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Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.



      Ejemplo para diseño de sistemas de distribución de aire.

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

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

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




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

                                                        REDONDEANDO,
          ZONA         BTU/H       %       CAUDAL CFM CAUDAL EN CFM
           1A          9879        17              340             350
            1         14587        25              500             500
            2          8756        15              300             300
            3         10265        17              340             350
            4         15234        26              520             500
       TOTAL BTU/H     58721      100             2000            2000
        TON. REF.       4,9
      EQUIPO SELECCIONADO: COMPACTO DE 5 TONELADAS DE REFRIGERACIÓN

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



                                                                                                 1/12
Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.



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




      Luego de conocida la capacidad del equipo a instalar, tal como se expuso anteriormente se
      utiliza como practica recomendada, el calcular 400 CFM (pies cúbicos por minuto) por cada
      tonelada de refrigeración, por lo tanto un equipo de 5 toneladas de refrigeración manejará
      2.000 CFM. LA DISTANCIA ENTRE EL PUNTO “A” Y EL PUNTO “J” DE ESTE EJEMPLO
      ES 30 PIES.

      Seleccionar el método para calcular el tamaño de cada ducto: los métodos avalados por la
      ASHRAE son:
      a) Método de Igualdad de pérdidas por rozamiento, Método de igual fricción o Método de
          caída de presión constante.
      b) Método de Recuperación Estática.
      c) Método T.
      El ejemplo se resolverá por el método de igual fricción, el cual fue el seleccionado para el
      diseño de este tipo de sistema de bajas velocidades.
      La velocidad inicial en el conducto, se selecciona de la Tabla "Velocidades recomendadas y
      máximas en ductos", para “apartamentos” en ductos principales se tiene que la velocidad
      máxima recomendada es 1.500 pie/min.




                                                                                             2/12
Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.



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

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

      A = 1,33 pie2

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

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




                                                                                                3/12
Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.



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

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




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




                                                                                              4/12
Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.



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

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

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


                                                                           ALTO Y
                   CAUDAL     % CAPACIDAD      % AREA DE     SECCIÓN     ANCHO EN
        TRAMO       CFM          INICIAL        DUCTO          PIE2      PULGADAS
          AB         2000          100                100         1,33   14 X 14
          BE         1150          57,5                65         0,86   12 X 12
          EG         850           42,5              50,5         0,67   12 X 8
          GJ         350           17,5              24,5         0,33   10 X 6

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




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



                                                                                               5/12
Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.



      Determine el tamaño de los ductos ramales de salida empleando las velocidades apropiadas.

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

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


                               VELOCIDA                     ALTO Y
                    CAUDAL         D        AREA, PIE2    ANCHO EN
        TRAMO        CFM      (PIE3/MIN) (A=CAUDAL/VEL) PULGADAS
          BC          500        1200                0,42 12 X 6
          BD          350        1200                0,29 10 X 6
          EF          300        1200                0,25 10 X 6
          GH          500        1200                0,42 12 X 6




                                                                                            6/12
Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.




               Tabla Velocidades máximas y recomendadas en ductos.




                                                                     7/12
Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.




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



                                      1

                                                      2



                                                      3




                                                                      4



                                                                      5
                                                                                       6




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

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



                                                                                             8/12
Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.




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



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Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.




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Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.




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




                                                                         11/12
Acondicionamiento Ambiental
Título: ejemplo III Corte.




