Carrier, Manual de aire acondicionado

“Más 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 más 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.

Por Pablo Félix Jiménez

Periodista Digital | Cultura y tecnología

Linkedin

  Te invito a conectarte conmigo en WhatsApp - Linkedin – Twitter – Instagran – Facebook – Pinterest – Threads – YouTube – TikTok – Reddit – Bluesky – Mastodon y Minds para que no te pierdas mis últimas publicaciones.

Intercambios térmicos II

Por Pablo Félix Jiménez

    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. Además, 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 las 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 expresiones son casos límites, en donde se usaron hipótesis simplificadoras, para el análisis de la acumulación del calor en las paredes.

    Una vez, 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 término 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 ha 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, encontrará un ejemplo de cálculo…
… Pasó el tiempo y aquí llego el famoso ejemplo >>> Cálculos de la carga en España, Cáceres

Por Pablo Félix Jiménez

Periodista Digital | Cultura y tecnología

Linkedin

  Te invito a conectarte conmigo en WhatsApp - Linkedin – Twitter – Instagran – Facebook – Pinterest – Threads – YouTube – TikTok – Reddit – Bluesky – Mastodon y Minds para que no te pierdas mis últimas publicaciones.

Cálculo de rejas de inyección de aire I

Por Pablo Félix Jiménez

    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, a veces 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 está 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 el 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 círculo, 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 está 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…

Continúa >>>> Cálculo de rejas de inyección de aire II

Por Pablo Félix Jiménez

Periodista Digital | Cultura y tecnología

Linkedin

  Te invito a conectarte conmigo en WhatsApp - Linkedin – Twitter – Instagran – Facebook – Pinterest – Threads – YouTube – TikTok – Reddit – Bluesky – Mastodon y Minds para que no te pierdas mis últimas publicaciones.

Intercambios Térmicos

Introducción
El estudio de los intercambios térmicos es muy amplio, aquí solo rozaremos el
intercambio que se produce en una edificación, no sera una exposición teórica, sino, una
exposición orientada al calculista, a aquellos que no teniendo un software para afrontar
estos cálculos, desean subsanarlo a trabes de una planilla de calculo o también por que no,
a trabes de la confección de un software propio para estos menesteres.
Como siempre daré por obvio, que usted tiene algunos conocimientos previos,
(pues no pretendo reemplazar a los buenos libros) si no lo ha echo ya, le aconsejo a
hacerlo.
Un calculista tiene a su disposición generalmente una computadora como ayuda
de calculo, pero, a riesgo de parecer anacrónico, diré que bien puede calcular a la vieja
usanza, con papel y lápiz, al fin y al cabo las computadoras nacieron con el trazo maestro
de garabatos en un simple papel y es este papel el del calculista precisamente, pues
cuando la importancia de los cálculos lo ameritan, usted deberá desconfiar hasta de las
software mas refinado, pues al mejor cazador se le escapa la liebre como se dice y usted es
al fin al cabo mas que una simple maquina de escritorio, hágase valer y ponga a la compu
en el lugar jerárquico que le corresponde, su mejor mascota quizás.
Si queremos calcular el flujo de calor a trabes de una pared, debemos proceder a
fijar algunas hipótesis que nos permitirán simplificar el análisis.
Como sabemos, una pared que conduzca solo por conducción, suponiendo que las
superficies adquieran la misma temperatura del ambiente y que estas son constantes en el
tiempo nos dará el siguiente esquema de calculo:
Kc = 1/ ( e/λ ) si es una pared compuesta Kc = 1/ ( Σei/λi )
q = Kc*A* ( te – ti )
En donde Kc es el coeficiente global de transmisión por Conducción en Kcal/h
m2 ºC o W/m2 ºC, e es el espesor del material de la pared, λ el coeficiente de
transmisión del material, A la superficie , te la temperatura externa, ti la temperatura
interna en º C y q el intercambio calorico en Kcal/h o W.
Ahora bien, hasta aquí, hemos pensado que la temperatura de la pared tenia la
misma temperatura que el medio ambiente, pero en realidad, si medimos estas
temperaturas, veremos que existe una diferencia sustancial; Esto se debe a que esto no
ocurre en la realidad, porque la pared no esta en contacto con un solido, sino con el aire,
en donde se producen el intercambio calórico por convección, y ademas en la superficie
de producen intercambios por radiación.
Para tener en cuenta estos procesos, se introduce al coeficiente global de
transmisión dos términos con he y hi que son los coeficientes de intercambio superficial
externo e interno respectivamente. Estos coeficientes tienen en cuenta la convección y la
radiación en las superficies y para seleccionarlos tendremos que considerar la velocidad
del aire y la situación constructiva de la pared o loza, esto es, su inclinación respecto a la
suelo ( vertical, Horizontal).
K = 1/ ( 1/he + Σe/λ + 1/hi ) si es una pared Simple
K = 1/ ( 1/he + Σei/λi + 1/hi ) si es una pared compuesta
q = K*A* ( te – ti )
En donde K es el coeficiente global de transmisión aire a aire.
Estas expresiones nos permitirán resolver la mayoría de los problemas de
calefacción o refrigeración, donde no sea necesario una gran precisión, donde no se exija
condiciones interna rigurosas bajo contrato o como calculo intermedio para fijar los
niveles globales de intercambios a fin de verificar cálculos mas complejos, en donde es
mas posible la introducción de errores involuntarios.
Como en una edificación tenemos muchas paredes y losas, se calcula la ganancia
térmica para cada una y sumamos, o sea
Q = Σqi = ( ΣKi* Ai ) * ( te – ti )
Bien, ¿se podrá mejorar el esquema de calculo?, para respondes esta pregunta
podemos comenzar por considerar una de las hipótesis de la que partimos, que si recuerda,
dijimos que la temperatura era constante, mas si Usted no a perdido la capacidad de
asombro con Internet, le sugiero que persevere y me acompañe por estos fantásticos
fenómenos que se producen en una pared que se enfrenta a los rigores cambiantes del
mundo exterior. Porque una pared, no solo sufre los avatares del viento, el sol, la
humedad, sino que es sometida a una variación de temperatura que enfermaría a
cualquiera, sin embargo veremos como algunas de ellas se las arreglan para salir
victoriosas, coronadas, elogiadas, por los habitantes a quienes cobijan.
Gracias por su lectura, es mi intención que esta exposición le sirva de
complemento a su formación, quien escribe estas lineas, lo hace en el poco tiempo que le
queda libre, sepa disculpar la intermitente renovación de contenido y una ves mas saludo a
Usted y me despido hasta la próxima entrega