Mm Aire a Comandancia (Reparado)

R.F.C. OEPA 660702 ED1 Ced. Prof. 1429115Cordillera Himalaya N° 1005 C.P. Lomas 4ª sección San Luís Potosí. S.L.P. C.P 78216 TEL y Fax 01(444) 166 44 14 y 15

AGOSTO DE 2014

PROYECTO EJECUTIVO “CENTRO DE SALUD LOS MAGUEYES”

CALCULO SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO

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MEMORIA DESCRIPTIVA

Se realizará la construcción de un “CENTRO DE SALUD”, en San Luis, el cual está ubicado en Av. Josefa Ortiz

de Domínguez S/N. Fraccionamiento San Juanico, Colonia los Magueyes C.P. 78100, Correspondiente al contrato

No. SSSLP- LPN19 – CONST. C.S. LOS MAGUEYES/2014.

La presente memoria comprende el desarrollo del Proyecto de “Sistema de Aire Acondicionado”.

ÍNDICE

1. ANTECEDENTES 3

2. OBJETIVO 3

3.- CRITERIOS DE PROYECTO 3

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4.- PARÁMETROS DE DISEÑO 44.- 1 DEFINICIONES GENERALES 44.-2 SIMBOLOGIA Y ABREBIATURAS 6

5.- CONSIDERACIONES DE DISEÑO 75.- 1 LOCALIZACION 75.- 2 TEMPERATURA DE DISEÑO 85.- 3 TASA DE FLUJO DE CALOR 95.- 4 MÉTODOS DE CÁLCULO 95.- 5 CONDICIONES EXTERIORES DE DISEÑO 115.- 6 MOMENTO DEL DÍA CON CARGA PICO DE ENFRIAMIENTO 115.- 7 GANANCIA DE CALOR POR RADIACIÓN SOLAR A TRAVÉS DE VIDRIOS 115.- 8 GANANCIA DE CALOR A TRAVÉS DE COMPONENTES ESTRUCTURALES 125.- 9 CONCENTRACIÓN DE PERSONAS COMO BASE DE DISEÑO 135.-10 GANANCIAS DE CALOR ORIGINADAS POR EQUIPOS INSTALADOS EN EL INTERIOR DE UN ESPACIO A ACONDICIONAR 14-155.-11 GANANCIA DE CALOR POR INFILTRACIÓN Y VENTILACIÓN 15-165.-12 TIPOS DE INTERCAMBIO DE AIRE 16-175.-13 VENTILACIÓN Y CARGAS TÉRMICAS 18-195.-14 VENTILACIÓN Y CALIDAD DE AIRE 19-205.-15 MECANISMO DE FUNCIONAMIENTO 20-21

6.- EVALUACIÓN DE EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO. 21-30 CARACTERISTICAS PRUEBAS DE AIRE ACONDICIONADO RECOMENDACIONES

7.- CALCULO 30 8.- EQUIPOS PROPUESTOS 30

9.- LINEAS DE REFRIGERANTE 31

10.- TIPO DE INSTALACION 31

1.- ANTECEDENTES:

El predio en materia se encuentra localizado en el Estado de San Luis Potosí, de la República Mexicana, en una

zona consolidada en cuanto a infraestructura, contando con los servicios de agua potable, drenaje sanitario y

pluvial, electrificación y teléfono, predio que ocupara la dependencia Servicios del municipio de San Luis Potosí,

para desarrollar el Centro de Salud los Magueyes

Para el proyecto de construcción, se contempla albergar “CENTRO DE SALUD LOS MAGUEYES”.

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A través de las oficinas del Ingeniero Adolfo Otero Padrón, empresa especialista en el cálculo y el desarrollo de

instalaciones, se realiza el proyecto de las instalaciones básicas para un “CENTRO DE SALUD”, el cual tiene el

domicilio en Av. Josefa Ortiz de Domínguez S/N. Fraccionamiento San Juanico, Colonia los Magueyes C.P. 78100

El sistema propuesto para el acondicionamiento del clima, es con equipos MINISPLIT marca CARRIER.

2.- OBJETIVO:

Debido a la magnitud del inmueble en particular, se requiere la elaboración del “Proyecto Ejecutivo del Sistema de

Aire Acondicionado.

El propósito del presente trabajo es, elaborar el diseño de líneas de refrigerante, y visualización del equipo que

tenga la capacidad de cubrir las necesidades de acondicionamiento, por lo que es necesario diseñar la red de

distribución de ramales en el interior del inmueble.

3. - CRITERIOS DE PROYECTO.

El diseño se elaborada tomando en cuenta la distribución arquitectónica, altura de plafones, aéreas de las oficinas

y consultorios, ubicación, forma, capacidad en cuanto al personal.

Para un mejor confort y una eficiente sensación de aire acondicionado dentro del inmueble se consideran equipos del Tipo Mini Split

En todos los casos de aire acondicionado se consideran el mismo tipo de equipo para que se uniformice la

instalación debido a lo revisado en campo, este tipo de equipos son comerciales y utilizados regularmente en las

instalaciones de aire acondicionado en México.

4.- PARÁMETROS DE DISEÑO.

Para la realización del proyecto de Aire acondicionado se tomaron en cuenta como parámetros de diseño, los

datos correspondientes a la versión definitiva del proyecto arquitectónico, los diferentes niveles y aéreas del

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edificio, basándose en los Lineamientos, Recomendaciones y normas oficiales para la Revisión y Supervisión de

Obras de Proyectos de este tipo en Edificaciones, en este caso la Norma ASHRAE.

ASHRAE

Sociedad Americana de Ingeniería para Aire Acondicionamiento, Calefacción y Refrigeración, ASHRAE, es una

organización internacional con más de 50,000 personas en capítulos por todas partes del mundo. Se organiza la

Sociedad con el propósito de buscar avances en las ciencias y artes de la calefacción, ventilación, aire

acondicionado y refrigeración, para el beneficio del público a través de la investigación, escritura de las normas

4.-1 DEFINICIONES GENERALES

Para los propósitos de esta norma de referencia aplican las definiciones siguientes:

Aire acondicionado: Proceso del aire en un local cerrado donde se controlan los parámetros de

temperatura, humedad, velocidad y pureza dentro de los límites establecidos.

Ambiente: Medio circundante a una persona o cosas.

Calor latente: Calor agregado o eliminado a una sustancia que provoca el cambio de estado de sólido

a líquido, de líquido a gaseoso o viceversa; sin cambiar su temperatura.

Calor sensible: Calor agregado o eliminado de una sustancia que se puede cuantificar a través de

termómetros.

Carga térmica: Cantidad de calor por remover (enfriamiento), adicionar (calefacción) o ambas.

Condensador: Intercambiador de calor en el que el refrigerante se condensa con ayuda de un medio

externo (agua o aire).

Condiciones climatológicas: Condiciones del clima exterior de cada lugar donde se requiera el diseño tales como

temperatura, humedad relativa, altura sobre el nivel de mar, velocidad y dirección del viento

Contaminantes en el aire del medio ambiente: Sustancias que existen en estado sólido, líquido o

gaseoso, afectando externa o internamente a los equipos e instrumentos utilizados para el monitoreo y control

de proceso.

Documento Normativo Equivalente: Es la norma, especificación, método, estándar o código que

cubre los requisitos y/o características físicas, químicas, fisicoquímicas, mecánicas o de cualquier naturaleza

establecidas en el documento normativo extranjero citado en la norma de referencia (NRF).

Filtros para el aire: Elementos utilizados para remover partículas contaminantes (polvo, líquidos y

algunos gases) que están suspendidos en el aire atmosférico, antes de ser este último introducido a un local.