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




                                                                                            12/12

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Ejemplo a amb may jul 2011

  • 1. Acondicionamiento Ambiental Título: ejemplo III Corte. Ejemplo para diseño de sistemas de distribución de aire. Calcule las dimensiones ancho y alto del siguiente sistema de ductos metálicos rectangulares propuesto, utilizando el método de igual fricción, seleccione las dimensiones de las rejillas o difusores de suministro (lo que aplique) y la rejilla de retorno, adicionalmente verifique si el ventilador del equipo de aire acondicionado puede ser correctamente recomendado para el diseño propuesto. Estudie los planos del edificio, y organice el sistema de suministro y retorno además de las entregas de aire para proveer la distribución correcta dentro de cada espacio y para facilitar la construcción de los mismos. El plano es el siguiente, y la solución adoptada en esta etapa es la siguiente De acuerdo con la carga de enfriamiento calcule las necesidades de caudal (pies cúbicos por minuto) para cada salida de ducto, zona o división del edificio. Se pueden ajustar las cantidades de caudal calculadas tomando en cuenta las ganancias de calor en los conductos o fugas en los mismos. REDONDEANDO, ZONA BTU/H % CAUDAL CFM CAUDAL EN CFM 1A 9879 17 340 350 1 14587 25 500 500 2 8756 15 300 300 3 10265 17 340 350 4 15234 26 520 500 TOTAL BTU/H 58721 100 2000 2000 TON. REF. 4,9 EQUIPO SELECCIONADO: COMPACTO DE 5 TONELADAS DE REFRIGERACIÓN UN EQUIPO MANEJA 400 CFM POR CADA TONELADA, PARA 5 TONELADAS SON 2000 CFM 1/12
  • 2. Acondicionamiento Ambiental Título: ejemplo III Corte. Para el ejemplo en análisis, se muestra la siguiente propuesta: Luego de conocida la capacidad del equipo a instalar, tal como se expuso anteriormente se utiliza como practica recomendada, el calcular 400 CFM (pies cúbicos por minuto) por cada tonelada de refrigeración, por lo tanto un equipo de 5 toneladas de refrigeración manejará 2.000 CFM. LA DISTANCIA ENTRE EL PUNTO “A” Y EL PUNTO “J” DE ESTE EJEMPLO ES 30 PIES. Seleccionar el método para calcular el tamaño de cada ducto: los métodos avalados por la ASHRAE son: a) Método de Igualdad de pérdidas por rozamiento, Método de igual fricción o Método de caída de presión constante. b) Método de Recuperación Estática. c) Método T. El ejemplo se resolverá por el método de igual fricción, el cual fue el seleccionado para el diseño de este tipo de sistema de bajas velocidades. La velocidad inicial en el conducto, se selecciona de la Tabla "Velocidades recomendadas y máximas en ductos", para “apartamentos” en ductos principales se tiene que la velocidad máxima recomendada es 1.500 pie/min. 2/12
  • 3. Acondicionamiento Ambiental Título: ejemplo III Corte. De acuerdo a este criterio, se selecciona una velocidad V = 1.500 pie/min Q = A*V => A = Q/V = 2.000 pie3/min/1.500 pie/min = 1,33 pie2 A = 1,33 pie2 Por la tabla “Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de ducto”, con A = 1,33 pie2 (sección del ducto), se tienen las siguientes opciones para construir el ducto rectangular: 14” x 14 “ ; 22” x 10 ; 28” x 8” ; Se selecciona 14 “ x 14” por tener menor relación de forma y no existir otro tipo de restricciones. 3/12
  • 4. Acondicionamiento Ambiental Título: ejemplo III Corte. Se selecciona para el ducto de distribución principal, las dimensiones 14" * 14" por tener menor relación de forma y no existir otro tipo de restricciones. Las pérdidas de carga por unidad de longitud se determinan en la Figura 10. Perdida de presión por fricción (pulgadas de agua por cada 100 pies), considerando el volumen de aire (2.000 pie3/min) y la velocidad seleccionada de 1.500 pie/min, de esta forma, se obtiene: una pérdida de carga = 0,2 pulg c.a. por cada 100 pies de longitud equivalente. Figura Perdida de presión por fricción (pulgadas de agua por cada 100 pies) 4/12
  • 5. Acondicionamiento Ambiental Título: ejemplo III Corte. Tomando en cuenta que la longitud del tramo seleccionado como el estimado a tener mayor fricción son 30 pies, este tramo tendrá entonces una caída de presión solo por ductos rectos de 0,06 pulg. c.a., obtenido del siguiente cálculo: ∆P= (0,2 pulg c.a./100 pies)*30 pies=0,06 pulg c.a. Para dimensionar los tramos de ductos restantes, se puede construir una tabla como la mostrada a continuación, utilizando la tabla “Porcentaje de área de sección recta en ramas para conservar constante el rozamiento" en base al porcentaje de flujo (caudal) especificado para cada tramo. ALTO Y CAUDAL % CAPACIDAD % AREA DE SECCIÓN ANCHO EN TRAMO CFM INICIAL DUCTO PIE2 PULGADAS AB 2000 100 100 1,33 14 X 14 BE 1150 57,5 65 0,86 12 X 12 EG 850 42,5 50,5 0,67 12 X 8 GJ 350 17,5 24,5 0,33 10 X 6 Con el porcentaje de la capacidad inicial, se determina el porcentaje de área de la sección recta de cada tramo para mantener constante el rozamiento utilizando la tabla “Porcentaje de área de sección recta en ramas para conservar constante el rozamiento", con lo que se calcula el área transversal de un ducto circular equivalente, mientras que sus dimensiones se extraen de la tabla “Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de ducto”, así se puede construir la siguiente tabla mostrada arriba, donde se observan las dimensiones de los lados para el ducto rectangular seleccionado en los tramos BE, EG Y GJ. Tabla “Porcentaje de área de sección recta en ramas para conservar constante el rozamiento” De esta manera queda dimensionado el trayecto que se supone es el tramo de mayor resistencia. 5/12
  • 6. Acondicionamiento Ambiental Título: ejemplo III Corte. Determine el tamaño de los ductos ramales de salida empleando las velocidades apropiadas. Para el ejemplo estos tramos son los marcados como BC, BD, EF y GH, en los cuales la velocidad se selecciona de la Tabla "Velocidades recomendadas y máximas en ductos", para “apartamentos” en ramales de suministro y se tiene que la velocidad máxima recomendada es 1.200 pie/min. Por la tabla “Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de ducto”, con el área, se obtienen las dimensiones alto y ancho como se muestra en la columna derecha de la siguiente tabla: VELOCIDA ALTO Y CAUDAL D AREA, PIE2 ANCHO EN TRAMO CFM (PIE3/MIN) (A=CAUDAL/VEL) PULGADAS BC 500 1200 0,42 12 X 6 BD 350 1200 0,29 10 X 6 EF 300 1200 0,25 10 X 6 GH 500 1200 0,42 12 X 6 6/12
  • 7. Acondicionamiento Ambiental Título: ejemplo III Corte. Tabla Velocidades máximas y recomendadas en ductos. 7/12
  • 8. Acondicionamiento Ambiental Título: ejemplo III Corte. Tabla Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de ducto. 1 2 3 4 5 6 Los números de mayor tamaño que figuran en la tabla indican la clase del conducto. Tabla Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de ducto. Continuación. 8/12
  • 9. Acondicionamiento Ambiental Título: ejemplo III Corte. Tabla Dimensiones de conductos, área de la sección, diámetro equivalente y tipo de ducto. Continuación. 9/12
  • 11. Acondicionamiento Ambiental Título: ejemplo III Corte. Tabla “Porcentaje de área de sección recta en ramas para conservar constante el rozamiento” 11/12
  • 12. Acondicionamiento Ambiental Título: ejemplo III Corte. Figura Perdida de presión por fricción (pulgadas de agua por cada 100 pies) 12/12