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aire acondicionado | ventilación | calefacción | cursos

domingo, 6 de diciembre de 2009

Limpiadores de aire I

Rápidamente podemos decir que el “ control de la pureza del aire consiste en reducir o eliminar el contenido de partículas sólidas o de gases indeseables contenidos en el aire suministrado a un local acondicionado”.

La limpieza del aire reduce los gastos de explotación y aumenta la productividad.

  1. Piense en la reducción de los costos de limpieza del local.
  2. Reflexione en la reducción de bajas por enfermedad de los empleados, como consecuencia de la eliminación de bacterias, virus y agentes alérgenos del aire.
  3. Deduzca el aumento del rendimiento.
  4. Justifique el incremento de la calidad de los productos.
  5. Medite el aumento de duración y vida útil de la maquinaria o del equipamiento (aire acondicionado, impresoras, etc)
Contaminantes del aire

El aire puede contener partículas minerales, materia orgánica, esporas, virus, bacterias, alérgenos y aerosoles (humo, polvo, vapores y niebla). Estos contaminantes se introducen en el aire desde el exterior o desde el local acondicionado.

Tabla 3 Contaminantes del aire

Localidad

Concentración mg/m3

Distrito rural o suburbano

0.045 a 0.45

Distrito metropolitano

0.091 a 0.91 (usual 0.137)

Distrito industrial

0.228 a 4.57

Fabricas y talleres

0.457 a 9.15

Fabrica o minas polvorientas

9.15 a 915.34

Características técnicas

Los tres factores más importantes que debemos tener en cuenta son:

  1. Variación de la resistencia del filtro con el flujo del aire.
  2. Variación de la resistencia del filtro con la carga de polvo y el flujo de aire del proyecto.
  3. Efecto de la carga de polvo en el flujo de aire del proyecto sobre el rendimiento del filtro.

¡Continuara ...!

Bibliografía:
Carrier, Manual del aire acondicionado, Marcombo

Factores de conversión de unidades al SI (c - f)

Magnitud
Unidad
Símbolo
Factor de conversión
Unidad SI
Símbolo
Calor especifico
Kcal/kgºC
4.187
Kj/Kg K
Conductividad térmica
Kcal/hmºC
1.163
w/mk
Btu/hftºF
1.731
w/mk
Coeficiente De transferencia calórica
Kcal/hm2ºC
1.163
w/m2k
Btu/hft2ºF
5.678
w/m2k
Energía
Kilocaloría internacional
Kcal
4.187
Kilojoules
Kj
Kilocaloría termoquímica
Kcal
4.184
Kilojoules
Kj
Kilográmetro
Kgfm
9.807
joules
j
Unidad térmica inglesa
Btu
1.055
Kilojoules
Kj
Pie libra f.
ftlbf
1.356
Joule
j
Energía específica
Kcal/Kg
4.187
Kj/Kg
Btu/lb
2.326
Kj/Kg
Entropía especifica
Btu/lbºF
4.187
Kj/Kg K
Flujo calórico
Kcal/hm2
1.163
w/m2
Btu/hft2
12.52
w/m2
Fuerza
Kilogramo fuerza
Kgf
9.807
newton
N
Libra fuerza
lbf
0.4536
newton
N

Ver >>> Factores de conversión de unidades al SI (p - V)

Ch. Chauliaguet, La energía solar en la edificación

“¿Se nos llegara a cobrar un impuesto por el uso del sol?”

clip_image002En este libro, el lector, aprenderá desde los principios más elementales, hasta el desarrollo en detalle de los cálculos de paneles solares. Hacia el final, encontrara casos prácticos de edificaciones que emplean energía solar, como fuente principal de energía.

Es un libro que nació en Francés y fue traducido y adaptado al español.

Tiene tablas con datos referentes a España, datos para diseñar y construir paneles solares.

Trata de manera brillante he innovadora, la transferencia térmica a trabes de la estructura de la edificación, dándo algunas formas probadas, del empleo de esa energía que se acumula en la masa de los materiales, para usarla en la calefacción.

¿Qué mas? Datos económicos de la heliotécnica.

