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CALCULO DE CARGAS TERMICAS Y DIMENSIONES DE EQUIPOS DE CLIMATIZACIÓN

Layfran Berdugo, Gregory Cruz, Jefferson Mejía, Andrés & Andrés. Noviembre 2018. Universidad de la Costa CUC. Departamento de ingeniería. Refrigeración y ventilación de aire acondicionado

Abstract Este es un documento de Word de ejemplo que puede ser usado como plantilla para dar formato a su tesis o disertación. El abstract o resumen debe contar con 350 palabras o menos.

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Tabla de Contenidos Capítulo 1 Introducción e información general .................Error! Bookmark not defined. Título 2 ...........................................................................Error! Bookmark not defined. Título 2 ...........................................................................Error! Bookmark not defined. Título 3. ......................................................................Error! Bookmark not defined. Título 3. ......................................................................Error! Bookmark not defined. Capítulo 2 Figuras y tablas ...............................................Error! Bookmark not defined. Título 2 ...........................................................................Error! Bookmark not defined. Título 3. ......................................................................Error! Bookmark not defined. Título 3. ......................................................................Error! Bookmark not defined. Capítulo 4 Resultados y discussion...................................Error! Bookmark not defined. List of References ............................................................................................................... 1 Apéndice ........................................................................................................................... 14 Vita.................................................................................................................................... 15

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Lista de tablas Tabla 1. El título debe ser breve y descriptivo...................Error! Bookmark not defined.

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Lista de figuras Figura 1. Formas y descripción de las formas. ..................Error! Bookmark not defined.

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1 INTRODUCCIÓN Hoy en día el desarrollo de la ciencia y la tecnología ha avanzado en gran cantidad gracias a la necesidad de suplir las necesidades de los seres humanos en cuanto a la climatización. El aire acondicionado es un elemento en la sociedad que ha tomado gran importancia, ya que se encuentran presente en lugares laborales, hogares etc. Con el fin de tener un ambiente favorable para desempañarse día a día con total comodidad y eficacia, se han desarrollado equipos que facilitan el conseguir dicha comodidad, manteniendo el ambiente a una temperatura agradable para los ocupantes de dicho espacio, esto es, la llamada temperatura de confort. En la actualidad, el sistema de aire acondicionado es el más utilizado para controlar la temperatura y llegar a alcanzar el confort en el interior del espacio que se desea refrigerar. Con el paso del tiempo, el desarrollo de estos sistemas ha ido de la mano con el desarrollo del aprovechamiento de la energía eléctrica, puesto que esta es la principal alimentación de estos tipos de sistemas, por lo cual, se han desarrollado medidas para el aprovechamiento de la energía en el uso de los sistemas de refrigeración. Debido a que se ha incrementado el consumo de sistemas de refrigeración en todo el mundo, no solo a nivel industrial sino también a nivel residencial, se hecho necesario optimizar el consumo de energía y la búsqueda de energías renovables para volver el sistema sostenible.

2 ANTECENDENTES HISTORICOS Desde la antigüedad los egipcios iniciaron con los sistemas de refrigeración y buscaron la manera de reducir las temperaturas altas. Principalmente se inició en el palacio del faraón, las paredes del recinto donde pasa su tiempo eran bloques de piedra de mil toneladas, debido a la temperatura que había en el desierto los esclavos en las noches llevaban los bloques de piedra al desierto del Sahara con el fin de que su temperatura disminuyera ya que en el día era de 52 ºC y con esto el faraón lograba disfrutar una cálida temperatura de 26 ºC. En 1842, Lord Kelvin creó el principio del aire acondicionado con el fin de suministrar un ambiente sano y que lograra saciar la necesidad de ello; Lord Kelvin creo un circuito frigorífico hermético el cual se basó en la absorción del calor gracias a un gas refrigerante, entonces para esto se basó en 3 principios: -

El calor se transmite de la temperatura más alta a la más baja, como cuando enfriamos un café introduciendo una cuchara de metal a la taza y ésta absorbe el calor.

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El cambio de estado del líquido a gas absorbe calor. Por ejemplo, si humedecemos la mano en alcohol, sentimos frío en el momento en que éste se evapora, puesto que absorbe el calor de nuestra mano.