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Humedad relativa La relación de la presión parcial del vapor de agua contenido en el aire con la

presión de saturación del vapor correspondiente a la temperatura existente o la relación de la densidad del

vapor de agua en el aire.

Presurización: El proceso de suministrar aire a un espacio para aumentar la presión interna con

respecto a la exterior con la finalidad de impedir la entrada de gas, vapores tóxicos, inflamables y/o explosivos.

Refrigerante: Fluido con características propias de presión y temperatura de ebullición, usado para

transferencia de calor en un sistema de refrigeración, el cual absorbe calor a baja temperatura y baja presión;

rechaza calor mediante condensación a alta temperatura y alta presión. Actualmente se usan los refrigerantes

ecológicos que no dañan la capa de ozono de la atmósfera terrestre, como el R-134a o R-407C o equivalentes

que estén aceptados como ecológicos por EPA.

Temperatura de bulbo húmedo (BH): La que indica un termómetro cuyo bulbo está cubierto por una

media húmeda y expuesto a una corriente de aire por aproximadamente 30 a 35 segundos.

Temperatura de bulbo seco (BS): La indicada en un termómetro ordinario, aislado de los efectos de la

radiación.

Tonelada de refrigeración (t. r.): Cantidad de calor requerida para fusión de 1 tonelada de hielo sólidoen 24 h.

Ventilación mecánica: Proceso de inyectar, re circular o extraer aire de un local, por medios mecánicos..

4.-2 SIMBOLOGIA Y ABREBIATURAS

ASHRAE American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers

(Sociedad Americana de Ingenieros en Aire Acondicionado, Refrigeración y Calefacción).

ASTM American Society of Testing Materials (Sociedad Americana de Prueba de Materiales).

c/h Cambios por hora.

dB (A) Decibelios en escala de ponderación A.

DCS Distributed control system (Sistema de control distribuido).

DOP Prueba con dioctyl-phthalato en aerosol con partículas homogéneas de 0,3 micrómetros.

ema Entidad Mexicana de Acreditación.

EPA Environmental Protection Agency (Agencia de Protección al Medio Ambiente de los Estados

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Unidos de Norteamérica).

ft/min Pies por minuto.

H/V Horizontal / Vertical.

HVAC Heating Ventilation and Air Conditioning (Aire Acondicionado, Ventilación y Calefacción).

ISA The Instrumentation, Systems and Automation Society (Sociedad de Instrumentación ,Sistemas

y Automatización).

KPa Presión en Kilopascal.

mm c. a . Presión en milímetros columna de agua (25 mm = 1,0 pulgada columna de agua).

NFPA National Fire Protection Association (Asociación Nacional de Protección del Fuego).

NC Noise Criteria (Criterios de Ruido).

PCM Pies Cubicos por minuto (cubic feet per minute)

1 ppb 1 Parte por billón = 1.0 pg/kg = 1.0 part per billón (p/10 9).

SMACNA Sheet Metal and Air Conditioning Contractor’s National Association (Asociacion de

Contratistas de ductos de metal para Aire Acondicionado)

SNM Sobre el Nivel del mar

tr Tonelada de refrigeración (12 660 kj/h = 12 000 BTU/h).

UCPV Unidad de cama profunda con ventilador.

UL Underwriters Laboratories (Laboratorios de Certificación).

El cálculo de la carga térmica se realiza como se indica la metodología de ASHRAE o equivalente, considerando

todas las cargas externas e intimas de calor que afectan a inmueble. Estos valores de las condiciones exteriores e

interiores, se deben indicar en las bases de diseño, los valores interiores se proporcionan en la Tabla 1 de esta

norma.

5.- CONSIDERACIONES DE DISEÑO

5.- 1 LOCALIZACION

La zona de proyecto está ubicada al Norte de la ciudad el cual tiene el domicilio en Av. Josefa Ortiz de Domínguez

S/N. Fraccionamiento San Juanico, Colonia los Magueyes C.P. 78100, predio de los Servicios de Salud De San

Luis Potosí.

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5.- 2 TEMPERATURA DE DISEÑO

El bulbo seco.- Mide la temperatura normal del ambiente.

El bulbo húmedo.- Mide la temperatura a un 100% de saturación de agua.

La diferencia entre las dos medidas formara una curva que es de donde se obtiene la HUMEDAD RELATIVA.

Para realizar el estimado de la carga de enfriamiento requerida con la mayor exactitud posible en espacios y

edificios, las siguientes condiciones son de las más importantes para evaluar:

•Datos atmosféricos del sitio.

•La característica de la edificación, dimensiones físicas.

•La orientación del edificio, la dirección de las paredes del espacio a acondicionar.

•El momento del día en que la carga llega a su pico.

•Espesor y características de los aislamientos.

•La cantidad de sombra en los vidrios.

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•Concentración de personar en el local.

•Las fuentes de calor internas.

•La cantidad de ventilación requerida.

5.-3 TASA DE FLUJO DE CALOR:

En diseño de aire acondicionado existen cuatro (4) tasas relativas de flujo de calor, cada una de las cuales varían

en el tiempo y debe ser diferenciada:

1. Aumento de calor del espacio

2. Carga de enfriamiento del espacio

3. Tasa de extracción de calor del espacio

4. Carga del serpentín.

5.-4 MÉTODOS DE CÁLCULO:

La Ashrae reconoce la vigencia de cuatro métodos de cálculo de cargas térmicas para seleccionar la capacidad de

los equipos de aire acondicionado. Los cuales se nombran a continuación:

Uno de los procedimientos mayores utilizados es el método de Función de Transferencia (tmf). Una versión

simplificada de este método con aplicaciones para diferentes tipos de construcción fue publicado en el manual de

fundamentos Ashrae de 1977.

•Este método tiene como fundamento el estimar las cargas de enfriamiento hora por hora, predecir las condiciones

del espacio para varios sistemas, establecer programas de control y programas de operación.

•El método de función de transferencia (tfm) es aplicado para el cálculo de flujo unidimensional de transferencia de

calor en paredes y techos soleados. Los resultados debido a las variaciones de construcción se consideran

insignificantes, se si toman en cuenta la carga de los componentes normalmente dominantes. La ASHRAE (1988)

generó factores de decremento efectivos de calor y períodos de retraso de tiempo para 41 diferentes tipos de

pared y 42 tipos de techo, que son presentados para utilizarse como coeficientes de función de transferencia.

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El método de "Cálculo de Cargas por Temperatura Diferencial y Factores de Carga de Enfriamiento" (cltd/clf). Es el

método que debe ser aplicado al considerarse como la primera alternativa de procedimiento de cálculo manual.

•El método de Temperatura Diferencial para Carga de Enfriamiento es simplificado, por utilizar un factor "U" para

calcular la carga de enfriamiento para techos y paredes, presentando resultados equivalentes. Así, la ecuación

básica para carga de enfriamiento en superficies exteriores es: q = U * A (cltd).

•El método de cálculo de carga por temperatura diferencial se basa en la suposición de que el flujo de calor a

través de un techo o pared puede ser obtenido por multiplicar la temperatura diferencial (exterior - interior) por los

valores tabulados "U" de techos y paredes, respectivamente.

Otro procedimiento usado para el cálculo de cargas térmicas es el de "Valores de Temperatura Diferencial Total

Equivalente y Tiempo Promedio" (tetd/ta). La primera presentación de este método se hizo en el manual de

fundamentos Ashrae de 1967, este procedimiento es recomendado para usuarios experimentados.

•Para calcular la carga de enfriamiento de un espacio usando la convención del tetd/ta, aplican los mismos

procedimientos generales empleados para el tfm.

El cuarto método publicado es un capítulo especial de cltd/clf, utilizado para cálculo de cargas en residencias.