¿Algo más? Los problemas jurídicos planteados por la utilización de la energía solar.

¡Bien! Eso es el alfa ¿ y la omega? Los Futuros Desarrollos...

Ch. Chauliaguet, La energía solar en la edificación, Barcelona, Editores técnicos asociados S.A.

lunes, 12 de octubre de 2009

Zingueria Industrial

“There’s a lot at stake on it”…

“fascinante forma de ganar dinero”...

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Bajo este rubro, estimado, estimada, me referiré a la construcción de conductos de chapa, conducto redondo, conducto rectangular, codo, curvas, desvíos, elbow, tees, wyes, crosses, damper, duct, galvanized steel, rectangular duct, round duct, decantadores de grasa, filtros de aire, filter, separadores de polvo, lavadores de aire, boquillas de aspiración, componentes de extracción para gastronomía e laboratorios, etc. Construcciones de chapa D.D. o galvanizadas, acero inoxidable o especiales. Trabajos sobre planos.

Oportunidades de empleo

Hay mucho en juego. Este rubro permite a los chapistas, egresados de escuelas técnicas y emprendedores en general, encontrar una fascinante forma de ganar dinero, trabajando para un taller de zingueria industrial o porque no, emprendiendo el propio.

Plantel

La mano de obra directa mínima esta formada por un oficial y un ayudante.

Rendimiento

Para conductos de chapa oscila de 100 a 250 Kgf/dia.

Precio de venta

Varia de un país a otro debido a los cambios de los niveles impositivos (impuestos federales), empero, puede servir de referencia los siguientes valores.

  • Grado de elaboración = 1 a 2
  • Rendimiento = 95%
  • Precio de venta min. = precio del material x (1+0.95)
  • Precio de venta máx. = precio del material x (1+1.73)

*agregar impuesto federal. Incluye jornales, gastos generales. Pedido mínimo 100 kgf.

Importante para el diseñador

Tenga en cuenta la importancia que tiene el peso total de chapas galvanizadas a utilizar en la confección de los conductos, con relación a los costos implicados.

Si el montaje de los conductos va a ser realizado por el taller de zingueria industrial, deberá agregar a los costos el aislamiento pertinente y los accesorios de fijación y anclaje, etc. En este caso probablemente el grado de elaboración a aplicar será igual a dos (2), o sea

Costo de fabricación y montaje = Precio de materiales * (1+2.73)

Por supuesto que esto es solo una aproximación. Usted, a trabes del pedido de presupuestos, podrá en su país, adaptar esta expresión, a fin de cuantificar los costos de obra, con antelación al presupuesto (offer) concreto, para tener un valor de referencia a la hora de decidir a quien designar la responsabilidad, de confeccionar los conductos, que habrá confeccionado en los planos de obra.

Ejemplo:

Si el precio de 1 kgf de chapa es de 1.33 U$S + impuesto, entonces cabria esperar que el precio de adquisición de los conductos ascienda a ( Precio de Venta, $Pv ):

$Pv = 1.33 * (1+0.95) + imp. = 2.59 U$S/kgf + imp.

Si 1 kgf de chapa, necesita 0.88 U$S/kgf + imp. de aislamiento, la fabricación mas el montaje ascenderán a unos:

$Pvmin = (1.33+0.88) * (1+0.95) =4.31 U$S/kgf + imp.

$Pvmáx = (1.33+0.88) * (1+2.73) =8.24 U$S/kgf + imp.

Estimado, Estimada, espero que esta entrega le halla servido. Desde aquí, leeré, los comentarios que quisieras hacer.

Atentamente PFJ.

Bibliografía:

Jorge A. A. Pardi, Métodos de actualizar valores, Bs. As., Banco Industrial, 1968.

Norman C. Harris, Equipos de aire acondicionado

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te acercan paulatinamente a la REFRIGERACIÓN en mayúsculas”...

Este es un libro dedicado especialmente al Técnico del aire acondicionado. “ El libro resultara también útil para muchas personas que se ven de pronto relacionadas con la industria del aire acondicionado sin una base formal de ingeniería mecánica. Arquitectos, dibujantes, vendedores, contratistas de obra, contratistas de carpintería metálica y contratistas de refrigeración.”

