.000
Resistencia eléctrica Kw 3.412 100% 3.412
1
AFUE = “Annual Fuel Utilization Efficiency” - Eficiencia Anual de Utilización de la Energía
2
4,2 Lb/Galón o 0,238 Galón/Lb.
3
Variedades incluyen cerezo, roble, arce, haya, manzano y nogal.
4
Una tonelada = Una cuerda nominal (pila de 96” x 48” x 18”). Tres cuerdas nominales = 1 cuerda real (128 pie cub.)
CONSUMO ENERGETICO PROMEDIO PARA CALEFACCION
Tipo de Edificio Consumo Calórico (Btu/Año/pie cuad/o
F)1
Oficina 500
Tiendas Minoristas 370
Restaurants 475
Tiendas de Abarrotes 300
Panaderías/Pastelerías 110
Centros de Reunión 310
Hoteles/Moteles 575
Escuelas y Asilos de Ancianos 450
Hospitales 750
1
Diferencia entre temperaturas de diseño interior y exterior de invierno.

CONSUMO ELECTRICO POR CATEGORIAS
NOTAS: Valores son promedios típicos pero no deben utilizarse en lugar del análisis metódico de los requisitos del proyecto.
Los valores para el restaurant no son para casos en los que el uso de gas predomina en la cocina.

FORMULAS DE EFICIENCIA:
COP =
CONSUMO
BENEFICIO
EER =
( )
( )
VATIOS
CONSUMO
BTUH
BENEFICIO
COP = Coeficiente del rendimiento (beneficio y consumo en unidades idénticas)
EER = Eficiencia del uso de la energía en BTUH/Vatio (Aire acondicionado)
PUESTO QUE 1 VATIO (WATT) = 3.412 BTUH, POR LO TANTO: EER = COP x 3.412 O COP = EER/3.412
SEER = (AIRE ACONDICIONADO) EFICIENCIA DEL USO DE LA ENERGIA EN LA TEMPORADA CALIDA (BTU/WH)
HSPF = (BOMBA DE CALOR) EFICIENCIA DEL USO DE LA ENERGIA EN LA TEMPORADA FRIA (BTU/WH)
MIENTRAS EL EER Y COP SON MEDIDAS DE LA EFICIENCIA A LA CONDICION DE DISEÑO, SEER Y HSPF APROXIMAN LA EFICIENCIA DE
OPERACION DURANTE LA TEMPORADA COMPLETA
COP DE LA TEMPORADA (AIRE ACONDICIONADO) =
412
.
3
SEER
COP DE LA TEMPORADA (CALEFACCION) =
412
.
3
HSPF

METAS PRACTICAS DE DISEÑO Y FORMULAS
Condiciones Exteriores de Diseño:
Preferiblemente utilice solo información de fuentes confiables como ASHRAE (“The American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning Engineers, Inc.”) o
consulte con la estación meteorológica más cercana. Si se utiliza la información del libro “Fundamentals” de ASHRAE, en la gran mayoría de los casos bastará usar los
valores que no han sido sobrepasados en el 99,6% de las observaciones que corresponde con las columnas marcadas 99,6% en las condiciones de invierno y 0,4% en las
condiciones de verano.
Condiciones Interiores de Diseño:
Nota: Estos son solo valores referenciales que pueden variarse para ajustarlos a normas, preferencias del cliente o aplicación.
Verano*
Ambiente ocupado: Climas áridos: 75o
F BS/35% HR
Clima templado: 75o
F BS/50% HR
Clima tropical: 75o
F BS/55-60% HR
Ambiente desocupado: Apague el sistema o eleve el valor del punto de control del BS 5o
F a 15o
F (10o
F promedio)
Invierno*
Ambiente ocupado: 70o
F - 75o
F BS/HR no menos de 30%
Ambiente desocupado: Baje el punto de control del BS 5o
F a 15o
F (10o
F promedio)
* Consulte la norma de confort 55-1992 de ASHRAE para mayores detalles sobre otras posibles combinaciones de temperatura y
humedad. Para información más detallada consúltese el capítulo 3 de “ASHRAE 1999 Applications Handbook”.
Cargas de Enfriamiento y sus Componentes:
Pie Cuadrado/Ton de enfriamiento o carga: Ver valores típicos para la aplicación en el cuadro de Valores de Cotejo.
Aire Exterior de Ventilación: Ver valores bajo columna “Ventilación” en el cuadro de Valores de Cotejo, tomados de la norma 62-1999 de ASHRAE

Carga por Personas:
Actividad de oficinas: 24 personas/Ton
Actividad de restaurant: 20 personas/Ton
Actividad industrial: 12 personas/Ton
Iluminación y Equipos:
Vatios = voltios x amperes x factor de potencia (monofásico)
Vatios = voltios x amperes x factor de potencia x 1,73 (trifásico)
Kilovatio = 1.000 Vatios
BTU/Vatio = 3,412
BTU/Kilovatio = 3.412
Luces (BTUH):
Incandescentes = Vatios de lámpara x 3,412
Fluorescente - convencional = Vatios de la lámpara x 1,25 x 3,412
Fluorescente - alta eficiencia = Vatios de la lámpara x 1,20 x 3,412
Donde:
1,25 = Factor de pérdida del transformador común
1,20 = Factor de pérdida del transformador de alta eficiencia (se recomienda consultar con el fabricante pues hay
valores aún menores)
Estimativo del Consumo de Lámparas fluorescentes:
Eficiencia convencional: 40 vatios por tubo de 4 pies
80 vatios por tubo de 8 pies
10 vatios por pie de tubo
Alta eficiencia: 35 vatios por tubo de 4 pies
70 vatios por tubo de 8 pies
8.75 vatios por pie de tubo

EFECTO DEL METODO DE INSTALACION DE LAS LUMINARIAS Y MODO DE RETORNO EN LA CARGA DEL CUARTO
Configuración Temperatura en la cavidad del techo Referencia en % (CFM y CSC1)*
Luces empotradas en el cielo raso, retorno por conducto (valor de
referencia)
114,5oF 100
Luces empotradas en el cielo raso, retorno por el pleno encima del
cielo raso
86,5oF 79
Luces dentro del ambiente, retorno por conducto 91,0oF 112
Luces dentro del ambiente, retorno por el pleno encima del cielo raso 79oF 101
* CFM = Caudal a condiciones standard (SCFM) CSC = Carga Sensible del Cuarto
Valores basados en un último piso y 95oF temperatura de bulbo seco (BS) exterior
CARGAS TIPICAS DE ENFRIAMIENTO Y SU COMPOSICION
RESIDENCIA TIPICA OFICINA TIPICA
VIDRIO = 14% DEL AREA BRUTA DE PAREDES EXTERNAS VIDRIO = 30% , VENTILACION = 20CFM/PERSONA
CHICAGO, ILLINOIS

Puntos de Selección para Equipos Paquete y Split
TBHE Factor de Calor Sensible (FCS) SCFM/Ton
72 0,50 300
67 0,70 350
65 0,80 400
63 0,90 450
57 1,00 500
Notas:
• TBHE = Temperatura del bulbo húmedo de entrada al evaporador (oF)
• FCS =
to
enfriamien
de
total
Capacidad
to
enfriamien
de
sensible
Capacidad
• SCFM = Caudal volumétrico de aire standard (densidad de 0,075 lb aire seco/pie cúbico).
• Los valores del cuadro son típicos para una temperatura exterior de 95oF BS.
• Todo sistema opera mejor si los equipos se escogen para satisfacer ajustadamente las capacidades sensible y total del proyecto.
• Conforme se reduce el CFM, o se aumenta el TBHE, la capacidad latente representará un mayor porcentaje del total.
• Conforme aumenta el CFM, o disminuye el TBHE, la capacidad sensible representará un mayor porcentaje del total.
• Estas pautas son típicas para equipos paquete y dividido residencial y comercial. Consúltese los catálogos del fabricante para información mas
precisa.

