ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL Facultad de Ingeniería Mecánica Ventilación & Aire Acondicionado Orlando David Calle Landázuri
Resolución E jercicios
1. Se desea climatizar un salón de baile a 2500 metros sobre el nivel del mar, con capacidad de 200 personas, cuyas dimensiones dimensiones son. 40 x 30 x 5 metros, con 20 lámparas lámparas de 100 vatios c/u y dos ventanales laterales de 15 m x 1,8 m c/u; las condiciones exteriores son: Tbs = 12°C, 70% HR; las condiciones de confort en invierno son: 24°C y 40% HR. a) realizar un esquema del del salón y b) calcular las cargas sensible y latente de calefacción. Esquema del salón
Calcular las cargas sensibles y latentes de calefacción. Dimensiones: 40 x 30 x 5
= − = 3.5 [ 12° ° ℎ°] × 9 × 12 = 378 [ℎ ] = 4.5 [ 54 × 12 12° ° ℎ°] × 54 = 2916 [ℎ ] = 2.1 [ ℎ°] × 637 × 12° = 16052 [ℎ ] = 1.7 [ ×1200 × 12 12° ° ℎ°] ×1200 = 24480 [ℎ ] Página 1 de 11
]×9×12° = 0.86[ ×ℎ = 1720 [ ℎ ] ̇ = ∆ ℎ 45546 ̇ = 0.24 [ ]×12° ° ̇ = 15814,72 ( ℎ ) = 20401 ℎ Cambios por hora
̇ = 6000 ×3[ ℎ ] ̇ = 18000 ℎ × 200 ̇ = 35 ℎ × ̇ = 7000 ℎ
Datos de Diseño
Aire Ventilación
̇ = 20 000 ℎ = 11762.5 [ ] = 1.1× ×∆ = 279477 [ℎ] = 70428.2 [ℎ] = 0.69× ×∆ = 90900.6 [ℎ] = 22907[ℎ]
Personas
Página 2 de 11
]×200 = 12000 [] = 60 [ℎ × ℎ ]×200 = 32000 [] = 160 [ℎ × ℎ Calor Total
= 100 534 [ℎ] = −9093 [ℎ]
2. Para el QST (Es decir calentar el aire) se necesita un serpentín de calentamiento. Mientras que al tener un calor latente negativo significa que la gente “está mojando el aire”. El calor latente se hace más grande del necesario, por ello es que necesitamos “secar” el aire. Por lo tanto es necesario un deshumidificador
Se desea climatizar una bodega en la ciudad de Salinas, para preservar equipos y materiales electrónicos de aviones, a una temperatura de 20°C, y 45% de HR con 2 cambios por hora de renovación de aire, cuyas dimensiones son: 18 x 6 x 3 metros, con iluminación apropiada y una puerta de 2 m x 1,5 m; a) realizar un esquema del salón con la ubicación del equipo del tipo Split-Ducto con 6 rejillas de mando y b) calcular las cargas sensible y latente de refrigeración.
Calculo de las cargas sensibles y latentes de calefacción. Dimensiones: 40 x 30 x 5
= −
Página 3 de 11
= 3.5 [ ℎ°]×9×12° = 378 [ℎ] = 4.5 [ ℎ°]×54×12° = 3516 [ℎ] = 2.1 [ ℎ°]× 637×12° = 17044 [ℎ] = 1.7 [ ℎ°]×1200×12° = 30620 [ℎ] ]×9×12° = 0.86[ ×ℎ = 1720 [ℎ] ̇ = ∆ ℎ 75546 ̇ = 0.24 [ ]×12° ° ̇ = 18814,72 ( ℎ ) = 20401 ℎ Cambios por hora Página 4 de 11
̇ = 6000×3 [ ℎ ] ̇ = 18000 ℎ × 200 ̇ = 35 ℎ × ̇ = 7000 ℎ Datos de Diseño
Aire Ventilación
̇ = 20 000 ℎ = 11762.5 [ ]
= 1.1× ×∆ = 279477 [ℎ] = 70428.2 [ℎ] = 0.69× ×∆ = 90900.6 [ℎ] = 22907[ℎ]
Personas
]×200 = 12000 [] = 60 [ℎ × ℎ ]×200 = 32000 [] = 160 [ℎ × ℎ Calor Total
= 132 687 [ℎ] = −10053 [ℎ]
Página 5 de 11
3. 6000 lb/h de aire a Tbs = 40°F y HR = 60%, se mezclan con 4000 lb/h de aire a Tbs = 80°F y HR = 50%; encontrar las siguientes características de la mezcla: a) Tbs y Tbh; b) Entalpía; c) Humedad específica; d) Humedad relativa; e) Representar en la carta psicrométrica el proceso de mezcla. Si en el caso a se tiene 6000 [lb/h] y en el caso b se tiene 4000 [lb/h].
Caso #1
Tbs [°F] Tbh [°F] Tpr [°F] P [psi] HR [%] w [granos/lb] v [ft3/lb] h [BTU/lb]
Caso #1
40 34.9 27.8 14.7 60% 0.003106 12.65 12.95
Tbs [°F] Tbh [°F] Tpr [°F] P [psi] HR [%] w [granos/lb] v [ft3/lb] h [BTU/lb]
80 66.7 59.7 14.7 50% 0.01092 13.8 31.2
144 × 3 = 432 ℎ ℎ ̇ = ×∆ ℎ 75546 ̇ = 0.24 [ ]×12° ° ̇ = 18814,72 ( ℎ ) = 20401 ℎ
Página 6 de 11
4. En un proceso de enfriamiento y des humidificación, el aire inicial a 80°F y HR = 60%, pasa a través de un serpentín de enfriamiento con una temperatura efectiva en la superficie de 50°F; el aire sale a 53°F, se desea saber: a) peso de la humedad condensada Aw; b) Calor total removido.