El texto está planeado para su desarrollo en un curso semestral, con tres horas teóricas y tres horas de trabajos prácticos semanales.” De echo, es adecuado para el autodidacta, por sus Resúmenes, por sus Ejercicios y por sus Problemas, que te acercan paulatinamente a la REFRIGERACIÓN en mayúsculas.

Bibliografía:

Norman C. Harris, Equipos de aire acondicionado, Bs. As., Hispano Americana S.A.

Sistema Internacional de Unidades - SI

el universo puede ser descrito con un mero puñado de unidades fundamentales”...

Debido a algunas sugerencias respecto de las unidades usadas en este blog para describir los fenómenos físicos, me he decidido por usar en lo posible exclusivamente el sistema internacional de medidas física “SI”, pues ciertamente ya debería estar operativo a escala mundial. En un mundo globalizado, si pesáis 100 kgf, pues pesáis 981 N (Newton.) y tenéis 100 kilogramos de masa. Es un echo, que las normas que regulan por ley, el sistema de unidades, en cada país, sugiere el “SI” en la mayoría de los países. Sin embargo, como la mayoría de los aparatos, maquinas, bibliografía y costumbres, se basan en diversos sistemas, complotan contra la necesidad de hablar con precisión, sin ambigüedad y en el mismo idioma de la física.

Para aquellos que no conocen el “SI”, les recuerdo que es heredero del sistema de unidades absoluto MKS o MKSA, cuyas siglas presagian algo realmente maravilloso, a saber: El universo puede ser descrito con un mero puñado de unidades fundamentales (Metro, Kilogramo masa, segundo).

Definición de las unidades fundamentales
  • La unidad de longitud, el metro (m), es igual a 1650763.73 longitudes de onda, en el vacío, de la radiación correspondiente a la transición entre los niveles 2p10 y 5d5 del átomo de criptón 86.
  • La unidad de masa, el kilogramo (kg), es la masa del prototipo internacional de kilogramo.
  • La unidad de tiempo, el segundo (s), es la fracción 1/31556925.9747 del año trópico, para enero 0 de 1900 a las 12 horas, tiempo efemérico.
  • La unidad de la intensidad de la corriente eléctrica, el amperio (A), es la intensidad de una corriente constante que, mantenida entre dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, sección circular insignificante y situados a un metro de distancia el uno del otro, en el vacío, produce entre ambos una fuerza de 2e-07 N/m por un metro de longitud.
  • En la unidad de temperatura absoluta, el Kelvin (ºk), se toma la temperatura del punto triple del agua, igual a 273.16ºk.
  • La unidad de intensidad de la luz, la candela (cd), se define como 1/60 de la intensidad lumínica por centímetro cuadrado del cuerpo negro radiante a la temperatura de solidificación del platino.
  • La unidad de ángulo plano, el radián (rd), es el ángulo con vértice en el centro de un círculo que intercepta, sobre la circunferencia de ese círculo, un arco de longitud igual al radio.
  • La unidad de ángulo sólido, el estereorradián (st), es el ángulo sólido con vértice en el centro de una esfera que intercepta, sobre la superficie de dicha esfera, un área equivalente a la de un cuadrado de lado igual al radio.

Tabla 1 " Unidades fundamentales SI "

Cantidad

Nombre

Símbolo

Longitud

metro

m

Masa

kilogramo

kg

Tiempo

segundo

s

Corriente eléctrica

ampere

A

Temperatura termodinámica

kelvin

K

Intensidad luminosa

candela

cd

Cantidad de sustancia

mol

mol

Tabla 2 " Unidades suplementarias SI "

Cantidad

Nombre

Símbolo

Angulo plano

radián

rad

Angulo sólido

estereorradián

st

Bibliografía:

B. M. Yavorski, A. A. Detlaf, Manual de física, Moscú, Editorial MIR.

domingo, 12 de julio de 2009

Mensaje del redactor

¿Cómo medir distancias y no morir en el intento?...