Valores de Cotejo para Cargas de Calefacción:
A 20 CFM de ventilación/persona y 150 pie cuad./persona:
Q = 0,40 BTUH/pie cuad./oF
Q = 0,13 BTUH/pie cuad./oF (zona interior con techo al exterior)
Donde:
Q = Carga máxima de calefacción
oF = Diferencia de temperatura BS de diseño entre interior y exterior
Pie cuad. = Superficie del area acondicionada del edificio en pies cuadrados
A 15 CFM de ventilación/persona y 100 pie cuad./persona
A 15 CFM de ventilación/persona y 20 pie cuad./persona
Notas:
• No existe substituto para un estimado de la carga de calefacción preparado profesionalmente.
• La carga de calefacción incluye la transmisión por el techo, vidrio, paredes y aire de ventilación.
• Las variables principales que pueden afectar estos valores incluyen:
− Relación del perímetro al área de planta (mayor relación de área de planta, menor la carga)
− % del aire de ventilación
− Resistencia térmica de las áreas del contorno exterior del edificio (paredes, ventanas, techo)
− % del área vidriada
− Densidad ocupacional (efecto en el aire de ventilación)
!" Areas internas ocupadas e iluminadas tienen una carga de enfriamiento todo el año.
!" La operación durante el ciclo no-ocupado es normalmente sin ventilación a no ser que sea requerido para la dilución de contaminantes o la presurización de los
espacios acondicionados.

ELEMENTOS DE LA CARGA DE CALEFACCION RESIDENCIAL

Guías para el Diseño del Sistema de Aire:
Temperatura del aire en el difusor de suministro del sistema de aire acondicionado:
55o
F a 60o
F BS (generalmente debe aumentarse este valor para mantener mayores valores de HR en el cuarto)
Temperatura del aire en el difusor de suministro del sistema de calefacción:
Resistencia eléctrica 90o
F a 110o
F
Bomba de calor 85o
F a 100o
F
Serpentín de vapor o agua caliente 100o
F a 140o
F
Fuego directo, eficiencia standard 110o
F a 140o
F
Calefactor a gas, alta eficiencia 90o
F a 130o
F
CFM/Ton de enfriamiento (condiciones típicas de confort):
375 a 425
CFM/pie cuad. de piso (sistemas todo-aire):
0,50 a 1,0 (consulte normas del lugar y fije los topes en las cajas de zona para mantener requisitos mínimos de aire exigidos)
CFM/pie cuad. de piso (sistemas aire-agua de inducción)
0,20 a 0,35 (aire primario solamente, circulación total varía pero es aproximadamente 2 a 3 veces mayor que la primaria)

SUMINISTRO APROXIMADO DE AIRE - SCFM (AIRE ACONDICIONADO)
Aire Primario por Zona, SCFM/Pie Cuad. (por orientación)
Tipo de Edificio
Este/Sur/Oeste Norte Interior
Apartamentos
Suites para alquiler
Corredores
1,0
-
0,6
-
-
0,7
Auditorios y Centros de reunión 1,6
Panaderías 1,8
Bancos 1,8
Peluquerías/Barberías 1,6
Bares/Cantinas 4,0
Baños (públicos)1
Con secadoras eléctricas (2)
Con toallas
-
-
-
-
2,0
1,0
Salones de belleza 2,2
Boleras 1,6
Tiendas de ropa (minorista) 1,6 1,4 1,2
Salas de computadoras 7,5
Tiendas por departamento y de descuento
Planta principal
Pisos superiores
1,6
1,3
1,5
1,1
1,2
0,9
(continua)

(continua)
Tipo de Edificio
Consultorios médicos
Salas de espera
Salas de exámen
1,2
1,0
Farmacias 1,6
Facilidades educativas
Aulas
Pasillos
1,6
-
1,3
-
1,2
1,2
Fábricas
Manufactura liviana
Manufactura media
Manufactura pesada
1,7
2,7
5,0
Floristerías 1,6
Casinos, Salones de juego 4,0
Tiendas de regalos 1,3
Tiendas de abarrotes 1,3 1,1
Hospitales/Asilos de ancianos
Salas de pacientes
Pasillos
Salas de exámen/tratamiento
Salas de espera
1,4
-
-
1,5
1,2
-
-
1,3
-
1,0
1,3
1,0

Los caudales de aire quedan sujetos a cambio dependiendo de las cargas internas, normas del lugar, preferencias del diseñador y
el criterio de selección del sistema de aire acondicionado.
1
Asegúrese que se cumplen las normas que fijan los valores mínimos de extracción. Los valores indicados para los baños
consideran que éstos se mantendrán a la temperatura de diseño del edificio.
2
El porcentaje se refiere al área vidriada en relación con la superficie total de las paredes exteriores- 15% es típico, 25% es
generoso (suele darse en casas construidas bajo pedido).
Tipo de Edificio
Hoteles/Moteles/Dormitorios
Cuartos de huéspedes
Pasillos
Lobby/Areas públicas
1,0
-
2,0
0,7
-
1,8
-
0,7
1,7
Joyerías 1,6
Cocinas 2,2
Bibliotecas y museos 1,7 1,3 1,2
Oficinas
Un piso
Altura mediana
Rascacielos
Recepción
1,5
1,3
1,2
-
1,2
1,0
1,0
-
1,0
0,8
0,8
1,2
Oficinas de correos 1,4
Residencias2
15% vidrio
25% vidrio
0,6
0,8
Zapaterías 1,3
Salas de fumar 4,0

Términos y Fórmulas para Sistemas de Aire:
B.F. =
ADP
BSE
ADP
BSS
T
T
T
T
−
−
Donde:
B.F. = Factor de desvío del serpentín de enfriamiento ( 1,0 - factor de contacto)
TBSS = Temperatura del bulbo seco del aire saliendo del serpentín de enfriamiento
TBSE = Temperatura del bulbo seco del aire entrando al serpentín de enfriamiento
TADP = Temperatura del punto de rocío del serpentín de enfriamiento, también llamada temperatura efectiva de la superficie
del serpentín. En la carta sicrométrica es el valor de la temperatura obtenido en la intersección de la línea de saturación con
la extensión de la línea de proceso del serpentín que es la línea recta que une los puntos que representan las condiciones de
entrada y salida del aire.
TBSS = TBSE -
AD
CFM
x
sensible
capacidad
10
,
1
Donde:
CFMAD = CFM standard de aire deshumedecido por el serpentín de enfriamiento
También:
hAS = hAE -
AD
CFM
x
to
enfriamien
de
total
capacidad
5
,
4
Donde:
hAS = entalpía del aire a la salida del serpentín de enfriamiento (BTU/Lb de aire seco)
hAE = entalpía del aire a la entrada del serpentín de enfriamiento (BTU/Lb de aire seco)
Y:
grAS = grAE -
AD
CFM
x
latente
capacidad
69
,
0

