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GANANCIA CALORICA A TRAVES DE PAREDES
PARED 1
MATERIALES Y MEDICIONES
Bloque de concreto de 6 pulgadas.
Pañete de ½ pulgada en ambas caras.
Estuco y pintura de 1/16 de pulgada en ambas caras.
Pared 1 (E)
CALCULO DEL AREA DE LA PARED 1
Área total de la pared
Área de las puertas (3 puertas)
Área de las ventanas (3 ventanas)
Calculo del área final de la pared
Calculo de las resistencias (Anexo 1)
Descripción de la pared:
Pintura y estuco en yeso 1/16 de pulgada (doble cara)
Descripción del pañete:
Repello de cemento de ½ pulgada (doble cara)
Descripción del bloque de concreto:
Bloque hueco con doble celda de 6 pulgadas
Aire móvil en la ciudad de Ibagué
Aire móvil en una de las caras
Resistencia total
CALCULO DE U PARA PAREDES
CALCULO DE CLTD PARA LA PARED 1 (Anexo 8)
Para nuestro país las horas criticas son las 13, 14 y 15, ya que es a esta hora es cuando el sol tiene mayor intensidad.
Selección del grupo de acuerdo a la construcción de paredes:
Descripción:
Cámara de aire a 1 pulgada, aislamiento de 6 pulgadas a 8 pulgadas en bloques C.
Diferencia de temperaturas para paredes (CLTD)
CLTD13 = 25CLTD14 = 27CLTD15 = 29
Para calcular LM vamos al anexo A4 para la latitud de Ibagué que es 4.5, entonces leemos en latitud 8 con ubicación E y elegimos el mas caluroso (JUNIO) para el sitio en cuestión.
Factor dependiente de la pared (F)
F para zona intermedia
CALCULO DE CLTD CORREGIDOS PARA LA PARED 1
Como las condiciones del anexo 8 son diferentes a las condiciones de Ibagué, entonces los CCLTD se deben corregir con la siguiente formula:
Condiciones del anexo 8: T=78ºF y rango diario de 21ºF
Condiciones de Ibagué: TMEDIA=75ºF y rango diario (30ºC – 15ºC)= 15ºC
CALCULO DE LOS CALORES PARA LA PARED 1
PARED 2 (PARTICIÓN)
CALCULO DEL AREA DE LA PARED 2
CALCULO DE CALOR PARA LA PARED 2
PARED 3
Consideración: para facilitar el cálculo del área de la pared 3, esta se dividió en 3 secciones o partes. La primera parte corresponde a la ubicación occidental (pared 3), la segunda corresponde a la ubicación suroccidental ya que tiene un área de una sección circular (pared 4) y la tercera parte corresponde a la ubicación sur (pared 5).
CALCULO DEL AREA DE LAS PUERTAS
Calculó del Área de la pared 3 con ventanas
Calculó del Área de las ventanas de la pared 3
Calculó del Área de la pared 3 sin ventanas o área total de la pared 3
CALCULO DE CLTD PARA LA PARED 3 (Anexo 8)
Ubicación de la pared 3: occidental
CLTD13 = 12CLTD14 = 13CLTD15 = 14
Como las condiciones del anexo 8 son diferentes a las condiciones de Ibagué, entonces los CCLTD se deben corregir con la siguiente formula:
Condiciones del anexo 8: T=78ºF y rango diario de 21ºF
Condiciones de Ibagué: TMEDIA=75ºF y rango diario (30ºC – 15ºC)= 15ºC
CALCULO DE CLTD CORREGIDOS PARA LA PARED 3
CALCULO DE LOS CALORES PARA LA PARED 3
PARED 4
CALCULO DEL AREA DE LA PARED 4
Consideración: para calcular el área de esta pared la asemejamos a ¼ del área de un cilindro.