clip_image002CIdeJPF tiene el agrado de publicar ¿Cómo medir distancias y no morir en el intento?” , Como así también Cálculo de rejas de inyección II que continúa una publicación anterior y que seguirá completándose en ediciones posteriores. PublicamosCálculos de la carga en España, Cáceres donde empezamos a fijar conceptos, resolviendo, calculando, hasta llegar en una publicación futura, a la resolución de una obra típica de climatización. También presentamos en la sección libros a Carrier, Manual de aire acondicionado para que aquel que le gusta adquirir libros para el trabajo o su formación, tenga en vista este libro o manual, que quien escribe, puede dar fe de su utilidad.

¿Cómo medir distancias y no morir en el intento?

se corren riesgos innecesarios...

clip_image002Muchas veces he tenido que verificar medidas de distancias en obra a causa de haber detectado alguna incongruencia en los planos y otras tantas motivadas por la ausencia de los mismos. ¡Fatal! ¿Verdad? En el inicio de la profesión, salía con un portafolio repleto de papeles, folletos de todos tipos y una cinta métrica de tres metros de longitud. Con el tiempo tuve que comprar una cinta métrica de quince metros y entonces las dos cintas pasaron a formar parte del arsenal indispensable para abordar estas contingencias.

Existen algunas (cinta métrica) que tienen luz, mucho mejor, pues algunos lugares están mal iluminados y en el peor de los casos, nada de nada. A fuerza de repeticiones, aprendes que tienes que ir acompañado, a efectuar tales mediciones, pues ¿Quién sostiene el otro extremo de la cinta? Además, si hace falta conocer las alturas, la cosa se complica y se corren riesgos innecesarios.

Actualmente el portafolio lo he dejado en desuso, en cambio he conservado las cintas y he agregado una laptop y un medidor de distancia digital que lo llevo colgado al cinto en su respectivo estuche.

Este medidor de distancia digital me ha evitado estar subiendo en dudosas escaleras cuando el tiempo apremia y sobretodo me ha permitido hacer las mediciones sólo, sin tener que molestar a nadie con “¡he! Por favor, ¿sería tan amable de sostener la cinta?”.

clip_image004Recuerdo que fue mi cuñado quien me aconsejó que comprara el medidor de distancia digital Home contractor de Seiko Instruments Inc. Un instrumento que viene prestándome servicio desde hace doce años sin ninguna falla...

Por cierto, estos curiosos instrumentos vienen con la yapa (léase extra), como ser el servicio de calculo de áreas y volúmenes, pintura, empapelados, calefacción, refrigeración, calculadora, etc.

La próxima vez que tengas que subir a una escalera de extraña procedencia y dudosa resistencia para medir la altura de un maldito balcón del diablo, piense en Seiko

Calculo de rejas de inyección de aire II

Continuación...
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Prosigo, a continuación detallo algunos aspectos a considerar a la hora de diseñar la distribución del aire, en forma ilustrativa. Aconsejo, siempre consultar la bibliografía que adjunto.

Velocidad del aire en el ambiente:

La velocidad del aire dentro del ambiente depende de la sensación térmica a alcanzar por ejemplo, y esta depende a su vez de la estación del año a considerar, como así también de la vestimenta de los ocupantes. De modo que con este tema podríamos dar vueltas días enteros. Sin embargo, el proyectista tiene que tener en mente las velocidades típicas de diseño y dejar los refinamientos cuando la exigencia de la obra lo amerita.
  • 0.12 m/s, Velocidad ideal de proyecto en toda aplicación comercial.
  • 0.12 a 0.25 m/s, Velocidad probablemente favorable, no rebasar el valor máximo si las personas van a permanecer sentadas.
  • 0.35 m/s, ¡Ni lo piensen para oficinas! Los papeles salen despedidos.
  • 0.04 a 1.5 m/s, Instalaciones comerciales, localizada.

Alcance ( Distancia de propulsión):

Se define como la distancia horizontal que recorre la corriente de aire desde la boca de salida hasta que la velocidad alcanza el valor mínimo de 0.25 m/s medido a 2.1 m por encima del suelo.
Se aconseja que la distancia de propulsión sea la ¾ parte de la distancia existente entre la reja de inyección de aire y la pared opuesta.