Donde:
grAS = relación de la humedad del aire a la salida del serpentín en granos de agua/lb.de aire seco (1 libra = 7,000 granos)
grAE = relación de la humedad del aire a la entrada del serpentín en granos de agua/lb.de aire seco
Ecuaciones Básicas de Aire Acondicionado (unidades inglesas):
CT = 4,5 x CFM x ∆h
CS = 1,10 x CFM x ∆t
CL = 0,69 x CFM x ∆gr
Donde:
CT = Calor total (BTUH)
CS = Calor sensible (BTUH)
CL = Calor latente (BTUH)
CFM = Caudal volumétrico de aire standard (pies cúbicos/minuto)
∆h = hAE - hAS , entalpía del aire de entrada - entalpía del aire de salida (BTU/Lb de aire seco)
∆t = tBSE - tBSS , temperatura del bulbo seco de entrada - temperatura del bulbo seco de salida (o
F)
∆gr = grAE - grAS , granos de humedad en el aire de entrada - granos de humedad en el aire de salida (granos de humedad/Lb
de aire seco)
Aire standard = aire húmedo a presión atmosférica standard (29,921” Hg) con una densidad de 0,075 Lb (aire seco)/pie
cúbico
Derivación de los valores de las constantes:
Constante del Calor Total = 60 min/hora x 0,075 Lb.a.s./pie cub = 4,5 min.Lb.a.s./hora.pie cub.
En la cual:
60 minutos/hora convierte el caudal volumétrico de aire standard (SCFM) a SCFH (pie cúbico/hora)
0,075 Lb (a.s.)/pie cub. convierte el caudal volumétrico a caudal de masa (Lb de aire seco) por hora cuando se lo multiplica
por SCFH

Constante del Calor Sensible = 60 min/hora x 0,075 Lb.a.s./pie cub x 0,244 BTU/Lb.a.s.o
F = 1,10
En la cual:
0,075 Lb (a.s.)/pie cub. convierte el caudal volumétrico a caudal de masa (Lb de aire seco) por hora al multiplicarlo por SCFH
0,244 calor específico del aire húmedo (CpAH) formado por el CpA del aire seco más el CpH del vapor de agua contenido en la
mezcla
A condiciones standard:
CpA = 0,24 BTU / o
F . Lb. aire seco - Calor específico del aire seco
CpH = 0,45 BTU / o
F . Lb. vapor de agua - Calor específico del vapor de agua
W = Relación de humedad en Lb. de agua / Lb. aire seco. Este valor varía con la cantidad de humedad. En el aire
acondicionado se ha standardizado a 0,01 Lb. de agua / Lb. de aire seco que corresponde aprox. con 75o
F / 50%. Este factor
establece la contribución del vapor de agua.
CpAH = CpA + CpH x W
CpAH = 0,24 BTU / o
F.Lb.a.s. + ( 0,45 BTU / o
F. Lb. vapor de agua x 0,01 Lb. vapor de agua / Lb.a.s. ) = 0,244 BTU /
o
F.Lb.a.s.

Constante para el Calor Latente = 60 x 0,075 x (1076 / 7.000) = 0,69
En la cual:
0.075 Lb (a.s.)/pie cub. convierte el caudal volumétrico a caudal de masa (Lb de aire seco) por hora al multiplicarlo por SCFH
1076 BTU/Lb.agua - energía disipada por la condensación de la humedad. Corresponde aproximadamente a la entalpía del
vapor de agua a 75o
F BS / 50% HR menos la entalpía del condensado a aproximadamente 50o
F que se consideran
representativas de las condiciones en el serpentín de enfriamiento
Guías para el Diseño de los Conductos:
Sistemas de baja velocidad
Aplicación Velocidad Máxima (Pies / Min)
Residencias 600
Teatros, Iglesias, Auditorios 800
Apartamentos, cuartos de hotel o de
pacientes
1.000
Oficinas, Bibliotecas 1.200
Tiendas, Restaurants, Bancos 1.500
Cafetería 1.800
Sistemas de alta velocidad:
Troncal : 2.000 a 4.000 pies / min.
Ramal : 3.500 a 5.000 pies / min.
Alimentación a terminal : ≤ 2.000 pie / min.

Materiales para la fabricación de conductos:
!"Lámina metálica galvanizada (rectangular, redondo, ovalado)
!"Cinta metálica en espiral (redondo con junta externa continua en espiral)
!"Planchas de fibra de vidrio
!"Planchas rígidas de fibra de vidrio (secciones prefabricadas)
!"Fibro-cemento (transite)
!"Conducto flexible metálico (redondo)
!"Conducto flexible de vinilo reforzado con alambre metálico en espiral, aislado con fibra de vidrio (redondo)
Multiplicadores de pérdida por fricción:*
!"Lámina galvanizada lisa: 1,0
!"Planchas rígidas de fibra de vidrio (prefabricado): 1,0
!"Planchas de fibra de vidrio: 1,32
!"Forro interior de fibra de vidrio (cubierto con película lisa): 1,32
!"Forro interior de fibra de vidrio (superficie rociada): 1,90
!"Conducto flexible de metal (carrera recta): 1,60
!"Conducto flexible de espiral metálico cubierto con vinilo (carrera recta): 3,2
*Valores típicos. Consulte la información del fabricante para mayor precisión.
Nota: Las pérdidas del conducto flexible aumentan dramáticamente si se aplasta o no se lo instala recto.

Propiedades de los Ventiladores:
Curva del sistema de aire (gráfica de caudal en CFM vs Pérdida Estática en “ c.a.):
PE2 = PE1 x (CFM2 / CFM1 )2
Donde:
PE = Pérdida estática del sistema de aire (pulg. de columna de agua - “ c.a.)
Subíndice 1 = Condición inicial conocida
Subíndice 2 = Requerimientos de una condición nueva desconocida o deseada
Nota: Supone que no se producen cambios en el sistema ni en las propiedades del aire (densidad).
El ventilador operará siempre en el punto de intersección de su curva y la curva del sistema que sirve.
CFM del ventilador (tipo y tamaño del ventilador y densidad del aire constantes):
CFM2 = CFM1 x (RPM2 / RPM1)
Presión estática del ventilador (tipo y tamaño del ventilador y densidad del aire constantes):
PE2 = PE1 x (CFM2 / CFM1)2
= PE1 x (RPM2 / RPM1)2
Donde:
PE = Presión estática del ventilador (“ c.a.)