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La presión y la temperatura están directamente relacionadas. En un recipiente cerrado, como una olla, necesitamos proporcionar menor cantidad de calor para llegar a la misma temperatura que en uno abierto.

El aire acondicionado nos permite acondicionar determinado lugar con el fin de suministrar un buen ambiente el cual nos permita desempeñarnos en nuestra actividad

3 diaria de una mejor manera, también regula la temperatura, ya sea calefacción o refrigeración, el grado de humedad, la renovación o circulación del aire y su limpieza, es decir, su filtrado o purificación. La primera persona en crear como tal un sistema de aire acondicionado fue el Dr. Willis Carrier en 1902, Esta necesidad se presentó por la problemática que algunas industrias tenían para tener una optimo ambiente laboral y cumplir con dichas necesidades, por dos décadas el invento de Carrier solo fue suministrado para la industria antes de que llegara a nuestros hogares, su primer cliente era un frustrado empresario de Brooklyn, NY.

4 JUSTIFICACIÓN En el siguiente trabajo se presenta detalladamente los cálculos de las cargas térmicas y flujo de aire de un piso con dos apartamentos que se requieren para su respectiva climatización teniendo en cuenta algunas condiciones específicas dadas, aplicando uno de los métodos desarrollados para el aprovechamiento de la energía en la alimentación del sistema. debido a la necesidad en estos tiempos de aprovechar de la mejor manera la funcionalidad de la energía eléctrica de una manera responsable y garantizando el uso razonable de la misma para garantizar las bases de su consumo en las generaciones futuras, se utilizará el método ASHRAE para el cálculo de las cargas terminas de una manera más exacta del espacio que se tiene como objetivo refrigerar, logrando así seleccionar las características del sistema de refrigeración de una manera más eficaz, evitando sobrecargar el sistema y así mismo el desperdicio de energía.

5 OBJETIVOS 1. GENERAL: Calcular las cargas térmicas de un piso con dos apartamentos utilizando el método ASHRAE. 2. ESPECIFICOS: 2.1. Investigar acerca de la temática relacionada con los sistemas de refrigeración 2.2. Realizar un plano en Autocad con el dimensionamiento del espacio a refrigerar. 2.3. Realizar un listado de materiales y parámetros a tener en cuenta en el proceso del cálculo.

6 REFRIGERACIÓN La refrigeración es el proceso de reducción y mantenimiento de la temperatura (a un valor menor a la del medio ambiente) de un objeto o espacio. La reducción de temperatura se realiza extrayendo energía del cuerpo, generalmente reduciendo su energía térmica, lo que contribuye a reducir la temperatura de este cuerpo. La refrigeración implica transferir la energía del cuerpo que pretendemos enfriar a otro, aprovechando sus propiedades termodinámicas. La temperatura es el reflejo de la cantidad o nivel de energía que posee el cuerpo, ya que el frío propiamente no existe, los cuerpos solo tienen más o menos energía térmica.

ELEMENTOS DEL SISTEMA DE REFIRGERACIÓN POR COMPRESIÓN 1. Compresor: En un sistema de refrigeración, es el elemento que se encarga de forzar mecánicamente la circulación del fluido refrigerante en un circuito cerrado creando zona de alta y baja presión con el propósito de que este absorba el calor en un determinado punto y lo disipe en otro.

Figura 1. Compresor

7 2. Manómetros alta/baja:

El manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la presión local.

Figura 2. Manómetros de alta y baja presión

3. Presostato:

Es un aparato que cierra o abre un circuito eléctrico dependiendo de la lectura de presión de un fluido. El presostato también es conocido como interruptor de presión. El fluido ejerce una presión sobre un pistón interno haciendo que se mueva hasta que se unen dos contactos. Cuando la presión baja un resorte, empuja el pistón en sentido contrario y los contactos se separan.

Figura 3. Simbología del presostato

8 4. Válvula alta/baja:

Las válvulas se pueden definir como aparatos mecánicos con los cuales se pueden iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos, en el sistema de refrigeración son usadas como reguladores de presión, en desfogue y en control del paso del fluido.