Caída:

La caída o elevación, es la distancia vertical que se desplaza el aire en relación con el centro de la reja.

Deflectores:

Son guías, que tienen las rejas de impulsión para guiar, distribuir, el flujo de aire, variando el ángulo de dispersión de 10º a 60º por ejemplo.

Inducción:

La inducción es el arrastre del aire de la habitación por el flujo primario que sale de la reja de inyección, produciendo una mezcla de aire ( el aire primario a X ºC y el aire ambiente a ti ºC ) que tendrá una temperatura comprendida entre la temperatura de impulsión y la temperatura del ambiente ti.

Velocidad de impulsión:

Es la velocidad del flujo de aire a la salida de la reja, Es importante saber que la velocidad y dirección del aire en el conducto, sobre el que se coloca la reja, debe ser en lo posible acordes al principio de que la velocidad en conducto sea aproximadamente igual a la velocidad de impulsión y la dirección igual a la dirección de salida, de lo contrario será conveniente usar guías de flujo.
Las velocidades de impulsión estarán acotadas por el ruido máximo (db) a tolerar, he aquí una pequeña referencia:
  • 1.5 a 2.5 m/s, Estudio de radio difusión.
  • 2.5 a 4.0 m/s, Apartamento, iglesias, dormitorios de hotel, teatros, oficinas, etc.
  • 5.0 a 6.5 m/s, Oficinas publicas.
  • 7.5 m/s, Almacenes comerciales.

Formula útil:

Cuando no se dispone de tablas de selección de rejas, se puede usar una expresión matemática para relacionar la velocidad de impulsión y la velocidad final del flujo de aire con el alcance X.
X= K Vi (Ae)½ / Vf
Donde
  • k es una constante adecuada.
  • Vi Velocidad de impulsión en m/s.
  • Vf Velocidad final del flujo en m/s.
  • Ae Area efectiva libre de la reja en m2.
  • X Alcance en m.
Bibliografía:
Carrier, Manual de aire acondicionado, Barcelona, Marcombo S.A., 1994, Cáp. 3.
Woods, Guía practica de la ventilación, Barcelona, Ed Blume, 1970, p56.

Continuara...

Cálculos de la carga en España, Cáceres

Para ejercitar...

Estimado navegante, he elegido este lugar del planeta para comenzar los ejemplos de cálculos movido por el deseo de conocer otros lugares, otros climas, otras costumbres, otros paisajes, otras gentes que como usted, hace que este mundo donde habitamos tenga sentido. También me ha motivado en particular España por ser el país de donde vinieron los padres de mi abuelo paterno. Finalmente elegí Cáceres por azar, para democratizar un poco la cosa.
Invito a los Españoles en esta oportunidad, a acercar a mí y a su vez al público navegante, a trabes de los comentarios, acotaciones de alguna imprecisión que se me pueda haber pasado por alto, ampliaciones respecto de las condiciones climáticas y como en la vida no todo es numero, también serán bienvenidos aquellos detalles que hacen al lugar donde habita un lugar digno de visitar, emular, quizás la particularidades de su gente, las calles, el paisaje, el río, esos eternos detalles de los que queráis comentar...
Aquí vamos.
Sea la pared sur de una habitación de 3.6 x 3.6 mts de área y 2.6 mts de altura y que tiene una ventana, nos interesa calcular la ganancia térmica en julio a las 15 hs para dicha pared cuyos datos previos se detallan:

Datos

Ubicación: España, Cáceres.
Latitud Norte 39.5º
Pared de ladrillo de 0.30 mts de espesor, color externo oscuro, peso de 600 Kg/m2, Calor especifico C = 0.22 , λ =1.12
Ventana de 1.2 x 1.00 mts
Temperatura externa media = tem = 31 ºC
Amplitud Térmica = AT =14 ºC
Temperatura interna = ti = 24 ºC