Potencia al freno (BHP) del ventilador (tipo y tamaño del ventilador y densidad del aire constantes):
BHP2 = BHP1 X (CFM2/CFM1)3 = BHP1 x (RPM2/RPM1)3
BHP = Potencia al freno (Potencia requerida en la flecha del ventilador)
MHP = Potencia (HP) del motor (Potencia aprovechable en la flecha del motor)
MHP = BHP (ventiladores de acople directo)
MHP = BHP x Factor de pérdida de la transmisión (ventiladores con transmisión) - Este factor se toma típicamente como 1.05 pero puede ser mayor en
ciertas transmisiones.
Fórmulas y Metas de Diseño para Sistemas de Agua:
• Temperatura de suministro típica para el agua fría: 44oF a 45oF (44oF - ARI 550/590-1998)
• Diferencial de temperatura típico del circuito de agua fría, ∆t: 10oF a 12oF
• Caudal de agua fría típico en GPM / Ton de capacidad: 2.0 (∆t=12oF) a 2.4 (∆t=10oF) (2.4 GPM/Ton - ARI 550/590-1998)
• Temperatura de suministro típica para el agua caliente: 140oF a 180oF (generalmente reposicionado a un valor menor a carga parcial)
• Diferencial típico de temperatura del circuito de agua caliente ∆t : 20oF a 40oF
• Temperatura de suministro típica para el agua de condensación (de torre de enfriamiento): 85oF (ARI 550/590-1998)
• Caudal de agua de condensación típico en GPM / Ton de capacidad de enfriamiento (refrigeración mecánica): 3.0 (ARI 550/590-1998)
• Diferencial de temperatura típico del circuito de agua de condensación ∆t: 10oF (varía según la eficiencia del enfriador)
• Diferencial de temperatura típico del circuito de agua de condensación (equipo de absorción de etapa simple) ∆t: 17oF
• Caudal de agua de condensación típico en GPM / Ton de capacidad de enfriamiento (equipo de absorción de etapa simple): 3.6

Capacidad o carga (BTUH) = 500 x GPM x ∆t x δ
Donde:
500 = constante para agua : 60 (min/hora) x 8,34 (Lb./galón de agua) @ 60oF
GPM = Caudal de agua en Galones Por Minuto
∆t = Diferencial de temperatura del agua (°F)
o = Gravedad específica para la temperatura promedio del agua. Para temperaturas menores a 60oF considérese δ = 1.0
Capacidad del enfriador o “chiller” en tons = (GPMAF x ∆tAF) / 24
GPMAF = Caudal de agua fría (GPM).
∆tAF = Diferencial de temperatura (°F) entre entrada y salida del agua fría.
Capacidad nominal de la torre de enfriamiento en tons de enfriamiento del equipo de aire acondicionado = (GPMT x ∆tT) / 30
GPMT = Caudal de agua (GPM) enfriado por la torre de enfriamiento.
∆tT = Diferencial de temperatura (°F) entre entrada y salida del agua de la torre de enfriamiento.
Nota: Válida únicamente para torres usadas con equipos de aire acondicionado de compresión mecánica. Para torres de enfriamiento
instaladas con unidades de absorción, el valor del divisor aumenta a aproximadamente 44 (absorción de etapa doble) ó 60 (absorción de etapa
simple). Para una selección correcta de la torre consulte con el fabricante de la torre o de la unidad de absorción.
Pautas para el Diseño de Circuitos cerrados de agua (fría o caliente) - Tubos calibre 40:
• Mantener una velocidad mayor a 1.5 pie / seg. para asegurar el arrastre de las burbujas de aire que se puedan formar.
• Tubos de 2” o menos: velocidad máxima de 4 pie / seg. siempre que la pérdida de presión no exceda 10 pie c.a./ 100’ de largo equivalente de
tubería.
• Tubos mayores a 2”: pérdida máxima de 4’ c.a./ 100’ de largo equivalente, sin exceder la velocidad de 15 pie / seg. para evitar la erosión y ruido.
Pautas para el Diseño de Circuitos abiertos de agua (condensación / torre) - Tubos calibre 40:
• No exceder pérdida de 10’ c.a./ 100’ de largo equivalente ni velocidad de 15 pie / seg., la que se alcance primero.

Bombas:
Curva del sistema de agua:
PERDIDA2 = PERDIDA1 x (GPM2 / GPM1)2
Donde:
PERDIDA = Resistencia por fricción a la circulación del agua (pie c.a.).
Sub-índice 1 = Condición inicial conocida (pérdida y caudal)
Sub-índice 2 = Condición desconocida (pérdida con otro caudal circulando por el mismo sistema)
La bomba operará siempre en el punto de intersección de su curva y la curva del sistema que sirve.
Bombas en serie:
Para alcanzar grandes alturas de bombeo. Se suman las alturas de bombeo (pie c.a.) a un mismo valor de caudal (GPM).
Poca variación de caudal al arrancar o parar las bombas.
Bombas en paralelo:
Para alcanzar mayores variaciones de caudal. Se suman los caudales a un mismo valor de altura de bombeo. Mayor
variación de caudal al arrancar o parar bombas.

EL PROCESO DE DISEÑO DEL AIRE ACONDICIONADO
Simplifique sus Conceptos
Posiblemente hay tantas variantes en los diseños de sistemas de
aire acondicionado comercial como diseñadores. Si su estudio
centra la atención en estas variantes se convertirá en una labor
sumamente compleja. Por otro lado si reconoce y enfoca la atención
en los elementos comunes que comparte con otros sistemas, se
simplifica la labor. La mayoría de los diseños son variantes de unos
pocos sistemas que pueden llamarse únicos. En el capítulo de
Sistemas se presentaran 11 sistemas únicos con su descripción
genérica, diagramas, esquemas, virtudes y defectos, y posibles
variantes. Los conceptos básicos de diseño para todos estos
sistemas, incluyendo sus variantes, son básicamente iguales. En el
diagrama de flujo del proceso de diseño al final de esta sección, se
sintetiza la información para que resalten los conceptos universales
básicos de diseño que comparten los sistemas de aire, agua y
expansión directa en sus diferentes etapas.
Mantenga el Enfoque
La secuencia de diseño es común para todos los sistemas
comerciales de aire acondicionado. Si se lo entiende bien será muy
útil para asegurar que la atención y esfuerzo no se desviará hacia
detalles que consuman tiempo y aporten poco para alcanzar la meta
de un diseño funcional que llene las expectativas del propietario y de
los usuarios. El diseño es un proceso que tiene muchos detalles los
cuales deben integrarse para que el sistema opere armoniosamente,
pero cuando se entran a ver estos detalles se corre el riesgo de
perderse en un laberinto dedicándole más tiempo del necesario lo
que significa menos tiempo para las partes substanciales del
sistema. El diagrama de flujo al final de esta sección fue preparado
para servir de brújula y mapa para evitar que se pierda el camino
además de ayudar a reconocer los elementos esenciales del diseño
de lo que pueden ser detalles o refinamientos.
Más Allá del Diseño Básico
El diagrama de flujo que sigue es naturalmente sólo un esqueleto al
que, con estudio, tiempo y práctica, el lector le podrá agregar los
conocimientos y experiencias adquiridos en seminarios, cursos,
material escrito, etc. hasta convertirla en una herramienta de trabajo
para sus necesidades específicas.
Síntesis
El proceso empieza a la izquierda del diagrama de flujo donde se
muestran las decisiones que deben tomarse inicialmente. Estas
decisiones iniciales tienen que ver con la selección del tipo de
sistema que mejor se ajusta a los requisitos y limitaciones del
proyecto, los equipos requeridos y su distribución en el proyecto,
tomando en consideración sus tamaños, servicios que requieren y
otras características limitantes. Los tres procesos que aparecen a la
derecha describen los pasos que deben seguirse para zonificar
sistemas de aire, agua y expansión directa. Para sistemas
combinados se tendría que combinar los pasos descritos. Por
ejemplo, para un sistema combinado aire-agua se combinarían los
pasos descritos bajo el sistema de aire con los descritos bajo el
sistema de agua.
Los tres procesos tienen tareas comunes tales como determinar las
condiciones sicrométricas del aire a circular por los espacios
acondicionados ya que ése es el objetivo primordial de todo sistema
de aire acondicionado; la diferencia está en la forma como lo hace
uno y otro y dónde ocurre el cambio de las condiciones sicrométricas
lo cual establece el tipo de equipos, incluyendo terminales, serán
requeridos para zonificar satisfactoriamente los espacios
acondicionados. Es claro que todas las decisiones deben tomarse
cuidando de mantener un equilibrio entre las expectativas de confort
y los costos.