El aplicar el procedimiento TETD/TA en forma manual, especialmente el cálculo de promedio de tiempo, resulta

tedioso en la práctica. Este hecho más el interés creciente en el TFM condujo a la ASHRAE a desarrollar el

proyecto de investigación RP-158, con el objetivo original de comparar las diferencias y similitudes entre estos

métodos (TEDT y TFM), para establecer un procedimiento común para ambos. Se obtuvieron técnicas

automatizadas, que al utilizar el TETD/TA provee resultados aproximados a la precisión del TFM con menor

esfuerzo en cuanto a cómputos se refiere.

La técnica del CLTD evoluciona como una operación manual que involucra menos cálculos matemáticos y

reemplaza el procedimiento de TETD/TA, para cálculos manuales; pero requiere el uso de tablas de factores pre

calculados. Proyectos de investigación subsiguientes (ASHRAE 1984, 1988) aclaran el alcance de aplicación

efectiva de los factores utilizados para el método de CLTD.

Actualmente está en desarrollo la "Aprobación experimental del Cálculo de Cargas térmicas por Balance de Calor /

RTS (1117-TRP)"

5.-5 CONDICIONES EXTERIORES DE DISEÑO

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Son la temperatura exterior de bulbo seco y la humedad relativa exterior del ambiente donde se requiere calcular la

carga de diseño.

Los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), deben contrarrestar las fuerzas del tiempo

cuando la temperatura al aire libre (temperatura del ambiente exterior) o humedad se mueve en un rango

aceptable en favor de la seguridad y comodidad (confort). Por consiguiente, un entendimiento claro del

comportamiento del tiempo es útil para, operar e estos sistemas. Limitaciones en esa comprensión son a menudo

la raíz de problemas, que envuelve calidad del aire interior pobre y deterioro prematuro de la edificación y del

equipo.

5.-6 MOMENTO DEL DÍA CON CARGA PICO DE ENFRIAMIENTO

Este momento no es detectable fácilmente, ya que los componentes principales de la carga de enfriamiento no se

dan al mismo tiempo. La carga máxima de temperatura exterior se toma como las 3:00 p.m., la máxima ganancia

solar a través de vidrios llega a cualquier hora desde la 7:00 a.m. hasta las 5:00 p.m., dependiendo de la

orientación geográfica. Las ganancias de calor internas pueden llagar a su pico en cualquier momento. Se hace

necesario entonces efectuar un cálculo de las ganancias de calor en varios puntos a lo largo del día para poder

determinar el pico máximo de la carga de enfriamiento.

5.-7 GANANCIA DE CALOR POR RADIACIÓN SOLAR A TRAVÉS DE VIDRIOS

Fenestraje o ventanaje se refiere a cualquier abertura vidriada en la envoltura de la edificación. Los componentes

del Fenestraje incluyen: (1) Material vidriado ya sea vidrio o plástico. (2) Marcos, divisiones, etc. (3) Dispositivos

externos de sombreado. (4) Dispositivos internos de sombreado. (5) Sistemas integrales de sombreado (entre

vidrios).

Se consideraran los siguientes factores a la hora de seleccionar ventanas: (1) arquitectónicas: identificando las

opciones de diseño y su capacidad de lograr conservación de energía, incluyendo el posible uso de iluminación

eléctrica y luz del día con controles para reducir la luz eléctrica automáticamente cuando la luz del día esté

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disponible; (2) Térmico: Diseñando para pérdidas de calor y/o ganancia para el confort de los ocupantes y

conservación de la energía. (3) Económico: evaluando los costos y los costos de ciclos de vida de los diseños de

ventanas alternativas. (4) La necesidad humana determinando el deseo psicológico o la necesidad física para

ventanas y los estándares de iluminación apropiada para el proyecto de uso del espacio, para el confort de los

ocupantes y aceptación.

Sombreado de ventanas con aleros

Cuando una ventana está sombreada con un alero, la porción del vidrio que no recibe el sol está sujeta a la mínima

ganancia de calor solar que recibe una ventana según la tabla de "Ganancias de calor por radiación solar a través

de vidrios", del manual N publicado por la ACCA.

5.-8 GANANCIA DE CALOR A TRAVÉS DE COMPONENTES ESTRUCTURALES

La conducción es el modo de transferencia de calor por el cual se verifica un intercambio de energía desde una

región de alta temperatura hacia otra de baja temperatura, debido al impacto cinético o directo de moléculas.

La ley de Fourier de la conducción de calor establece que la rapidez de flujo por conducción en un sentido dado es

proporcional al gradiente de temperatura en ese sentido y al área normal a la dirección del flujo de calor.

Es decir, el flujo de calor en la dirección x, qx, está dado por la ecuación:

qx= k.A (¶ T/¶ x)

Donde A es el área normal al flujo de calor, ¶ T/¶ x es el gradiente de temperatura y k es la conductividad térmica

del material.

El calor fluye por conducción térmica, y su valor es expresado por la ecuación: Q = U * A * DT; esta es la misma

ecuación definida en la ley de Fourier de la conducción de calor para calcular la rapidez de flujo por conducción.

Donde:

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Q= velocidad a la que el calor pasa a través de un componente en Btu/hr.

U= factor general de transmisión de calor para el componente estructural en Btu/hr por pie2 por grado F de

diferencia de temperatura entre la superficie exterior y la superficie interior del componente. (Btu/hr.pie2 .°f).

A= área del componente estructural que queda expuesto a la temperatura interior y la temperara exterior en pie2.

DT= diferencia de temperatura entre el interior y el exterior en grado Fahrenheit.

Para el cálculo son utilizadas las tablas que contienen los Factores de transmisión de calor (valores U) para vidrios,

paredes, techos y pisos comúnmente utilizados en construcción, del manual N publicado por la ACCA.

Diferencias equivalentes de temperaturas

Es muy importante tener en cuenta la diferencia de temperatura equivalentes, que se aplican a paredes y techos;

efectos de la radiación solar, efecto de retardo o efecto de almacenamiento y diferencias en la temperatura del

aire.

Esta diferencia de temperatura se produce realmente por la acción simultánea de la Conducción, radiación y

convección, se muestran en las tablas "Diferencias de temperaturas equivalentes para paredes sombreadas y

soleadas" y "Diferencias de temperaturas equivalentes para ganancias de calor a través de techos planos". Estos

factores dan las diferencias de temperaturas equivalentes para varios tipos de construcciones en distintos

momentos del día para techos y paredes respectivamente, están incluidas en el del manual N publicado por la

ACCA.

5.-9 CONCENTRACIÓN DE PERSONAS COMO BASE DE DISEÑO

Las personas que ocuparan el espacio contribuyen con cantidades importantes de calor sensible y calor latente,

que aumenta la carga total de enfriamiento de dicho espacio.

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El cálculo se basa en el número promedio de personas dentro del espacio durante el periodo de la máxima carga

de enfriamiento de diseño. La cantidad de calor debida a las personas, que va a aumentar la carga total de

enfriamiento, estará de acuerdo a la actividad desarrollada por estás personas como indica la Tabla " Ganancias

de calor por persona". La tabla publicada en el manual N de la ACCA titulada "Concentración de personas

estimados" muestra valores estimados en pies cuadrados por personas para ser usados cuando no se disponga de

datos más exactos.

5.-10 GANANCIAS DE CALOR ORIGINADAS POR EQUIPOS INSTALADOS EN EL INTERIOR DE UN

ESPACIO A ACONDICIONAR

Entre las fuentes de calor dentro del espacio que será condicionado están las luces, las máquinas de oficina,

equipos de computación, los electrodomésticos y los motores eléctricos. La tablas anexas que muestran la

ganancia de calor generada por algunos de estos aparatos son, "Ganancias de calor por motores eléctricos" y

"Ganancias de calor por electrodomésticos" y "Ganancias de calor generado por equipos de oficinas", del manual

N publicado por la ACCA.