Resolución

Resolución clásica:
Temperatura externa = te = tem + ½ AT = 31 + 7 = 38 ºC.
Coeficiente Kp = 1.71 Kcal. /h m2 ºC * 1 - Carrier, ... , Tabla 21, p59
Área = Ap = ( 3.6 x 2.6) – ( 1.20 x 1.00 ) = 8.16 m2.
Ganancia = Q = Kp Ap ( te – ti ) = 1.71 * 8.16 * (38-24) =
Q = 1.71 * 8.16 * 14 = 196 Kcal/h
Resolución teniendo en cuenta las aportaciones solares y el retardo de la propagación:
Siguiendo los métodos de calculo del manual de Carrier (1), procedemos a calcular la diferencia de temperatura equivalente en la pared, por medio de tablas.
Como las tablas fueron echas para temperaturas estándar, deberemos usar la tabla de corrección...
Diferencia de temperatura equivalente = ∆t
Error ∆t = ∆terr
∆t = (8.3 + 3.9) / 2 = 6.1 ºC
∆terr = 4.4 ºC
∆t := ∆t + ∆terr = 6.1 + 4.4 = 10.5 º C
Q = Kp Ap ∆t = 147 Kcal/h
Resolución analítica:
Siguiendo el planteo de Charles Chauliaguet (3) y ampliando:
Atenuación = μ
Retraso de la honda de calor = Φ
Periodo = T = 24 Hs.
Ganancia solar máxima = Gmax = 187 Kcal/m2
Ganancia solar media = Gm = 0.318*187 = 60 Kcal/m2
Ganancia solar externa = Ge(h - Φ )
Resistencia superficial externa = 1/ he =0.052
Absorción = α = 1
En la acumulación de calor a régimen variable tenemos:
μ = exp – ( √ (π λ ρ C / T) (X/ λ )) =
μ = exp – ( √ (3.14* 1.12 *1900* 0.22 / 24) (0.30/ 1.12 )) =
μ = 0.13
Φ = ( T / 2 ) √ (λ ρ C / π T) (X/ λ ) =
Φ = ( 24 / 2 ) √ (1.12* 1900 *0.22 / 3.14* 24 ) (0.30/ 1.12 ) =
Φ = 8 hs
La transferencia es aproximadamente:
te(h,Φ ) = 31 + 7 * Sen ( 0.262 * ( h – 9 – Φ ))
te(15,8 ) = 31 + 7 * Sen ( 0.262 * ( 15 – 9 – 8 ))
te(15,8 ) = 31 + 7 * Sen ( 0.262 * ( -2 )) = 30.9 ºC
Q = Kp Ap ( (tem – ti) + μ (te(h,Φ ) -tem) + α Gm/ he + μ α (Ge(h,Φ ) – Gm)/ he )
Q = 14 ( (31 – 24) + 0.13 (30.9-31) + 0.052*60 + 0.13*0.052* (35 – 60))
Q = 14 ( 7.0 - 0.01 + 3.12 - 0.17)
Q = 14 * 9.94 = 139 Kcal/h

Discusión:

Si tomamos como referencia el valor arrojado por el método sugerido en el manual de Carrier tenemos:
  1. Clásico : Q = 196 Kcal/h desviación = 33.0%
  2. Carrier : Q = 147 Kcal/h desviación = 0.0 %
  3. Charles : Q = 139 Kcal/h desviación = -5.4%
De aquí aprendemos la lección de que para instalaciones complejas, donde intervengan materiales pesados, es necesario tener en cuenta la inercia térmica, pues nos permite ahorrar en este caso la no despreciable cifra del 33 % en inversiones.
Por otro lado la diferencia del 5.4% de los ítem 2 y 3 nos deben hacer reflexionar de las dificultades inherentes al cálculo de estas instalaciones. A propósito de esto, es que hace mucho se a automatizado los cálculos con algunos software, que para su uso en necesario conocer los principios subyacentes para poder sacarle el mayos provecho, es como manejar un vehículo, uno simplemente conduce, pero un piloto diestro lo hace volar.
Quien este interesado en profundizar esta temática puede recurrir a la lectura del libro de John Strong, en donde encontrarán el desarrollo matemático de algunos casos de transferencia térmica y una bibliografía sugerida muy interesante.