Una vez se han delimitado las zonas, se preparan los estimados
de carga de aire acondicionado y calefacción por zona. Se
escogen y se ubican los equipos o terminales con las
capacidades necesarias para neutralizar las cargas computadas
de cada zona; el tipo de equipo que se escoja: aire, agua o
expansión directa, dependerá del sistema que se haya
determinado como el más apropiado para satisfacer las
características del proyecto o preferencias del cliente.
Un cuadro que muestre tabularmente todos los equipos
seleccionados facilitará el trabajo posterior de diseño así como el
de cotización, instalación e inspección.
Los sistemas todo aire circulan grandes caudales de aire por
conductos que lo conducen entre el equipo y los espacios
acondicionados. Estos a su vez utilizan agua fría o refrigerante
que circula por cañerías para enfriar y deshumedecer el aire. El
espacio solo recibe aire frío para su acondicionamiento.
Los sistemas todo agua utilizan un mínimo de conductos ya que
las terminales que acondicionan el aire se ubican dentro de los
ambientes acondicionados y reciben directamente el agua fría.
Los sistemas de expansión directa requieren la circulación de
refrigerante. Los equipos para usarse en estos sistemas
generalmente vienen parcial o totalmente armados en fábrica.
Una vez distribuidos los equipos, se procede a la determinación
de las pérdidas tanto en los conductos como en las tuberías. Las
pérdidas de los conductos se toman en cuenta en la selección de
los ventiladores de los acondicionadores de aire. Las pérdidas en
las tuberías de agua hacen posible la selección de las bombas.
En el caso de los sistemas de expansión directa las pérdidas en
las tuberías de refrigerante penalizarán la capacidad y eficiencia
del compresor.

EDIFICIOS
• Oficina de Fábrica
• Hotel Rascacielo
• Restaurant de Servicio Rápido
• Usar los planos de planta e isométricos así como la carga y datos de los tres edificios como punto de partida para 62 - 65
demostrar como diseñar proyectos en talleres de trabajo 90 - 93
100 -113
• Asociar los tres tipos de edificios con sistemas típicos:
− Oficina de fábrica 66 - 89
− Hotel rascacielo 95 - 109
− Restaurant de servicio rápido 115 - 121
• Demostrar el diseño de un sistema escogiendo cualquiera de los 12 ejemplos que cubren: 66 - 121
− Diseños de aire y agua con terminales
− Explicación del diseño
− Virtudes y defectos del sistema
• Comparar varios sistemas para el mismo edificio 66 - 121
INTRODUCCION
El objetivo de este capítulo es ayudar al lector a formarse una
idea clara de algunos tipos de edificios representativos y
relacionarlos con los sistemas de CVAA comúnmente utilizados
para acondicionarlos.
Puesto que existen diversas formas de acondicionar un edificio
se señalan varios sistemas pero estos son tan solo una pequeña
muestra. La selección del sistema es como una negociación
pues no hay sistema que lo tenga todo. La lista de virtudes y
defectos muestra los pros y los contra de cada sistema descrito.
Los esquemas y dibujos de planta agregan una dimensión visual
a las comparaciones.
Los esquemas están al lado de los comentarios para facilitar su
comprensión y dirigir la atención del lector a los aspectos más
sobresalientes del diseño que lo hacen único.
Para el diseñador
Use la lista de las ventajas y defectos para identificar los
aspectos más importantes del sistema y de su diseño para
determinar cuan bien se ajustan a las necesidades particulares
del mercado que sirve.

Compare las ventajas de los sistemas y manténgalas en
mente para usar la información cuando se presente la
oportunidad de examinar un proyecto nuevo. Los
esquemas típicos y comentarios de este trabajo pueden
servir de muestra para decidir como zonificar los espacios.
Si no se ha trabajado con un sistema por mucho tiempo,
puede también servir para refrescar la memoria en forma
rápida.
Para el Técnico de Servicio
El técnico versado en las ventajas y limitaciones de los
diferentes sistemas estará en mejor posición para
diagnosticar problemas o fallas. Los diagramas y
comentarios, incluidos en este trabajo permiten la
comprensión rápida del funcionamiento del sistema.
Además, el listado de los defectos podrá identificar para el
lector cuales son las situaciones que potencialmente
pueden ser más problemáticas por las limitaciones propias
del sistema. Problemas operacionales que tienen su causa
en alguna limitación propia del sistema no son fallas del
equipo y no es de esperar que el técnico las logre “reparar”
pues el remedio es un rediseño o modificación.
Recuerde las Normas
Los sistemas utilizados en los tres tipos de edificios no son
nada mas que una muestra y no significa que son los
únicos que se puedan usar ya que hay muchos otros más.
Por otro lado, es posible que algunos de los sistemas que
se muestran no puedan utilizarse en todas partes por las
limitaciones de normas locales que lo prohiben o hacen su
uso extremadamente caro debido a los requisitos exigidos.
Por ejemplo, normas de ventilación muy exigentes puede
limitar el uso de algunos de los sistemas en algunas de las
aplicaciones que se muestran. Puede hacerse necesario el
uso de un sistema adicional para cumplir con los requisitos
de ventilación de la norma pero esto aumentará su costo
inicial haciéndolo quizás menos atractivo .
Para el Instructor
“Aprender por la práctica” es un excelente método pero
requiere de mucho tiempo para ver los resultados. Este
trabajo ha sido preparado para que el estudiante ponga en
práctica sus conocimientos y adquiera destreza en su
manejo.
Una de las tareas que consume mas tiempo es la
preparación de ejemplos a usarse en las sesiones pues
debe contener planos arquitectónicos con suficiente detalle
e información que permita su uso para hacer los cálculos
de carga, ubicación de equipos, etc. Este trabajo está ya
hecho para tres edificios y presenta soluciones de varios
posibles sistemas de aire acondicionado con comentarios
de cuan adecuado es uno y otro. Alivia el trabajo al
instructor para que este pueda dedicar ese tiempo a otros
menesteres que mejoren su programa.
Permite al estudiante poner en práctica sus conocimientos
y capacidad analítica para comparar su trabajo con las
respuestas y soluciones que aparecen en el texto. Facilita
discusiones de grupo en las que se analizan las respuestas
de los miembros del grupo y lo expuesto en el texto para
promover una mayor compresión del tema.