CALCULO DE CLTD PARA LA PARED 4(ANEXO 8)
Ubicación de la pared suroccidental (S/w)
Letra C
Factor dependiente de la pared (F)
F para zona intermedia
CLTD13 = 11CLTD14 = 13CLTD15 = 15
CALCULO DE LOS CLTD CORREGIDOS PARA LA PARED 4
CALCULO DE LOS CALORES DE LA PARED 4
Como las condiciones del anexo 8 son diferentes a las condiciones de Ibagué, entonces los CCLTD se deben corregir con la siguiente formula:
Condiciones del anexo 8: T=78ºF y rango diario de 21ºF
Condiciones de Ibagué: TMEDIA=75ºF y rango diario (30ºC – 15ºC)= 15ºC
PARED 5
CALCULO DEL AREA DE LA PARED 5 (SUR)
CALCULO DE CLTD PARA LA PARED 4
Ubicación de la pared sur (S)
Letra C
Factor dependiente de la pared (F)
F para zona intermedia
CLTD13 = 11CLTD14 = 14CLTD15 = 17
CALCULO DE LOS CLTD CORREGIDOS PARA LA PARED 4
CALCULO DE LOS CALORES DE LA PARED 4
Como las condiciones del anexo 8 son diferentes a las condiciones de Ibagué, entonces los CCLTD se deben corregir con la siguiente formula:
Condiciones del anexo 8: T=78ºF y rango diario de 21ºF
Condiciones de Ibagué: TMEDIA=75ºF y rango diario (30ºC – 15ºC)= 15ºC
GANANCIA CALORICA A TRAVES DE TECHOS
Consideración: para calcular el área total del techo calculamos el área del círculo y se divide en 4 para obtener el área de a y a continuación calculamos el área de b y c. estas 3 áreas se suman para obtener el área total.
CALCULO DEL AREA DEL TECHO
Calculo del área de a
Calculo del área de b
Calculo del área de c
Calculo del área de total
CALCULO DE U PARA TECHOS
Anexo 2
Cubierta de concreto liviano de 6 pulgadas sin aislamiento
Como el techo no esta directamente expuesto al sol se calcula ∆T
CALCULO DE CALOR PARA EL TECHO
GANANCIA CALORICA A TRAVES DE PISOS
Consideración: como el piso esta directamente sobre la tierra la ganancia de calor en el piso será igual cero.
CALCULO DE CALOR PARA EL PISO
GANANCIA CALORICA A TRAVES DE PUERTAS Y VENTANAS
PUERTAS
CALCULO DEL AREA DE LAS PUERTAS
CALCULO DE LA RESISTENCIA
Anexo 1
Cubierta a 2 aguas con hierro ondulado
CALCULO DE U PARA PUERTAS
CALCULO DE CLTD PARA PUERTAS
Consideración: como las condiciones de la tabla son diferentes a las de nuestro proyecto:
Si ti < 78ºF (se suma la diferencia)Si ti > 78ºF (se resta la diferencia)
CLTD13 = 12CLTD14 = 13CLTD15 = 14
CALCULO DE CLTD CORREGIDO
CALCULO DE LOS CALORES DE LAS PUERTAS
VENTANAS
En las ventanas se aporta dos tipos de calor (convección y conducción)
Conducción en ventanas de dimensiones (1.2m*0.99m)
CALCULO DEL ÁREA DE LAS VENTANAS
CALCULO DE U PARA VENTANAS
Anexo 9
Ventana sencilla con vidrio sin sombra
CALCULO DE CLTD PARA VENTANAS
Anexo 10
CLTD13 = 15CLTD14 = 16CLTD15 = 17
CALCULO DE LOS CALORES POR CONDUCCIÓN DE LAS VENTANAS
Convección o radiación en ventanas de dimensiones (1.2m*0.99m)
Área= 90% vidrio y 10% en metal
Calculo del área
SC= 1 Vidrio sencillo claro de 1/8 de pulgada.