Caso #1
Caso #1
Tbs [°F] Tbh [°F] Tpr [°F] P [psi] HR [%] w [granos/lb] v [ft3/lb] h [BTU/lb]
80 69.7 64.9 14.7 60% 0.01316 13.89 33.65
Tbs [°F] Tbh [°F] Tpr [°F] P [psi] HR [%] w [granos/lb] v [ft3/lb] h [BTU/lb]
53 52.8 52.7 14.7 99% 0.008452 13.1 21.9
̇ = 6000 ×3[ ℎ ] ̇ = 18000 ℎ ̇ = 35 ℎ ×× 200 ̇ = 7000 ℎ = 54.5 °
Página 7 de 11
5. En un proceso adiabático de saturación, el aire entra a Tbs = 60°F y HR = 40%, encontrar: a) Temperatura de rocío inicial; b) Temperatura de rocío final; c) Temperatura de salida del aire; d) incremento de la humedad específica; e) Representar en la carta psicrométrica el proceso del aire.
− = 29−27 = 0,285 − 34−27 0,28 ×60 = 16,8 + = = − = 43.2 ℎ T=35.6 [°F] T=48 [°F] T=48 [°F] DW = 0.007064 - 0.00437 = 0.002694
Página 8 de 11
6. El aire exterior de cierta ciudad, cuya presión barométrica es 29,92 plg de Hg. Tiene una Tbs = 35°F y HR = 70%; se desea descargarlo en el interior de un local con una Tbs = 70°F y HR = 50%, calcular: a) La cantidad de agua que se debe añadir en el humidificador; b) Cuanto calor se debe añadir en el calentador; c) A que temperatura del bulbo seco se calienta el aire antes de entrar en el atomizador.
Caso de Estudio
Tbs [°F] Tbh [°F] Tpr [°F] P [psi] HR [%] w [granos/lb] v [ft3/lb] h [BTU/lb]
35 31.5 26.9 14.7 70% 0.002975 12.53 11.61
− = 90−80 = 10° 10° ×0.9 = 9° 90−9 = 81° = 81° = 63° = + = + 0.007783-0.002975=0.004808 [lbagua/lbaire] 20.07-11.61=8.46 [BTU/lbm]
Página 9 de 11
7. En el siguiente diagrama, dimensionar los ductos, los difusores y dibujar el recorrido con codos, difusores y calcular el volumen de obra, indicando el total de peso de cada calibre.
Distribución
Análisis de Datos & Diseño
Ducto Rectangular Tramo CFM 1 1900 2 1600 3 1200 4 800 5 500 6 300 7 400 8 400 9 300
Diámetro Longitud[ [in] ft] ΔP[ftH2O] 18 39,36 0,037392 16 19,68 0,01968 16 13,12 0,007872 14 13,12 0,007872 12 16,4 0,00902 9 9,84 0,008856 10 16,4 0,01476 10 9,84 0,008856 9 9,84 0,008856
a[ in]
b[i n] 35 20 20 15 12 15 19 19 15
11 11 11 11 10 5 5 5 5
Vel [ft/min] 1100 1035 800 750 650 700 725 725 700
Calibre 22 24 24 24 26 24 24 24 24
Espesor[ in] Dens[lb/ft2] Area [ft2] Peso[lb] 1/32 1,406 301,76 424,2746 1/40 1,156 101,68 117,5421 1/40 1,156 67,78667 78,36139 1/40 1,156 56,85333 65,72245 1/48 0,96 60,13333 57,728 1/40 1,156 32,8 37,9168 1/40 1,156 65,6 75,8336 1/40 1,156 39,36 45,50016 1/40 1,156 32,8 37,9168
Página 10 de 11
8. En el siguiente esquema, dimensionar los ductos, los difusores y dibujar el re corrido con codos, difusores y calcular el volumen de obra, indicando el total de peso de cada calibre.
Distribución
Análisis de Datos & Diseño
Ducto Rectangular Tramo CFM 1 1900 2 1600 3 1200 4 800 5 500 6 300 7 400 8 400 9 300
Diámetro Longitud[ [in] ft] ΔP[ftH2O] 18 16,4 0,01558 16 13,12 0,01312 16 13,12 0,007872 14 19,68 0,011808 12 29,52 0,016236 9 9,84 0,008856 10 9,84 0,008856 10 16,4 0,01476 9 9,84 0,008856
a[i n]
b[i n] 35 20 20 15 12 15 19 19 15
11 11 11 11 10 5 5 5 5
Vel [ft/min] Calibre 1100 22 1035 24 800 24 750 24 650 26 700 24 725 24 725 24 700 24
Espesor[ in] Dens[lb/ft2] Area [ft2] 1/32 1,406 125,7333 1/40 1,156 67,78667 1/40 1,156 67,78667 1/40 1,156 85,28 1/48 0,96 108,24 1/40 1,156 32,8 1/40 1,156 39,36 1/40 1,156 65,6 1/40 1,156 32,8
Peso[lb] 176,7811 78,36139 78,36139 98,58368 103,9104 37,9168 45,50016 75,8336 37,9168
Página 11 de 11