OFICINA DE FABRICA

OFICINA DE FABRICA
DATOS
Dimensión exterior: Luces:
100´x 60´x 12´´ de altura 2.0 w/pie cuad. Fluorescente empotradas
Altura de cielo raso: Misceláneos eléctricos:
9´0” 0.5w/pie cuad
Peso: Vidrio:
Edificio y paredes: mediano Doble con cortinas de peso mediano
Techo: liviano
Color: Valores de U (transmisión):
Paredes y techo mediano Paredes 0.08
Techo 0.08
Uso: Entrada 1.0(puerta de vidrio)
12 hr de operación Particiones 0.15(almacen)
Temperaturas de diseño: Ocupancia
75°F (verano) 64 personas
70°F (invierno)
55°F almacen (invierno) Aire exterior de Ventilación:
20 CFM / persona
Servicio eléctrico:
230V-3 -60HZ Infiltración:
0.03 CFM / pie cuad. (calefacción)
Otros servicios:
Gas natural

RESUMEN DE LAS CARGAS
OFICINA DE FABRICA
RESUMEN DE LA CARGA DE ENFRIAMIENTO POR ZONA
CARGA BLOQUE DE ENFRIAMIENTO
Localidad: Newark, New Jersey
Latitud: 41o Norte
Elevación: 11 pies
Exterior (TE): 93 / 74oF V.D.= 20oF
Interior: 75oF / 50% HR
CARGA BLOQUE DE CALEFACCION
Exterior: 10oF
Interior: 70oF
DATOS DEL SISTEMA DE AIRE
Temperatura en las Bocas de Suministro (to):
• Verano: 58,5°F
• Invierno: 110°F
Serpentín de Enfriamiento:
Temp. Entrada Aire (tEA) = 81,5 / 66oF
* Datos para un sistema Todo - Aire Carga Total (CT) = 193.270 BTUH
Carga Sensible (CS) = 161.286 BTUH
Carga Latente (CL) = 31.984 BTUH
CFM Aproximado Requerido = 5.600
Ventilación
Zona
#
Hora de la
Carga Pico
Temp.
Aire Ext.
(BS / BH)
(oF)
Número
de
Personas
Carga Pico
Sensible
de la Zona
(BTUH)
Carga
Latente
(Personas) CFM
Carga Total
(BTUH)
1 Julio, 9am 82 / 71 12 12.360 2,460 240 7.236
2 Julio, 9am 82 / 71 2 5.760 410 40 1.206
3 Sep., 10am 79 / 68 2 9.240 410 40 756
4 Oct., 2pm 78 / 66 10 26.520 2,050 200 2.340
5 Sep., 3pm 89 / 71 2 8.280 410 40 1.188
6 Julio, 4pm 93 / 74 6 19.680 1,230 120 5.076
7 Julio, 4pm 93 / 74 30 37.080 6,150 600 25.380
*Bloque Julio, 4pm 93 / 74 64 101.195 13,120 1.280 53.197

OFICINA DE FABRICA
“VAV” - TERMINALES CON COMPUERTA INTEGRAL
VENTAJAS
• Buena eficiencia del compresor a carga parcial
• Reducción del consumo de energía del ventilador del evaporador a carga
parcial (mayor parte del tiempo)
• Reducción del consumo del compresor con economizador por aire exterior
• Diversificación reduce la capacidad requerida del sistema total
• Buena capacidad latente a carga parcial
• Control modulante de la capacidad
• Facilita ventilación de calidad
• Permite mayor calidad en el filtrado del aire
• Menor nivel de ruido del sistema en los ambientes acondicionados
• Mejor apariencia en los ambientes acondicionados
• No requiere área de piso rentable (cuando la calefacción, si es necesaria,
se la suministra también desde arriba)
• Larga expectativa de vida útil
• Permite control individual económico de pequeñas área
• Pocos elementos que requieren servicio rutinario
• Pocos puntos de alimentación eléctrica
• No requiere mantenimiento dentro de las áreas acondicionadas
• Controles integrales alimentados por el propio sistema eliminan la necesi-
dad de comprar e instalar controles externos en los ambientes
• Conducto de diseño simple
• Menor peso del conducto debido a las posibilidades de mayores velocida-
des de aire y que las terminales pueden alimentarse en serie
DESVENTAJAS
• Mayor costo instalado
• Menos justificable por costo en zonas de gran área. Puede
considerarse el uso de cajas VAV en tales áreas
• Requiere sistema de calefacción aparte
• Mayor espacio encima del cielo raso para paso de conductos e
instalación de terminales
• Conducto de suministro de alta velocidad debe ser hermético
• Si se fijan caudales mínimos de aire, puede ocurrir que ciertos
espacios reciban enfriamiento y calefacción simultáneamente
• Elementos del sistema deben ser apropiados para uso en “VAV”
• Accesorios del ventilador y controles deben estar diseñados para uso
en este sistema para una operación correcta y eficiente
• Su diseño requiere mayores conocimientos que los sistemas más
convencionales como los paquetes y otros
• No cuenta con capacidad de reserva, si ocurriese una falla del equipo

“VAV” TERMINALES CON COMPUERTA INTEGRAL*

COMENTARIOS AL SISTEMA
“VAV” - TERMINALES CON COMPUERTA INTEGRAL
• Cada terminal VAV incluye el elemento que modula el caudal de aire, un difusor y los controles necesarios.
• Con el fin de “standarizar” el diseño todos los difusores indicados son de dos vías pero también están disponibles en una vía.
• Cada terminal puede ser una zona independiente de control si se le agregan los elementos de control requeridos. En el ejemplo, todas las zonas, excepto la # 5,
incluyen por lo menos una terminal “esclava”. La unidad “esclava” recibe su señal de control de la terminal con termostato en el mismo ramal del conducto. La terminal
“esclava” no tiene el costo adicional del paquete de control.
• La calefacción durante los “ciclos ocupados” se logra con calentadores eléctricos de zócalo, vapor o agua caliente (ejemplo), pero también es posible hacerlo con un
sistema instalado sobre el cielo raso (que no muestra el ejemplo). Las zonas para calefacción y aire acondicionado deben ser las mismas. La coordinación del control
de aire acondicionado y calefacción lo efectúa el control de la terminal.
• Se pueden fijar caudales (CFM) mínimos en las terminales para mantener la ventilación y circulación apropiada del aire a las cargas parciales de enfriamiento en cada
ambiente. Cuanto mayor es el valor mínimo que se fije, menor la temperatura a la que llegará el ambiente a carga parcial o, si se busca mantenerla constante, mayor
el desperdicio de energía debido al enfriamiento y calefacción simultáneos que entonces ocurrirá. Los valores de caudal mínimos típicos están alrededor de 10-30%
del valor de diseño. Consúltese las normas locales.
• Cada zona perimetral del aire acondicionado requiere tener su zona propia de calefacción para operar satisfactoriamente en los “ciclos ocupados”. Las zonas internas
(zona 7) requerirán enfriamiento siempre que estén ocupados y tengan las luces encendidas; por lo tanto el sistema debe ser capaz de suministrar enfriamiento todo
el tiempo. La alternativa podría ser separar en sistemas propios la(s) zona(s) con requisitos muy diferentes para así reducir el consumo de energía y simplificar el
control de cada uno de ellos.
• Un economizador controlado por entalpía del aire podrá enfriar los ambientes “gratis” cuando la temperatura exterior descienda debajo de aprox. 58oF reduciendo el
costo de enfriamiento durante muchas horas de operación aún encima de 58oF. El economizador reduce la penalidad de tener que calentar los caudales mínimos de
aire para las zonas que precisan calefacción en el “ciclo ocupado”. Cuesta menos calentar el aire exterior que recalentar aire recirculado previamente enfriado.
• El suministro de calefacción fuera de las horas de ocupación es posible si la unidad central que sirve al sistema dispone de gas o resistencias eléctricas. Los controles
de las terminales permite la inversión del ciclo de control para controlar los caudales de aire caliente de la calefacción.
• Las terminales del ejemplo permiten el paso del aire a través de ellas para alimentar aire a las terminales más alejadas lo que las convierte también en “pedazos” de
conducto de 4’ de longitud reduciendo en esta medida el costo del conducto además de eliminar la necesidad y costo de instalar derivaciones y ramales de
alimentación a cada terminal. Los plenos de las terminales son cuadrados de lados 1” mayor a las dimensiones de diámetro del conducto escogidos en el ejemplo.
• El conducto de suministro es metálico, circular, con costura espiral, que se acostumbra usar en sistemas de alta velocidad, sellado contra fugas de aire. Conectores
flexibles con collares de aprisionamiento acoplan herméticamente las terminales al conducto.
• El sistema de retorno no aparece en el ejemplo. Se propone un sistema que retorne el aire de los ambientes a la cavidad encima del cielo raso suspendido (pleno) y
de allí a la unidad central con un conducto convencional de baja velocidad, baja presión. Las rejillas de retorno se montarían directamente en puntos estratégicos
dentro de cualquiera de los módulos de 2’ x 4’ del cielo raso.