Figura 4. Simbología de válvula

5. Condensador:

La función del condensador es transformar en su interior el gas refrigerante comprimido en el compresor en líquido refrigerante. En el interior del condensador el gas refrigerante pierde el calor que absorbió durante el proceso de su evaporación desde el espacio a enfriar, así como también hace entrega del calor absorbido durante su circulación a través de la línea de retorno al compresor y el calor absorbido durante el fenómeno de compresión en el interior del compresor.

Figura 5. Simbología de condensador

9 6. Filtro Deshidratador

El filtro deshidratador en el sistema de refrigeración, es el elemento responsable por evitar que impurezas y/o humedad pasen hacia el elemento de control (tubo capilar o válvula de expansión) o hacia el propio compresor.

Figura 6. Simbología de condensador

7. Válvula de Expansión Termostática

En un sistema de refrigeración, esta válvula es un componente clave, puesto que se encarga de generar la caída de presión necesaria entre el condensador y el evaporador en el sistema.

Figura 7. Simbología de presostato

10 8. Válvula Reguladora de Presión En un sistema de refrigeración, las válvulas reguladoras de presión son elementos de suma importancia, Como su nombre lo indica, estas válvulas se encargan de regular la presión que recibirán el evaporador de manera que no haya ni exceso ni falta de presión.

Figura 8. Válvula reguladora de presión

9. Evaporador

En los sistemas de refrigeración, los evaporadores son intercambiadores de calor entre fluidos refrigerantes, en los cuales se produce la transmisión de energía térmica dentro del dispositivo. Mientras uno de ellos se enfría disminuyendo así su temperatura, el otro se calienta y pasa al estado de vapor

Figura 9. Simbología de evaporador

11 REFRIGERANTE 134ª El R-134a (HFC-134a), compuesto inocuo para la capa de ozono, fue desarrollado para ser una alternativa a largo plazo para refrigerantes CFC y HCFC. Posee características muy similares en rendimiento y capacidad al refrigerante R-12 (CFC-12).

CARACTERÍSTICAS El R-134a, aun siendo similar al R-12, no es un sustituto directo, ya que los lubricantes minerales utilizados tradicionalmente con el R-12, no son miscibles con el R134a. La mayoría de fabricantes de compresores utilizan los lubricantes de base polioléster (POE). En el caso de climatización de automóviles el lubricante más utilizado es el poli alquilen glicol (PAG) El R-134a, al tratarse de un producto puro, se puede cargar en el sistema usando tanto la fase líquida como la fase vapor.

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PROPIEDADES FISICAS

Tabla 1. Propiedades físicas del refrigerante 134a []. APLICACIONES Entre las aplicaciones del R-134a cabe citar: climatización de automóviles (Regido por la Directiva MAC), refrigeración doméstica y comercial (Botelleros, expositores, dispensadores de bebidas), aire acondicionado comercial e industrial (grandes enfriadoras), transporte refrigerado. Alternativa de futuro en refrigeración industrial y comercial al ser usado junto con el R-744.

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Lista de referencias Andrews, S. Fastqc, (2010). A quality control tool for high throughput sequence data. Augen, J. (2004). Bioinformatics in the post-genomic era: Genome, transcriptome, proteome, and information-based medicine. Addison-Wesley Professional. Blankenberg, D., Kuster, G. V., Coraor, N., Ananda, G., Lazarus, R., Mangan, M., ... & Taylor, J. (2010). Galaxy: a web‐based genome analysis tool for experimentalists. Current protocols in molecular biology, 19-10. Bolger, A., & Giorgi, F. Trimmomatic: A Flexible Read Trimming Tool for Illumina NGS Data. URL http://www. usadellab. org/cms/index. php. Giardine, B., Riemer, C., Hardison, R. C., Burhans, R., Elnitski, L., Shah, P., ... & Nekrutenko, A. (2005). Galaxy: a platform for interactive large-scale genome analysis. Genome research, 15(10), 1451-1455.

14 Apéndice Las tablas y figuras pueden ir en el apéndice como se mencionó anteriormente. También es posible usar el apéndice para incluir datos en bruto, instrumentos de investigación y material adicional.

15 Vita Acá se incluye una breve biografía del autor de la tesis.