Bibliografía:

1. Carrier, Manual del aire acondicionado, España, ED Marcombo.
  1. Norman C. Harris, Equipos de aire acondicionado, Bs. As. Argentina, ED Hispano Americana S.A., 1961.
  2. Charles Chauliaguet, La energía solar en la edificación, España, ED Técnicos Asociados S.A., 1978, p91 p174-178.
  3. John Strong, Técnicas de física experimental, tomo II, Argentina Bs. As., ED EUDEBA, 1965, p456-462.
  4. http://cidejpf.blogspot.com/2009/05/pfjintercambios-termicos-ii.html
>>>>>>>> Conocer Cáseres >>>>>>>

Carrier, Manual de aire acondicionado

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“Mas de 50 años de experiencia condensada en un libro”...

La empresa Carrier, de prestigio internacional y pionera en la fabricación y desarrollo de equipos de aire acondicionado, acerca a los proyectistas de instalaciones térmicas, este valioso manual que condensa mas de 50 años de nutrida experiencia, en forma practica, sencilla, sin dejar de ser rigurosa, las exposiciones, que te llevaran desde los principios mas rudimentarios hasta los mas sofisticados sistemas de climatización.

Conseguir "Aire Acondicionado Carrier", Barcelona, Marcombo S.A.

lunes, 25 de mayo de 2009

Intercambios térmicos II

Ya estudiamos la transferencia de calor en una pared a régimen constante, ahora ampliaremos los conceptos a la pared o loza que es sometida a un régimen variable de temperatura y radiación solar.
Caracterizaremos estos fenómenos diciendo que en el seno de la pared, los materiales intercambian calor por conducción, por acumulación debido al calentamiento o enfriamiento que sufren, que estos intercambios no son instantáneos, que tienen un cierto retardo en el tiempo, que a una acción como podría ser el calentamiento de la superficie exterior de la pared, corresponde una reacción, una transferencia de ese calor recibido hacia la superficie interna de la habitación; pero como dije, esta reacción no es instantánea, sino que se manifiesta después de transcurrido un intervalo de tiempo a calcular al que llamaremos retardo. Ademas esta reacción, esta transferencia tiene un rendimiento menor o igual a uno, ya que parte de la energía en juego se gasta en el cambio cíclico de la temperatura del material de la pared, se disipa una fracción al exterior cuando la temperatura superficial exterior es mayor a la temperatura externa en su ciclo en descenso y finalmente queda una fracción que llega al interior de la habitación y a este fenómeno lo llamaremos amortiguamiento.
Partiremos de la Ecuación Diferencial de propagación:

Ec-01:
           
Consideraremos que los cambios cíclicos de la temperatura durante el día están tipificados en un a planilla o archivo, en donde se consigna la temperatura exterior media, la amplitud térmica y el detalle de las temperaturas promedio diarias hora a hora, para un día particular, para un mes particular o un archivo donde se registran las temperaturas hora a hora durante todo el año. Lo mismo haremos respecto a los cambios cíclicos de la radiación solar, o sea, la Ganancia solar media, su variación durante el día y la carga horaria para cada hora en un mes particular, para una orientación determinada.
En ambos casos, de no tener dicha información tabulada, procederemos a generarlas a trabes de funciones trigonométricas que simulen la temperaturas y la radiación solar durante las horas del día.

Ec-02:
         
Resolviendo la ecuación diferencial Ec-01 teniendo en cuenta el segundo miembro de la ecuación Ec-02 encontramos la variación de la temperatura en el material a una distancia x.

Ec-03:
          

Ec-04:amortiguamiento.

Ec-05:retardo.

Tanto el amortiguamiento como el retardo serán datos para el calculista, y este, tratara de tener a mano las tablas, o en su defecto procederá a calcularlos, recordando que estas excreciones son casos limites, en donde se usaron hipótesis simplificadoras, para el análisis de la acumulación del calor en las paredes.
Una ves, comprendido el significado del amortiguamiento y el retardo, podemos modificar la expresión convencional de transferencia. Podemos por ejemplo suponer que la temperatura exterior es constante, para ello igualamos At a cero o bien imaginamos que la pared es extremadamente pesada para lo cual el amortiguamiento se aproxima a cero, resultando entonces:

Ec-06:
            
El segundo termino corresponde a la ganancia solar.
A este flujo de calor medio, le sumaremos la onda de calor debida a la oscilación de la temperatura externa a causa de la amplitud térmica.