OFICINA DE FABRICA
“VAV” - CAJAS DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE
VENTAJAS
• Buena eficiencia del compresor a carga parcial
• Menor consumo de energía del ventilador del evaporador o manejadora a
carga parcial (mayor parte del tiempo)
• Menor costo operativo cuando las condiciones permiten el uso del
economizador con aire exterior
• Diversificación reduce la capacidad requerida del sistema total
• Buena capacidad latente a carga parcial
• Control modulante de la capacidad
• Facilita ventilación de calidad
• Permite mayor calidad en el filtrado del aire
• Menor nivel de ruido del sistema en los ambientes acondicionados
• Mejor apariencia en los ambientes acondicionados
• No requiere área de piso rentable (cuando la calefacción, si es necesaria,
se la suministra también desde arriba)
• Larga expectativa de vida útil
• Pocos elementos que requieren servicio rutinario
• Pocos puntos de alimentación eléctrica
• No requiere mantenimiento dentro de las áreas acondicionadas
• Conducto de diseño simple
• Permite suministro de frío o calor a los ambientes
• Menor peso del conducto debido al posible uso de mayores velocidades de
aire en el conducto de suministro.
DESVENTAJAS
• Costo instalado de moderado a alto
• Su uso no es competitivo en áreas pequeñas; en tales casos puede
combinarse con terminales VAV con compuerta integral
• Mayor espacio encima del cielo raso para paso de conductos e
instalación de terminales
• Conducto de suministro de alta velocidad debe ser hermético
• Si se fijan caudales mínimos de aire, puede ocurrir que ciertos
espacios reciban enfriamiento y calefacción simultáneamente
• Elementos del sistema deben ser apropiados para uso en “VAV”
• El ventilador de la manejadora debe tener los accesorios y controles
apropiados para una operación correcta y eficiente
• Su diseño requiere mayores conocimientos que sistemas mas conven-
cionales como los paquetes y otros
• No tiene reserva de capacidad de ocurrir una falla del equipo de
refrigeración

“VAV” CAJAS DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE*
CON CALEFACCIÓN SUPLEMENTARIA POR AGUA CALIENTE

“VAV” - CAJAS DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE
• Las cajas VAV pueden ser pasivas con solo control de compuerta o dinámicas con control de compuerta y ventilador suplementario
• Las cajas que sirven áreas perimetrales pueden contar con calefactor integral eléctrico o de agua caliente.
• Las cajas dinámicas mantienen mayor circulación de aire a carga parcial que las cajas pasivas o las terminales “VAV” con compuerta
integral ya que el ventilador les permite recircular aire del cuarto y mezclarlo con aire nuevo acondicionado procedente del equipo
central. El resultado es una mejor distribución del aire en los cuartos. La desventaja es que el consumo de estos ventiladores reduce la
eficiencia del sistema, requiere un mayor número de puntos de conexión eléctrica y de servicio.
• Cuando se requiere calefacción en el “ciclo ocupado”, la mezcla del aire frío del sistema con aire del cuarto en las cajas con ventilador
eleva la temperatura de esta mezcla antes de pasarla por el serpentín de calentamiento reduciendo así la cantidad de calor a
suministrarse y ello eleva la eficiencia de calefacción de la zona. Debe recordarse que el paso de enfriamiento a calefacción se hace al
caudal mínimo de aire requerido para ventilar el cuarto, típicamente entre 10% y 30% del caudal de diseño, según lo requieran las
normas o la experiencia. Las cajas con ventilador mezclan este caudal con aire que toman del pleno encima del cielo raso que ya ha
sido calentado parcialmente por las luces si éstas van empotradas.
• Cada caja instalada en la periferie cuenta con un serpentín de agua caliente que, aunque tiene un mayor costo inicial, baja notablemente
el costo de operación; el uso de resistencias eléctricas reduce el costo inicial pero a costa de un costo de operación mayor. Los
serpentines de agua caliente compensan la carga de calefacción de las áreas perimetrales durante la operación en “ciclo ocupado”; la
zona # 7 no requiere serpentín de calefacción pues es una área interior que solo necesita enfriamiento mientras esté ocupado con las
luces encendidas.
• En el “ciclo ocupado”, si la temperatura del espacio cae debajo del valor fijado en el control, el serpentín de calefacción de la caja se
activa para neutralizar la pérdida de calor del ambiente se debe recordar que esto ocurre al caudal mínimo de aire fijado en la caja. Otra
posibilidad sería usar calentadores de zócalo pero esto desaprovecharía una de las virtudes o ventajas como es la de poder suministrar
frío y calor con la misma caja.
• En el “ciclo desocupado” la calefacción de las cajas puede ser desactivada para darla desde la unidad central pero, si no es ventajoso
hacerlo de esta forma, nada impide que se deje esta función al serpentín de calefacción de cada caja.
• El conducto de suministro hasta cada caja es de alta velocidad, redondo, en espiral, con las juntas selladas para eliminar fugas. De las
cajas a los difusores el conducto puede ser de baja velocidad, baja presión y se puede usar manguera flexible si se lo hace con
discreción y sin exceder las limitaciones impuestas por las normas locales.
• Se recomienda el uso de difusores lineales apropiados con alto índice de inducción. Los difusores concéntricos o perforados tienen un
índice de inducción bajo y por estilo permiten que a bajos porcentajes de caudal el aire “chorree” del difusor formando columnas de aire
frío, sobre todo cuando se usan en sistemas con cajas pasivas. Esta situación seguramente generará quejas del cliente pues además de
las corrientes de aire frío, la mala distribución de aire hará inestable el funcionamiento del termostato agravando su molestia.