Cuando los equipos que producen calor están cubiertos por una campana de extracción, debe calcularse la carga

adicional debida al aire fresco que se debe introducir para compensar el aire extraído por la campana. Esto se

calcula en la secuencia de Ganancias de calor por infiltración y ventilación.

Con respecto al alumbrado, el mismo constituye una fuente de calor sensible. Este calor se emite por radiación,

convección y conducción. Un porcentaje del calor emitido por radiación es absorbido por los materiales que rodean

el local, pudiendo también producirse estratificación del calor emitido por convección. Las ganancias de calor

reales se determinan aplicando los valores mostrados en la tabla "Ganancias debidas al alumbrado".

Las lámparas incandescentes transforman en luz un 10% de la energía absorbida, mientras el resto la transforman

en calor que se disipa por radiación, convección y conducción. Un 80% de la potencia absorbida se disipa por

radiación, y solo el 10% restante por conducción y conducción.

Los tubos fluorescentes transforman un 25% de la energía absorbida en luz, mientras que otro 25% se disipa por

radiación hacia las paredes que rodean el local, y el resto por conducción y convección. Debe tenerse en cuenta,

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además, el calor emitido por la reactancia o resistencia limitadora, que representa un 25% de la energía absorbida

por la lámpara.

Tabla Ganancias debidas al alumbrado

Tabla Ganancias debidas al alumbrado

TIPO GANANCIA DE CALOR SENSIBLE EN BTU/HR

Fluorescente Potencia útil en vatios x 4,1

Incandescente Potencia útil en vatios x 3,4

Generalmente la placa de identificación de los equipos dará la información necesaria para obtener el dato

aproximado del calor generado por el aparato. En las placas que se especifique la potencia consumida, esta se

puede tratar del mismo modo que las luces incandescentes, multiplicando los vatios por 3,4 para obtener Btu/hr. Si

lo especificado es la potencia del motor, puede usarse la tabla "Ganancias de calor por motores eléctricos" para

obtener Btu/hr. Si solo se especifican el voltaje y los amperios consumidos a plena carga, se multiplica el voltaje

por el amperaje por un factor de utilización razonable (se recomienda 0,6 para motores pequeños y 0,9 para

motores grandes) y por 3,4 para obtener Btu/hr. En todos los casos, aplique un factor de utilización.

5.-11 GANANCIA DE CALOR POR INFILTRACIÓN Y VENTILACIÓN

El aire del exterior que fluye a través de una edificación, ya sea como aire de ventilación, o no intencionalmente

como infiltración (y ex filtración) es importante por dos razones. El aire del exterior es utilizado muchas veces para

diluir contaminantes en el aire del interior y la energía asociada con calentamiento o enfriamiento de este aire

exterior es una significativa carga de relación espacio - acondicionamiento. La magnitud de estos valores de flujo

de aire debe ser conocida a máxima carga para calcular adecuadamente el tamaño de equipo y en condiciones

promedio, estimar adecuadamente el consumo de energía promedio y estacionario. Deben conocerse también los

valores de intercambio de aire para asegurar un adecuado control de los niveles de contaminantes en el interior.

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En grandes edificaciones deben ser determinados el efecto de infiltración y ventilación en distribución, y los

patrones de flujo de aire interzonal, los cuales incluyen patrones de circulación de humo en caso de incendio.

El intercambio de aire entre el interior y las afueras está dividido en: ventilación (intencional e idealmente

controlada) e infiltración (no intencional y descontrolada). La ventilación puede ser natural y forzada.

La ventilación natural: es un flujo de aire sin energía a través de ventanas abiertas, puertas y otras aberturas

intencionales de una edificación.

La ventilación forzada: es intencional, es un intercambio de aire propulsado por un ventilador y con ventanillas de

toma y descarga o escapes que son especialmente designadas e instaladas para ventilación.

La infiltración, es flujo de aire no controlado a través de grietas, intersticios y otras aberturas no intencionales.

Infiltración, ex filtración y flujo de ventilación natural son causados por diferencias de presión debido al viento,

diferencia de temperatura interior – exterior y operaciones de aplicaciones o dispositivos.

Este trabajo, se enfoca en residencias y pequeñas edificaciones comerciales en las cuales el intercambio de aire

es debido primeramente a infiltración. Los principios físicos también son discutidas en relación a grandes

edificaciones en las cuales el intercambio de aire depende más de ventilación mecánica que en el rendimiento de

la envoltura de la edificación.

5.-12 TIPOS DE INTERCAMBIO DE AIRE

Los edificios tienen tres diferentes modos de intercambio de aire: (1) ventilación forzada; (2) ventilación natural (3)

infiltración. Estos modos difieren significativamente en como ellos afectan la energía, la calidad del aire y el confort

térmico. También ellos difieren en la habilidad de mantener una cuota de intercambio deseada. La cuota de

intercambio de aire de una edificación en un momento dado generalmente incluye los 3 modos y todos ellos deben

ser considerados aunque uno de ellos sea el predominante.

La cuota de intercambio de aire asociada con sistemas de ventilación forzada depende en la taza de flujo de aire

en los sistemas de ventilación, de la resistencia al flujo de aire asociada con los sistemas de distribución, de la

resistencia del flujo de aire entre las zonas del edificio y el hermetismo de la envoltura del edificio. Si alguno de

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estos factores no está a nivel de diseño o no esta propiamente calculado, la taza o cuota de intercambio de aire del

edificio puede resultar diferente de sus valores de diseño.

La ventilación forzada proporciona el mayor potencial para el control de la cuota de intercambio de aire y la

distribución de aire dentro de una edificación a través de un diseño adecuado. Un sistema de ventilación forzada

ideal tiene una cuota suficiente de ventilación para controlar los niveles de contaminante en el interior y a la misma

vez evita la sobre ventilación, adicionalmente mantiene un buen confort térmico.

La ventilación forzada es generalmente obligatoria en grandes edificaciones, donde una mínima cantidad de aire

exterior es requerida para la salud y confort de los ocupantes y donde los sistemas mecánicos de expulsión

aconsejables son necesarios. La ventilación forzada generalmente no es utilizada en residencias o en otro tipo de

estructuras con envolturas. Sin embargo, edificaciones más herméticas requieren mayores sistemas de ventilación

para asegurar una adecuada cantidad de aire exterior para mantener una aceptable calidad de aire interior.

La ventilación natural a través de aberturas intencionales es causada por presiones del viento y diferencias de

temperaturas interior – exterior.

Flujo de aire a través de ventanas y puertas u otras aberturas de diseño pueden seran utilizadas para proveer una

ventilación adecuada para diluir contaminantes y controlar temperaturas. Aperturas no intencionales en la envoltura

de la edificación y la infiltración asociada puede interferir con los patrones de distribución de aire de ventilación

natural deseada y cargas mayores que la tasa de diseño de flujo de aire. La ventilación natural algunas veces

incluye infiltración.

Infiltración es flujo de aire descontrolado a través de aberturas no intencionales producidas por vientos, diferencia

de temperaturas y presiones inducidas de aplicación. Infiltración es menos confiable de proveer ventilación

adecuada y distribución, ya que este depende de condiciones climáticas y la distribución de aberturas no

intencionales.

Es la fuente principal de distribución, en edificios de envolturas dominante y también es un factor importante en

edificaciones ventiladas mecánicamente.

5.-13 VENTILACIÓN Y CARGAS TÉRMICAS

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El aire exterior introducido en una edificación forma parte de la carga de acondicionamiento del espacio, la cual es

una razón para limitar la cuota de intercambio de aire en las edificaciones a un mínimo requerido. El intercambio de

aire típicamente representa de un 20% a un 40% de la carga térmica de la edificación.