SHGF= 200 Posición occidente y mes junio
CLF= Se considera construcción ligera de 2 pisos en posición E sin sombreado interior
CLF13 = 0.37
CLF14 = 0.32CLF15 = 0.29
CALCULO DE LOS CALORES POR CONVECCIÓN EN VENTANAS
Conducción en ventanas de dimensiones (1.51m*0.99m)
CALCULO DEL ÁREA DE LAS VENTANAS
CALCULO DE U PARA VENTANAS
Anexo 9
Ventana sencilla con vidrio sin sombra
CALCULO DE CLTD PARA VENTANAS
Anexo 10
CLTD13 = 15CLTD14 = 16CLTD15 = 17
CALCULO DE LOS CALORES POR CONDUCCIÓN DE LAS VENTANAS
Convección o radiación en ventanas de dimensiones (1.51m*0.99m)
Área= 90% vidrio y 10% en metal
Calculo del área
SC= 1 Vidrio sencillo claro de 1/8 de pulgada.
SHGF= 200 Posición occidente y mes junio
CLF= Se considera construcción ligera de 2 pisos en posición E sin sombreado interior
CLF13 = 0.37CLF14 = 0.32CLF15 = 0.29
CALCULO DE LOS CALORES POR CONVECCIÓN EN VENTANAS
CARGAS DE CALOR INTERNAS
. Ganancia calórica a través de luces
Fs=factor de proyección espacial Incandescentes = 1.0 Fluorescentes=1.0 Sodio=0.9
Fu=factor de usoCLF=factor de cargaPara nuestro proyecto son 6 lámparas incandescentes cada una de 120 WattsW= 6*120 wat W=720 watFu= 10h/24H Fu=0.416Para calcular el CLF vamos al anexo A.18 y luego al anexo A.16 para averiguar el coeficienteNuestro coeficiente es 0.55 (amueblado ordinario, sin alfombras. Ventilación media. Luces ocultas sin respiraderos)CLF13=0.24CLF14=0.22CLF15=0.21
q13=3.41*720*0.416*1*0.24=245.13 BTU/h q14=3.41*720*0.416*1*0.22=224.69 BTU/h q15=3.41*720*0.416*1*0.21=214.48 BTU/h
Ganancia calórica a través de personas
CALOR SENSIBLE (intercambio de calor)Ahora vamos al anexo A.19 para calcular qs y ql
.qs=245 ql=155En este recinto permanecerán aproximadamente 48 personas Ahora vamos al anexo A.20 para CLF (10 horas)CLF13=0.28CLF14=0.23CLF15=0.20
qs13=245*48*0.28=3292.8 BTU/h qs14=245*48*0.23=2704.8 BTU/h qs15=245*48*0.20=2352 BTU/h
CALOR LATENTE (sudor)
.ql =155*48
.ql= 7440 BTU/hGanancia calórica a través de aparatos
CALOR SENSIBLEAhora vamos al anexo A.21
2 televisor de 29 pulgadas ----------15Watt video beam ---------------------------3000Watt 12 computadores--------------------400Watt
(15*2)+3000+ (400*12)=7830 Watt
Ahora vamos al anexo A.23CLF13=0.24CLF14=0.20CLF15=0.17
q13=7830 Watt*0.24=1879.2 BTU/h q14=7830 Watt*0.20=1566 BTU/h q15=7830 Watt*0.17=1331.1 BTU/h
Ganancia calórica a través de infiltración y ventilaciónINFILTRACION (rendijas, puertas)Rendijas
H=0.26m=0.8528ft
L=1.04m=3.41ftW=0.16=0.52ftAc=cambios de aire por horaVamos al anexo 25 para calcular ac
Infiltración a través de ventanas pieza con un lado expuesto(verano protección ordinaria)Ac=0.60
I=0.0151CFM Ft3/minY como son 3 puertas I= (0.0151*3)=0.0453 CFMPuertas∆T=(86-75)F =11 FTráfico de personas Tp
Tp=48/3 = 16Vamos al anexo A.26 para mirar el IpIp=8 CFM(ft3/min)