OFICINA DE FABRICA
SISTEMA VVT (CAUDAL Y TEMPERATURA VARIABLE)
VENTAJAS
• El sistema todo-aire zonificado de menor costo
• Economizador por aire exterior reduce costo de operación
• Permite mejor calidad/eficiencia del filtrado del aire
• Caudal de ventilación previsible
• Utiliza equipo central convencional de caudal constante
• Permite diversidad en la capacidad del equipo central
• Utiliza conductos convencionales de suministro y retorno
• Buena apariencia estética dentro de los espacios
acondicionados
• No desperdicia área rentable de piso
• Pocos puntos de alimentación eléctrica (calefacción
suplementaria con agua caliente)
• Pocos puntos de servicio
• No requiere acceso para mantenimiento dentro de los
espacios ocupados
• Operación económica del compresor a carga parcial
• Control de pasos múltiples de capacidad en el compresor
• Control fluido de capacidad para la zona
• Capacidad latente adecuada a carga parcial
• Sistema capaz de suministrar calefacción
DESVENTAJAS
• Operación al caudal mínimo en calefacción en el “ciclo
ocupado” puede requerir frío y calor simultáneamente
• Requiere bastante espacio encima del cielo raso para
instalación de los conductos y cajas
• La coordinación con otros gremios como electricidad y
plomería se hace más difícil
• No tiene capacidad de reserva si fuera a fallar el equipo
• De diseño poco más difícil que los sistemas paquete u
otros prediseñados
• Instalación de mayor cuidado que la de equipos
prediseñados
• Instalación de la base para el equipo central requiere
coordinación con el constructor (equipos de techo)

SISTEMA VVT

SISTEMA VVT
• Este sistema de caudal variable, temperatura variable, una unidad central de enfriamiento y calefacción de techo permite que las cajas VVT puedan
enfriar o calentar los ambientes que sirven. Cada caja modula el caudal de aire que suministra al ambiente de acuerdo con la señal que recibe del
termostato instalado en el espacio servido por la caja. El aire no alimentado a las zonas es descargado (desviado) al pleno de retorno. El caudal a los
ambientes es variable pero el caudal de la unidad central es relativamente constante lo que el uso de equipos standard de caudal constante en la
unidad central.
• Es posible regular el caudal mínimo de aire en cada caja para asegurar la ventilación adecuada del local a pesar de las reducciones en la demanda de
carga de los espacios acondicionados. Ajustes típicos son del orden del 10% al 30% del caudal de diseño pero esto está sujeto a limitaciones
impuestas por las normas locales o experiencia del diseñador.
• En una instalación de VVT toda la capacidad de enfriamiento es suministrada por la unidad central que también proporciona tanta capacidad de
calefacción como puede. Cuando todas las zonas requieren enfriamiento, en mayor o menor grado, la unidad central suministrará aire frío. Cuando
todas las zonas requieren calefacción, en mayor o menor grado, la unidad central suministrará aire caliente. Cuando ocurren demandas simultáneas
de frío y calor se convierte en un sistema de “tiempo compartido” o sea que el control electrónico central determina cual de las dos demandas es
mayor (frío o calor) y la satisface primero antes de invertir su función para satisfacer la otra. Esta inversión de una función a la otra puede continuar
por tiempo indefinido.
• Puesto que la zona # 7 requiere enfriamiento en todo momento que esté ocupada, con las luces encendidas, seguramente forzará a que la unidad
central opere en el ciclo de enfriamiento la mayor parte del tiempo y por tal motivo se decidió instalar serpentines de agua caliente en las cajas
perimetrales para dar calor suplementario a estas zonas si así lo requiere cualquiera de ellas mientras la unidad central suministra aire frío operando
en el ciclo ocupado. Si en el ciclo ocupado la unidad central opera en calefacción, estos calentadores suplementarios de las zonas se desactivarán al
igual que cuando el sistema entra al ciclo no ocupado, con la diferencia de que en esta última condición no importa si la unidad central está operando
en frío o calor, los calentadores suplementarios de zona se desactivarán. Si se instalara un sistema separado para zonas con necesidades muy
diferentes a las demás ciertamente se mejoraría la eficiencia del sistema a costa de un mayor gasto inicial en el segundo sistema.
• Se muestran difusores lineales porque tienen un mejor comportamiento cuando se reduce el caudal de aire, comparado con difusores concéntricos o
perforados. El aire suministrado por un difusor lineal se mantiene pegado al techo por una mayor distancia y se mezcla con mayor rapidez con el aire
del ambiente comparado con los otros tipos de difusores mencionados los que a caudales bajos tienden a “dejar caer el aire frío en chorros”
provocando el reclamo de los ocupantes. Los difusores perimetrales seleccionados tienen la habilidad de operar como si fuesen de dos vías con aire
frío y como de una vía con aire tibio para hacer que el aire tibio cubra toda la superficie de la pared exterior para eliminar las corrientes de aire frío
sobre el piso de las áreas periféricas.
• Todos los conductos son convencionales de lámina galvanizada para baja velocidad, baja presión con forro interior de 1”. Las mangueras flexibles con
aislamiento externo de 1” pueden usarse, en la medida que lo permitan las normas locales, para conectar los plenos de los difusores lineales a los
conductos de suministro alimenta-dos por las cajas. En el empalme de la manguera con el conducto de suministro se recomienda la instalación de una
compuerta para distribuir el aire correctamente.
• Las bocas de conexión de las cajas tienen las mismas dimensiones de los conductos a los que van acopladas para reducir la complejidad de la
instalación.

OFICINA DE FABRICA
“FANCOILS” DE AGUA FRIA
VENTAJAS
• Excelente eficiencia del compresor a carga parcial.
• Modulación fluida de la capacidad del compresor.
• Flexibilidad en la determinación del tamaño de las zonas.
• Calefacción incorporada en cada terminal.
• La terminal no permite la producción simultánea de frío y calor a carga
parcial de enfriamiento o calefacción.
• Requiere un espacio mínimo para los sistema mecánicos de CVAA
• Equipo durable.
• Aprovecha el factor de diversidad en la selección del enfriador.
• Circulación contínua de aire en los ambientes acondicionados.
• Permite aprovechar el ciclo economizador en el agua fría cuando se
dota con elementos adicionales.
• Fácil de agregarse a edificios existentes.
DESVENTAJAS
• Costo instalado de bajo a moderado para el sistema convencional y
entre moderado y alto para uno de cuatro tubos o con ventilación
suplementaria.
• Deterioro de la capacidad latente a carga parcial de enfriamiento resulta
en mayor humedad en los ambientes acondicionados.
• La ventilación es impredecible pues cambia con la velocidad y dirección
del viento, presurización del edificio y obstáculos externos. Por lo
general de baja calidad a menos que se la suministre con un sistema
suplementario.
• Filtración de baja eficiencia resulta en baja calidad del aire interior (IAQ)
• Pérdida del uso de la pequeña área interior cuando se instalan en el piso
• Afecta la estética de los ambientes cuando se instalan a la vista.
• Riesgo de daño al mobiliario si se desborda la bandeja de condensado
debido a la obstrucción de la línea de desagüe, especialmente cuando
se instalan horizontalmente.
• Rejillas de ventilación afectan la estética exterior y posiblemente la
integridad estructural o visual de la pared (vertical con toma de
ventilación).
• Muchos puntos de servicio y mantenimiento en los ambientes ocupados
• Muchos puntos de alambrado eléctrico.
• Requiere coordinación con el constructor para instalar las tomas de
ventilación en las paredes exteriores.
• Riesgo de ruido en los ambientes por la presencia de equipos
mecánicos, situación que puede agravarse con la edad de los equipos.
• No permite el uso de un economizador con aire exterior.

SISTEMA “FANCOIL” DE AGUA FRIA
DOS TUBOS CON RETORNO INVERTIDO

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