El intercambio de aire incrementa la carga térmica de una edificación de 3 maneras:

La primera, el aire entrante debe ser calentado o enfriado desde la temperatura del aire exterior a la temperatura

del aire interior. La tasa de consumo de energía está dada por

q s = carga de calor sensible bth/hr, Donde

Q = tasa de flujo de aire, cfm.

e = densidad de aire, lbm/ft3 (aprox. 0.075)

c p = calor específico del aire, Btu/lbºf (aprox 0.24)

D t = diferencia de temperatura interior – exterior, º F.

Segundo, el intercambio de aire incrementa el contenido de humedad, particularmente en verano y en algunas

áreas cuando el aire húmedo del exterior debe ser deshumidificado. El consumo de energía asociada con estas

cargas está dado por:

q1 = 60 Qhfg DW

Dónde:

q1 = carga de calor latente, Btu/h

H fg = calor latente de vapor a la temperatura del aire apropiado, Btu/lbm (aprox. 1.000)

D W = radiode humedad de aire interior menos el radio de humedad del aire exterior, lbm agua/ lbm aire seco.

Finalmente el intercambio de aire puede incrementar la carga en una edificación, disminuyendo el rendimiento del

sistema de envoltura o aislamiento. El aire fluyendo alrededor y a través del aislamiento puede incrementar la tasa

de transferencia sobre las tasas de diseño. El efecto de dicho flujo de aire en el rendimiento del sistema de

aislamiento es difícil de cuantificar, pero debe ser considerado. El flujo de aire en el sistema de aislamiento puede

disminuir también el rendimiento del sistema debido a la humedad condensada dentro y sobre el aislamiento.

5.-14 VENTILACIÓN Y CALIDAD DE AIRE

Los requerimientos del aire exterior han sido discutidos por más de un siglo, y diferentes estudiosos han producido

estándares de ventilación radicalmente diferentes (Klauss et al 1970, Yaglou 1936, 1937). Las consideraciones han

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incluido la cantidad de aire requerido para remover aire exhalado y para controlar la humedad interior, dióxido de

carbono (CO2) y olor.

El mantenimiento de los niveles de dióxido de carbono (CO2) es un criterio común para determinar la cuota de

ventilación. Una concentración típica exterior del CO2 es 0.03 %. El estándar 62 de la ASHRAE especifica la tasa

de ventilación requerida para mantener una aceptable calidad del aire interior para una variedad de usos de

espacios. La forma contiene un requerimiento básico de 15 cfm de aire exterior por persona basado en un límite de

concentración de CO2 de 0,1 %.

Mientras una persona de salud normal tolera 0.5 % de CO2 sin síntomas desagradables (Mc. Hattie 1.960) y los

submarinos algunas veces operan con 1% de CO2 en la atmósfera a nivel de 0.1 % provee un factor de seguridad

para actividad continua, carga de ocupación inusual, ventilación reducida y control de olores.

Alternativamente la norma 62 puede ser completada manteniendo la concentración de ciertos contaminantes

dentro de los límites prescritos por la norma, por medio de la combinación de control de fuentes, tratamiento del

aire y ventilación.

En caso de fuentes contaminantes de alto nivel, imprácticamente se requieren altos niveles de ventilación para

controlar los niveles de contaminación, ya que otros métodos de control son más efectivos. Una efectiva forma de

control es la remoción o reducción de fuentes contaminantes, otra alternativas es especificar materiales de

construcción con bajas cuotas de emisión de contaminantes.

Selladores pueden ser utilizados en algunas situaciones para prevenir entrada de gases. Ventilación del lugar

como ventanillas del baño, rejillas para controlar una fuente determinada es también efectiva.

Las partículas pueden ser removidas por medio de filtros de aire. Gases contaminantes con mayor peso molecular

pueden ser controlados con carbón activo, con pelotillas de alúmina impregnadas con sustancias como

permanganato de potasio. El capítulo 10 del volumen HVAC de 1.988 tiene información sobre la limpieza del aire.

La norma 62 permite que el aire limpio sea sustituido por aire del exterior.

La cuota de circulación debe incrementarse pero debe haber ahorro de energía al acondicionar aire del exterior.

Cada contaminante y un método apropiado de limpieza deben ser considerados.

La práctica de ventilación industrial está bien desarrollada y es discutida en los capítulos 41 y 43 del volumen

HVAC de 1995 y el Manual de Ventilación Industrial ACEIH de 1.986.

19


5.-15 MECANISMO DE FUNCIONAMIENTO

La ventilación natural y la infiltración son producidas por diferencias de presión causadas por viento, diferencias de

temperatura entre el aire del interior y el aire del exterior (efecto de chimenea), y la operación de equipos como

dispositivas de combustión y sistemas de ventilación mecánica.

Las diferencias de presión en una zona depresión de la magnitud de estos mecanismos de funcionamiento, así

también como de las características de las aberturas en el diseño de la edificación, su ubicación y la relación entre

las diferencias de presión y el flujo de aire para cada abertura.

Las diferencias de presión a lo largo de la estructura de la edificación están basadas en los requerimientos de que

el flujo de la masa de aire que entra en la edificación son iguales a las masas que fluyen hacia fuera. En general la

diferencia de densidad entre las interiores y las exteriores pueden ser descartadas, tal que la tasa de flujo de aire

volumétrico que entra al edificio se iguala a la tasa de aire volumétrico que sale. Asumiendo que las diferencias de

presión de la envoltura pueda ser determinada siempre, tal determinación requiere una gran cantidad de

información detallada que sencillamente es imposible de obtener.

Cuando el viento choca contra una edificación produce una distribución de presiones estáticas sobre la superficie

exterior de la edificación, la cual depende de la dirección del viento y de la ubicación en el exterior de la edificación.

Cuando existe una diferencia de temperatura interior – exterior, se impone un gradiente en la diferencia de presión.

Esta diferencia de presión D pi es una función de la altura y la diferencia de temperatura.

6.- EVALUACIÓN DE EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO. CARACTERISTICAS PRUEBAS DE AIRE ACONDICIONADO

Los equipos de aire acondicionado que se comercializan en México deben contar con la acreditación de las

normas mexicanas de eficiencia energética: NOM-073-SCFI-1994, para acondicionadores de aire tipo cuarto o la

NOM-011-ENER-1996, para acondicionadores de aire tipo central. Durante las pruebas se registran las

temperaturas de bulbo seco y húmedo de las distintas cámaras y sus alrededores. La temperatura de bulbo seco

20


del cuarto debe mantenerse en 299.7 K y la de bulbo húmedo a 292.5 K. La temperatura exterior de bulbo seco

debe ser 308 K y la de bulbo húmedo de 296.9 K. Para cumplir con la norma correspondiente a acondicionadores

de aire tipo central se efectúan varias pruebas para determinar la capacidad de enfriamiento: la de desempeño a

estado estable con serpentín húmedo, en estado estable con serpentín seco y con realización de ciclos del moto

compresor con serpentín seco. En la primera, se debe tener una temperatura del aire de entrada en el lado interior

del equipo de 26.6°C de bulbo seco y de 19.5°C de bulbo húmedo. La de bulbo seco del aire de entrada del lado

exterior del equipo debe ser de 35°C o de 27.6°C. Las dos pruebas restantes se deben realizar con una

temperatura de bulbo seco del aire de entrada en el lado interior del equipo de 26.6°C y una de bulbo húmedo de

13.9°C. En la prueba de ciclos del compresor, éste debe estar encendido durante 6 minutos y apagado 24. Todas

las pruebas deben hacerse con una tensión de suministro de 115 V ó 220 +/- 1% para equipos monofásicos y de

220 V ó 440 V +/- 1% para los trifásicos. La velocidad del aire alrededor del equipo no debe exceder 2.5 m/s. La

distancia de cualquier superficie del cuarto a la descarga del aire del equipo de prueba no debe ser inferior a 1.8 m

y de al menos 0.9 m con el resto del equipo.

