Dimensionamiento y Cálculo en Sistemas HVAC: Guía Práctica

Dimensionamiento y Cálculo en Sistemas HVAC

T= 20-24 grados. Humedad relativa: 50-60% (no se controla); PM2.5 = 10 microgramos/m3; PM10 = máximo 45 microgramos/m3; C02 = max 1000 particulas ppm. Para zonas de mas de 500 m2 lo que uno coloca es una UMA (ingresa aire a la oficina y luego una parte de este aire retorna hacia la UMA) se tiene un caudal.

UMAS: Cálculo de Cantidad

Para ver la cantidad de UMAs, se deben contar los grados (a,b,c), pero si hay, por ejemplo, una UMA grado A a 25°C y otra Grado A a 30°C, serían 2 UMAS. Las de 100% aire exterior son de inyección y extracción. Las que tienen retorno son con recirculación.

Ejercicio 1: Dimensionar Shaft

Datos:

• Ducto 1: 10.000 m3/h
• Ducto 2: 5000 m3/h
• Ducto 3: 16.000 m3/h
• V1=V2=V3= 6m/s
• Relación: w/h =2

Contención = sumidero --> Burbuja = protección

Pasos:

Paso 1) Pasar el caudal a m3/s:

• Caudal 1: 10.000/3600 = 2,7 m3/s
• Caudal 2: 5000/3600 = 1,38 m3/s
• Caudal 3: 16.000/3600 = 4,4 m3/s

Paso 2) Calcular el área:

• Área 1 = 2,7/ 6 = 0,45 m2
• Área 2= 1,38/6 = 0,23 m2
• Área 3 = 4,4/6 = 0,73 m2

Paso 3) Calcular las dimensiones:

w = 2H --> AREA = w x H = Area = 2H²

• h1 = raiz de (0,45/2) = 0,47 = 500mm --> reemplazando en W1 = 2x500 = 1000 mm
• H2 = 350 mm; W2 = 750 mm
• H3 = 600 mm; W3= 1200 mm

Finalmente, queda un shaft de 1200 x 1600 mm.

Ejercicio 2: Peso del Ducto

Datos:

• Caudal = 10.000 m3/h
• v = 5m/s
• W = 1600 mm
• H = 400 mm
• L = 100 m

Pasos:

Fórmula = (2 x h + 2 x w ) x e x L x 800 kg/m3

Entonces queda = (2 x 1,6 m + 2 x 0,4 m) x 1,2 (dato sacado de tabla según espesor y se divide para pasar a metros/1000) x 100 m x 800 kg/m3 == 3840 kg

Aislamiento:

(2 x 1,6 + 2 x 0,4) x 100 m = 400m2

Instalación Aislamiento: 18.000 x m2 (ahí solo queda multiplicar). Lo mismo con la instalación por peso.

Caudal de Inyección

Caudal de inyección = caudal aire exterior + caudal extracción

Caudal aire exterior (VAE) = (número de personas x rp (2,5) + superficie x ra(0,3) x 3,6)/ (8)

Consideraciones en Sistemas HVAC con Fan-Coils

1. En un sistema HVAC con fan-coils en una oficina, para mantener un equilibrio de presión adecuado en el interior, el fan-coil generalmente opera en Presión neutra.
2. El agua condensada que se genera en los fan-coils, debido al enfriamiento del aire en la batería de frío, debe ser correctamente evacuada para evitar problemas de humedad. Este condensado se dirige normalmente: A las tuberías de agua lluvia, con la instalación de filtros especiales.
3. Para cumplir con la normativa ASHRAE 62.1 del 2022, que establece los requisitos mínimos de ventilación para la calidad del aire interior, un fan-coil debe ser capaz de manejar: Un caudal de aire exterior suficiente para diluir los contaminantes interiores.

Chillers

• Chiller enfriador de agua (Tipo 1): Se puede instalar en cualquier lugar cerrado, pero como disponen de una torre de enfriamiento, esta se debe instalar en el exterior.
• Chiller enfriador de aire (tipo 2): Solo se puede instalar en el exterior.
• Chiller enfriado por agua libre disposición: Se puede instalar en cualquier lugar cercano a un río, agua de mar, lago, pozo. Se consideran los chillers más eficientes.

Bombas de Calor por Aerotermia

Toman energía del aire y lo traspasan al edificio.