Ec-07:
Correspondiendo los dos primeros términos a la ganancia a la temperatura externa y los dos términos restantes a la ganancia debida a la insolación.
Si ha comprendido el planteo, habrá encontrado una pequeña ambigüedad en la expresión. Trate de encontrarla...
Bien, posiblemente a notado la ausencia del retardo en la expresión, pasemos entonces a remediarlo con la siguiente notación:

Ec-08:

Si reagrupamos, podemos llegar a la expresión de uso corriente que encontramos en algunos libros como en el de Carrier:

Ec-09:

Como podemos observar, hemos reducido el problema al caso convencional, donde se usa una diferencia de temperatura equivalente.
Tomaremos para μ los siguientes valores orientativos:
μ= 0 Paredes pesadas.
μ= 1/2 Paredes de bloques huecos.
μ= 3/4 Paredes livianas.

Próximamente encontrara un ejemplo de cálculo...
.... Pasó el tiempo y aquí llego el famoso ejemplo >>> Cálculos de la carga en España, Cáceres


Cálculo de rejas de inyección de aire I

Cuando diseñamos un sistema de ventilación, se coteja el fin al que se destina el ambiente a ventilar, de ello surgirá el valor del caudal de aire necesario. Este caudal deberá distribuirse en el ambiente, manteniendo los niveles de ruido bajo norma, logrando una distribución uniforme o focalizada, según corresponda, con un flujo de aire que tendrá una velocidad final bien determinada para un alcance determinado, ya sea para asegurar el confort o para garantizar el mantenimiento en suspensión de las partículas de polvo, cuando el objetivo es evacuarlas o filtrarlas. Como veremos las rejas de inyección de aire, los difusores, tienen para un caudal determinado, un alcance, una velocidad final del flujo y un ángulo de divergencia del flujo, un nivel de ruido característico y una correspondiente caída de presión, esta, aveces no tenida en cuenta, pero muy útil a la hora de diseñar los conductos para el aire. De modo que con estos datos, podremos llegar a la conclusión de que debemos usar tantas rejas, de tales dimensiones, con tal distribución en el espacio, para alcanzar los objetivos fijados.
Cuando la distribución de aire se destina a la refrigeración o calefacción del ambiente, se tendrán las mismas consideraciones que en el caso de la ventilación, a la que se agrega un importante detalle.
Este detalle consiste en que el caudal de aire que surge del Balance Térmico, depende del tipo de distribución de aire, estamos en presencia del caso de huevo y la gallina, ¿qué esta primero?, pues la sensación térmica depende de la velocidad del aire en el ambiente, así también las perdidas de aire y caloría de los caudales, dimensiones, aislación térmica, ubicación de los conductos maestros, etc.
Entonces nos encontramos con la necesidad de partir de presupuestos, fijar condiciones a priori para luego realizar el Balance Térmico y luego diseñar la distribución y canalización del aire, para luego cotejar las diferencias entre la distribución calculada y las condiciones a priori, ver si difiere con las hipótesis iniciales. Si difieren, se remplaza en le Balance Térmico las hipótesis iniciales por los datos de la distribución calculada, calculamos nuevamente el Balance Térmico, posteriormente recalculamos la distribución del aire, repitiendo este circulo, estas repeticiones, hasta que los cambios necesarios sean superfluos o insignificantes. Aquí entra en juego el criterio del calculista, su experiencia, su pericia, y es que ahora estamos en la cuestión “la teoría o la practica” ¿Qué esta primero?, de nuevo en este caso la solución es intentando, cotejando, actuando, meditando, hasta que lo que asemos y pensamos sea equivalente y todo cierre como se dice...

Continua >>>> Cálculo de rejas de inyección de aire II

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