Sección de serpentín de enfriamiento. Los materiales de los tubos y aletas deben ser de cobre, ver 8.4.3.3.2 y

contar con un recubrimiento anticorrosivo heresite o equivalente en cuanto a calidad, sin que afecte la

transferencia de calor. En áreas de confort se deben tener como máximo de 8 aletas por 24.5 mm (1 pulgada) de

longitud de serpentín a menos que los requerimientos del proyecto establezcan requerimientos diferentes.

Para instalaciones a nivel del mar, en sistemas de volumen variable deben considerarse 9° C (48° F) de punto de

rocío del aparato o 12° C (53° F) de temperatura de inyección del aire.

Se deben satisfacer los requerimientos de carga total de enfriamiento del serpentín de la unidad manejadora de

aire a que esté dando servicio y deben manejar refrigerante ecológico R-134a, R-407C o equivalentes que estén

aceptados como ecológicos por EPA. Los sistemas de refrigeración de expansión directa se deben usar cuando el

serpentín está cerca de la unidad condensadora y la capacidad del sistema no exceda las 120 t. r. La unidad debe

tener base anti vibratoria, así como aisladores de vibración interna para sus componentes.

Compresores. Deben ser del tipo semi hermético para manejar refrigerante ecológico R-134a, R-407C o

equivalentes que estén aceptados como ecológicos por EPA.

Sección de condensación. Debe ser de tubos y aletas de cobre, ver numeral 8.4.3.3.2 y con recubrimiento

anticorrosivo heresite o equivalente en cuanto a calidad, sin que afecte la transferencia de calor.

21


Ventiladores del condensador. Sus motores deben ser de inducción, totalmente cerrados a prueba de goteo

(Motor abierto protegido para intemperie) y cumplir con la NRF-095-PEMEX-2004.

Controles de alta y baja presión. Los sistemas de refrigeración de expansión directa deben contar con controles

de paro por alta o baja presión del refrigerante.

Protecciones para los motores de los compresores. Aplicar 8.1.2 de especificaciones eléctricas y 8.2.8.3 sobre

detectores de temperatura y debe cumplir con la NRF-095-PEMEX-2004.

Válvulas solenoides. Válvulas termostáticas de expansión, mirillas de flujo y filtros deshidratadores, todos estos

accesorios deben ser de capacidad tal para que sean funcionales con respecto al sistema de refrigeración.

Instrumentación y control. Debe ser instrumentada con el tipo de sistema a instalar y el grado de automatización

requerido. El tablero de control, tipo de dispositivos de control e interruptores; deben ser para operar en el

ambiente y el área clasificada.

Unidades tipo paquete (UP).

Deben tener capacidad de enfriamiento para abatir la carga de calor sensible y latente del local y del aire exterior a

suministrar. Los flujos, temperaturas y calidad del aire deben satisfacer las condiciones interiores requeridas,

según la Tabla N° 1 incluida en esta norma.

La configuración de la descarga y retorno puede ser horizontal o vertical. El equipo debe contar con el número de

circuitos de refrigerante requeridos, cada circuito de refrigerante debe tener: compresor de refrigerante, válvulas de

servicios en la descarga, filtro deshidratador tipo removible, mirilla en la línea de líquido con indicador de humedad,

puerto de carga y válvulas de expansión termostática. El circuito de refrigerante del equipo debe tener carga de

refrigerante R-134a o R-407C tipo ecológico o equivalentes que estén aceptados como ecológicos por EPA,

suministrado de fábrica; el circuito de refrigerante debe tener una línea de derivación de gas caliente.

El gabinete debe ser de material ASTM A 653/A 653M o equivalente y se debe proteger contra la corrosión con un

sistema de recubrimiento anticorrosivo, el cual debe seleccionarse de la NRF-053-PEMEX-2005 y debe cumplir

con los requisitos de calidad del material, preparación de la superficie que se va a proteger, número de capas,

espesores y método de aplicación, indicados en la norma antes mencionada. El equipo debe contar como mínimo

con los siguientes componentes:

Ventilador del evaporador. Debe ser tipo centrífugo para manejar el flujo de aire requerido para cada local y

abatir la caída de presión de la red de ductos, filtros, difusores, rejillas y las propias del equipo. Debe ser acoplado

al motor por medio de poleas de paso variable y bandas de sección trapezoidal. El motor eléctrico debe ser de

inducción, eficiencia Premium, dependiendo del área clasificada y debe cumplir con la NRF-095-PEMEX-2004.

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Serpentín de evaporación Debe abatir el calor sensible y latente demandado por cada área y enfriar el aire a las

condiciones de inyección de acuerdo a la carta psicrométrica.

Los materiales de los tubos y aletas deben ser de cobre, cumplir con el numeral 8.4.3.3.2 de esta norma y contar

con baño de anticorrosivo heresite o equivalente en cuanto a calidad, sin que afecte la transferencia de calor.

Serpentín de subenfriamiento (accesorio para des humidificación). Conjuntamente con el serpentín de

enfriamiento se debe controlar la humedad dentro del local acondicionado, para zonas geográficas con alto

contenido de humedad.

Los materiales de los tubos y aletas deben ser de cobre, conforme a 8.4.3.3.2 y contar con baño de anticorrosivo

heresite o equivalente en cuanto a calidad, sin que afecte la transferencia de calor.

Ventiladores para el condensador. Debe ser tipo axial, con acoplamiento directo a motores de inducción,

totalmente cerrados a prueba de goteo y debe cumplir con la NRF-095-PEMEX-2004.

Serpentín de condensación. Los materiales de los tubos y aletas deben ser de cobre y cumplir con 8.4.3.3.2 de

esta norma y contar con baño de anticorrosivo heresite o equivalente en cuanto a calidad, sin que afecte la

transferencia de calor.

Compresor. Debe ser tipo semi hermético reciprocante o “scroll” (rotativo) y debe manejar refrigerante ecológico

R-134a, R-407C o equivalentes que estén aceptados como ecológicos por EPA.

Ventilación.

Debe cumplir con el capítulo F26 Ventilación and infiltración; del Fundamentals 2001 del ASHRAE o equivalente.

Además de los capítulos A13 Laboratories y A28 Ventilation of the industrial environment del manual HVAC

applications de 1999 del ASHRAE o equivalente y el capítulo 5 y anexos A, B y C de la ISO 15138:2000.

Asimismo, se debe cumplir con los requisitos establecidos en la ISO-12499:1999 con respecto a las medidas de

seguridad.

De acuerdo a requisitos del proyecto, puede tenerse cualquiera de las siguientes aplicaciones:

a) Axial. Para baja presión y altos volúmenes de aire, en donde el nivel de ruido no es de importancia, se debe

diseñar empotrado en muro, descarga libre al exterior con persianas de gravedad.

b) Centrífugo. Para todo valor de presión estática y volumen de aire, ya sea a descarga libre o donde se requiera

de un sistema de ductos.

Se debe cumplir con lo especificado en los siguientes componentes:

Serpentines de enfriamiento.

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La selección debe satisfacer las condiciones de calor sensible y calor latente evaluados en la carga térmica para

enfriar el aire a las condiciones de inyección del proyecto específico. El serpentín de enfriamiento debe ser

seleccionado con una velocidad frontal de 2,3 a 2,8 m/s (450 a 550 ft/min) y no debe presentarse arrastre de

condensados, para lo cual existen dos tipos:

Materiales de unión (soldaduras).