INFILTRACION TOTALIt = 8 CFM+0.0453 CFM+ =0.3624
VENTILACION Vamos al anexo A.27Salón de clase =15CFM15*48 personas720 CFMCOMPARACION ENTRE INFILTRACION Y VENTILACION8.2853 CFM >720 CFMAHORA SE TOMA LA DECISIÓN DE DISEÑAR POR VENTILACION Y CALCULAMOS LOS CALORES:Calor sensible
.qs=1.10*720*11
.qs=8712 BTU/hCalor latente
Para calcular delta W (Humedad especifica) Condiciones exteriores
Tex=86 F (BS)H.R=78%
Condiciones interioresTi=75 FH.R=50%
Ahora vamos a la carta psicométrica y entramos con estas condiciones y leemos la humedad específica interior y exteriorWex=0.0208 lb h2o/lb aire secoWin=0.0093 lb h2o/lb aire seco
.qs=40075.2 BTU/h
Suma de los calores∑q13=21695.76 BTU/h
∑q14=20278.59 BTU/h
∑q15=20361.25 BTU/h
∑q=48863.13 BTU/h
Calor total
.q=21695.76BTU/h + 48863.13BTU/h
Calor total=70558.89BTU/h
CALOR DE DISEÑO= 70558.89*1.1.q=77614.78 BTU/h Calor de diseño
.qd=6.45 T.R
SELECCIÓN DE EQUIPOSEn la selección de equipos decidimos usar sistemas divididos de:
U condensadora U manejadora
DIMENSIONAMIENTO DE DUCTOS
Dimensionamiento de ductosT.R=6.45Para pasar este dato a cfm (Ft
CFM=3200 La unidad manejadora la ubicaremos en la pared 1 de ubicación este en la
parte final
La distancia máxima entre la u. manejadora y condensadora son 3 m por eso ubicamos la unidad manejadora de esta manera.
. como cada difusor tiene un radio de acción de 6m
15.24/6 =2.54 = 3 difusores5.44/6 = 0.91= 1 difusorEn total se instalarían 3 difusores que abarcaran todo el recinto y se distribuirán de la siguiente forma:
Se escoge el tramo más largo para dimensionar mediante el método de iguales perdidas por fricción.CFM DEL DISEÑO
En cada uno de los difusores deben salir 1066.67 CFMDIMENSIONAMIENTO DE DUCTOSTramo aCFM=3200Según el anexo de ingeniero Valverde la velocidad recomendad para el sitio son: 1200 FT/minLugo en el diagrama del anexo F leemos con 3200 CFM y con la velocidad
perdidas P.C.Q=0.8 Dimaetro= 22 pulgadas
Tramo bCFM=3200-1066.67CFM=2133.33PCQ=0.8Con este dato entramos al anexo FDiámetro=18 pulgadasVelocidad =1100 ft/minTramo c2133-1066.67=1066.66 CFMPCQ=0.8Según el anexo FVelocidad=930 ft7minDiámetro=14 pulgadasPara nuestro proyecto escogimos usar tubería rectangular y a continuación haremos las respectivas conversiones de diámetros con ayuda del anexo ATramo aDiámetro= 22 +/- 0.1 pulgadas
36*12 40*11 54*9
Tramo bDiámetro=18 +/- 0.1
18*15 26*11
48*7 60*6
Tramo cDiámetro= 14 +/- 0.1
15*11 17*10 19*9 22*8 26*7 32*6
Buscamos el diámetro más común entre los encontrados y el diámetro más común es el de 11 pulgadasTramo a40*11Tramo b26*11Tramo c15*11
Cantidad de material a utilizar en los ductosTramo a (40*2)+ (11*2)*5.08A=518.16 pulgadas2
Tramo b(26*2)+ (11*2)* 5.08A=375.92pulgadas2
Tramo c(15*2)+ (11*2)*5.08A=264.16 pulgada2
AREA TOTAL DE LOS DUCTOSAT=1158.24 pulgadas2
AT= 0.747 metros2