En las uniones de tuberías y conexiones de cobre para agua, se debe utilizar soldadura de baja temperatura de

fusión y realizar las uniones en dos etapas:

La primera, con soldadura ASTM B 32 Gr. Sn50 o equivalente.

La segunda, con soldadura ASTM B 32 Gr. Sb5 o equivalente, para refuerzo.

Para la unión de tuberías de acero al carbono, debe utilizarse soldadura eléctrica empleando electrodos

clasificación: AWS E 6010 y AWS E 7018 o equivalentes.

Válvulas eliminadoras de aire.

Se debe diseñar en el nivel más alto de la red de agua helada para desalojar el aire de la misma red, evitando

Mangueras flexibles.

Se deben instalar entre las conexiones de equipo y tuberías, además en donde lo indique el proyecto, para aislar o

evitar la transmisión de vibraciones a la red de tuberías de agua helada.

Tanque de expansión.

Todos los sistemas de agua helada y de calefacción, deben contar con uno y debe colocarse en la succión de la(s)

bomba(s), en el nivel más alto de la red de tuberías.

Refrigerante.

El diámetro de las líneas de refrigerante debe seleccionarse con las siguientes consideraciones: mínimas pérdidas

de fricción y velocidad de retorno del aceite al compresor acorde con el diseño. El diseño y dimensionamiento de

las líneas de succión de las unidades condensadoras, es vital para su operación eficiente. Se debe tomar en

cuenta al seleccionar el diámetro de las tubería, que no se presente un caída de presión mayor a 21 kPa (3 lb /

pulgada2) que reduzca la capacidad del compresor. Las líneas de succión de gas deben diseñarse para una caída

de presión total de 21 kPa (3 lb / pulgada2) en una longitud de 30 m (100 pies), equivalente a un cambio de 1º C

(2º F) en la temperatura de saturación. La tubería y accesorios de la línea de succión de gas se deben aislar

térmicamente con elementos preformados de polietileno tipo espuma ASTM C 534 o equivalente, del tipo anti-

inflamable de 25 mm (1 pulgada) de espesor y tener una barrera de vapor con las uniones completamente selladas

para evitar condensación. Los diámetros de las líneas de descarga de gas refrigerante se deben diseñar para una

caída de presión máxima de 41 Kpa (6 lb / pulgada2) en 30 metros de longitud equivalente. Las líneas de descarga

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deben diseñarse para una caída de presión total de 21 a 41 kPa (3 a 6 lb / pulg2) en 30 m de longitud (100 pies),

equivalente a un cambio de 1 a 2º C (2 a 4º F) en la temperatura de saturación. Las líneas de descarga no

requieren aislamiento, excepto bajo las siguientes condiciones: cuando pasen a través del local acondicionado,

estén localizadas de manera que haya peligro de contacto personal o estén en contacto y muy cerca de la línea de

líquido refrigerante. Los refrigerantes ecológicos típicos que deben ser empleados, son R-134a, R-407C o

equivalentes que estén aceptados como ecológicos por EPA. Las líneas de líquido deben diseñarse para caída de

presión total de 21 a 41 kPa (3 a 6 lb / pulg2) en 30 m de longitud (100 pies), equivalente a un cambio de 1 a 2º C

(2 a 4º F) en la temperatura de saturación. Estas líneas requieren aislamiento cuando se encuentren expuestas a

altas temperaturas o a la radiación solar. Los accesorios requeridos en los sistemas de refrigeración por expansión

directa deben ser:

a) Mirillas de flujo.

b) Filtros deshidratadores.

c) Válvulas solenoides.

d) Válvulas termostáticas de expansión.

Se deben seleccionar con la capacidad de diseño de refrigeración de los equipos. La cantidad y localización

depende del equipo suministrado y deben apegarse a las instrucciones del fabricante.

8.4.3.3.10 Materiales de unión (soldaduras).

Las uniones de tubería y conexiones del material indiciado en el inciso d) del numeral 8.4.3.3.2 para refrigerante,

deben realizarse con soldadura ASTM B 32 Gr. Ag 5.5 o equivalente.

Ductos.

La distribución de aire debe hacerse a través de una red de ductos de inyección y de retorno de lámina ASTM A

653/A 653M o equivalente, los cuales deben correr por el espacio existente entre el techo y el falso plafón o por el

espacio entre el piso y piso falso, según sea el caso, sin interferir con otras instalaciones. Los ductos de inyección

deben conectarse a difusores o rejillas de inyección o bien, a cajas de volumen de aire variable y posteriormente a

difusores o rejillas de inyección; del mismo modo, las rejillas de retorno deben conectarse a los ductos de retorno,

no debe diseñarse el retorno por cámaras plenas. Para lograr una buena distribución de aire los difusores o rejillas

de inyección deben colocarse de acuerdo al diseño arquitectónico, de alumbrado, de seguridad industrial, de voz y

datos entre otros.

Su diseño debe cumplir con NFPA 90A, ASHRAE, manual SMACNA o equivalentes. Existen dos tipos de ductos,

rectangulares para baja velocidad y redondos para media y alta velocidad:

Las dimensiones

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Ductos para sistema de volumen de aire variable. Pueden ser redondos o rectangulares. Para los

rectangulares, las juntas deben ser perfectamente selladas. El ducto principal de inyección de aire y los ramales

principales deben ser dimensionados por el método de recuperación estática para minimizar las pérdidas por

fricción y mantener presiones similares en el sistema. Las velocidades en los ductos principales deben ser de 10 a

12,7 m/s (2 000 a 2 500 ft/min). Las aplicaciones con limitaciones de espacio pueden usar velocidades de 12,7 a

15 m/s (2 500 a 3 000 ft/min). El uso de altas velocidades requiere un sistema diseñado con tratamiento acústico

Para evitar caídas de presión excesivas, se debe mantener una distancia mínima equivalente a seis diámetros de

ducto entre dos derivaciones consecutivas. La combinación de presiones estáticas medianas o altas con

velocidades altas a la salida del ventilador requiere de silenciadores para reducir el ruido del ventilador en el

sistema de distribución de aire. El silenciador debe estar ubicado tan cerca como sea práctico del ventilador para

contener el sonido dentro de él y prevenir la transmisión del sonido a través de la red de ductos hasta el local

acondicionado.

En el retorno se deben usar velocidades bajas o medianas. Un sistema estable de aire de retorno debe ser

diseñado como un sistema a baja presión con un coeficiente de fricción inferior a 2,5 mm columna de agua por 30

m (0,1 pulgada por 100 pies) de ducto y con una caída de presión menor de 2,5 mm (0,1 pulgada) columna de

agua en las rejillas de retorno. Deben ser diseñados en base al método de fricción constante.

El factor de diversidad del sistema de volumen variable depende de un balance térmico y se debe utilizar para

seleccionar la manejadora de aire, el sistema de enfriamiento y el diseño de los ductos de aire.

No se aceptan sistemas de desvío porque no se obtienen reducciones en la potencia del ventilador y la alta

velocidad ocasiona mucho ruido.

Ductos para sistema de volumen constante.

La inyección y retorno de los sistemas de volumen constante deben ser dimensionados por el método de fricción

constante considerando 2,5 mm por cada 30 m (0,1 pulgada por cada 100 pies). Para ductos de sección

rectangular la relación del lado mayor del ducto comparado con el lado menor no debe exceder de 4:1. Los planos

que muestren el recorrido deben indicar claramente las dimensiones de los ductos, sus derivaciones y el calibre

para cada tramo. Se deben diseñar y fabricar según las indicaciones de ASHRAE y SMACNA o equivalentes.

8.4.3.5.3 Ductos de extracción de las campanas de cocina.

Deben ser provistos con trampa de grasas en el primer codo vertical, con un registro que permita eliminar el

exceso de grasa en el interior del ducto; asimismo, se debe instalar una compuerta contra incendio, colocada antes

de la trampa de grasas.

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Ductos de extracción de sanitarios.

Se deben diseñar de lámina ASTM A 653/A 653M o equivalente, conforme a lo indicado en generalidades

señaladas en 8.4.3.5, con los espesores ahí indicados para ductos de baja velocidad y sin aislamiento. Para el

diseño, instalación e interconexión del ducto se debe apegar al manual SMACNA o equivalente.

8.4.3.5.5 Ductos flexibles.

La conexión entre los ductos de aire acondicionado y difusores o rejillas ya sea por inyección o retorno, se puede

hacer por medio de ductos flexibles conformado por un núcleo de alambre helicoidal de acero resistente a la

tensión y corrosión, encapsulado entre dos películas de poliéster y recubierto con una capa de fibra de vidrio y

finalmente recubierto con una “Barrera de vapor” a base de fibra de vidrio reforzada con una película metalizada de

poliéster.

Esta conexión no debe ser mayor de dos metros de longitud, no debe tener dobleces con radios cerrados y debe

fijarse con soportes a un espaciamiento máximo de 1,5 metros entre tales soportes.

Cajas de volumen de aire variable.

La selección debe ser con el caudal máximo permisible, el cual debe estar limitado por el nivel de sonido que se

desee según se indica en la Tabla 2 y por el tiro del difusor. El número y tamaño debe estar de acuerdo con la

cantidad de aire suministrado y coordinado con los plafones y lámparas, para un trazado arquitectónico. Deben ser

construidas de lámina ASTM A 653/A 653M o equivalente, con espesor de 0,85 mm (calibre 22) e incluir como

mínimo un motor actuador tipo proporcional para la modulación del aire y que sea compatible con el termostato

proporcional con punto de ajuste (set point) para regular el flujo de aire, un controlador electrónico digital a 24 volt,

un transformador, un sensor de flujo y un sensor de presión diferencial.

Todos los accesorios deben ser compatibles al 100% con el controlador. Se debe considerar un termostato por

cada caja de volumen variable y cada caja de volumen variable debe controlar como máximo hasta cuatro locales

a acondicionar y debe instalarse siguiendo las instrucciones del fabricante.

La compuerta de control de paso de aire debe ser fabricada de lámina de aluminio ASTM B 209 o equivalente para

dar rigidez, debe ser mecánicamente manejada por la flecha colocada al centro de la compuerta. La flecha de la

compuerta debe rotar sobre bujes de nylon para evitar ruido. La compuerta debe ser calibrada para arrancar en 0°

o totalmente abierta y tener capacidad para girar de 0° a 90°. Cada caja debe ser programada para funcionar

como se indica, además se debe probar su arranque y funcionamiento. Los resultados de estas pruebas deben ser

por escrito, avalados por el fabricante del equipo. El soporte de las cajas debe ser conforme a las indicaciones del

fabricante y/o como se señala en planos del proyecto.

En auditorios, salas de proyecciones, salas de conferencias, salas de usos múltiples, comedores o locales donde

se concentre un gran número de personas, para controlar la humedad relativa, las cajas de volumen variable

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deben tener integradas resistencias eléctricas que se deben controlar con un humidostato. Las presiones

requeridas por las cajas de volumen variable para su correcto funcionamiento, requieren de un sistema de

distribución de aire que sea firme y hermético para prevenir fugas de aire y ruido. Por lo tanto se prefiere utilizar

ductos redondos o espirales.

Se deben realizar los estimados de carga térmica por cada local del inmueble para determinar la cantidad máxima

del aire de inyección y el número correspondiente de cajas y difusores de volumen variable.

Aislamiento.

Siempre que se utilice aislamiento para ductos o tubería, se debe proveer una barrera de vapor debidamente

sellada para evitar la condensación del vapor de agua sobre la superficie fría.

Para ductos interiores de inyección y retorno.

Si su trayectoria es por locales no acondicionados, debe utilizarse colchoneta de fibra de vidrio de acuerdo a

ASTM C800 o equivalente, de 25 mm (1 pulgada) de espesor y 16 kg/m3 (1 lb/ft3) de densidad, con barrera de

vapor (sellador) en las juntas lineales y transversales, revestimiento de papel kraft y película (foil) de aluminio.

Incluye adhesivo y sellador.

Para ductos exteriores de inyección y retorno.

Debe utilizarse colchoneta de fibra de vidrio de acuerdo a ASTM C800 o equivalente de 51 mm (2 pulgadas) de

espesor y 16 kg/m3 (1 lb/ft3) de densidad, con barrera de vapor (sellador) en las juntas lineales y transversales,

revestimiento de papel kraft y película (foil) de aluminio. Incluye adhesivo y sellador.

Para la red de agua refrigerada, incluyendo válvulas y accesorios.

Debe ser aislada en su totalidad a fin de evitar que provoque condensación en la línea. Deben ser elementos

preformados de elastómero, tipo polímero espumado, de material anti-inflamable, el espesor debe ser el indicado

en los planos del proyecto y en la lista de conceptos. Debe considerarse el pegamento, afín al material para juntas

y barrera de vapor.

Para la red de agua de calefacción, incluyendo válvulas y accesorios.

Deben ser tubos preformados en dos medias cañas de fibra de vidrio, con espesor de 25 mm. Tubos de polímero

espumado de celda cerrada con espesor de 13 mm. Acabado en interiores con una capa de manta y 2 flejes de

aluminio cada 910 mm.

Protección mecánica.

Se debe proteger el aislamiento en todos los ductos exteriores y toda la tubería expuesta contra abuso mecánico.

Ductos.

Todos los ductos exteriores de aire acondicionado deben tener protección mecánica con una camisa de lámina de

aluminio lisa de acuerdo a ASTM B 209 o equivalente.

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Tubería de agua helada.

El aislamiento debe ser protegido con lámina de aluminio de acuerdo a ASTM B 209 o equivalente aleación

5050, con espesor de 0,5 mm (calibre 26) ó 0,7 mm (calibre 24), de acuerdo a los requisitos específicos del

proyecto, traslapada a cada 300 mm (1 pie) longitudinal y transversalmente, sujeta con remaches “pop” de 3

mm (1/8 pulgada).

8.4.3.8.3 Tubería de refrigerante.

La protección mecánica se debe realizar de acuerdo a requisitos de las bases técnicas o de licitación.

7.- CALCULO

8.- EQUIPOS PROPUESTOS

9.- LINEAS REFRIGERANTES

Líneas de refrigerante y eléctrica entre Condensador y Mini Split serán por medio de Tubería de cobre flexible de

3/8” y 1/2” para equipos de 2 T.R. y de 3/8” y 1/2” para equipos de 1 T.R., ambos cubiertos de aislamiento Térmico

de 1 1/4”.

10.- TIPO DE INSTALACION

Las líneas de refrigerante serán por medio de Tubería de cobre flexible de 3/8” y 1/2” para equipos de 2 T.R. y de

3/8” y 1/2” para equipos de 1 T.R., ambos cubiertos de aislamiento Térmico de 1 1/4”. Para su soporteria requiere

de los siguientes materiales: Escalerilla cabofil 9”, Esparrago (Barra Roscada Ø1/4" @150 CMS, Abrazaderas de

Solera, Tuercas, Placa de 10 X 5 CM e=1/4" y Anclaje Hilti 1/4". Para la soportaría de la Unidad Condensadora

será a base de 4 varillas roscadas de 1/2", 4 taquetes de expansión de 1/2", 8 tuercas y 8 rondanas, 4 tacones de

neopreno todos fijados a las bases en azotea de concreto o block ya impermeabilizadas, todo esto indicado

debidamente en los planos de Aire acondicionado AA-CSM-01-04

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Mm Aire a Comandancia (Reparado)

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