Diseño de un sistema de climatización

“DISEÑO DE UN SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN PARA EL HOTEL ZEUS”.
IRMA CRISTINA LÓPEZ PÉREZ.
MARÍA GABRIELA OREJUELA TIAGUARO.
TESIS DE GRADO.
Previa la obtención del Título de:
INGENIERO MECÁNICO.
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE MECÁNICA
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA.
Riobamba – Ecuador.
2009
1
Espoch
Facultad de Mecánica
CERTIFICADO DE APROBACIÓN DE TESIS
CONSEJO DIRECTIVO
Febrero, 27 del 2009
Yo recomiendo que la tesis preparada por:
IRMA CRITINA LÓPEZ PÉREZ
Titulada:
“DISEÑO DE UN SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN PARA EL HOTEL ZEUS”.
Sea aceptada como parcial complementación de los requerimientos para el grado de:
INGENIERO MECÁNICO
f) ING. GEOVANNY NOVILLO A.
Nosotros coincidimos con esta recomendación:
f) ING. RAMIRO VALENZUELA S.
f) ING. JORGE LEMA M.
f) ING. ANGEL TIERRA T.
2
Espoch
Facultad de Mecánica
CERTIFICADO DE EXAMINACIÓN DE TESIS
NOMBRE DEL ESTUDIANTE: IRMA CRISTINA LÓPEZ PÉREZ.
TÍTULO DE LA TESIS:
“DISEÑO DE UN SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN PARA
EL HOTEL ZEUS”
Fecha de Examinación:
Febrero 27 del 2009.
RESULTADO DE LA EXAMINACIÓN:
NO
APRUEBA
COMITÉ DE EXAMINACIÓN
APRUEBA
FIRMA
ING. GEOVANNY NOVILLO A.
ING. RAMIRO VALENZUELA S.
ING. JORGE LEMA M.
ING. ANGEL TIERRA T.
* Más que un voto de no aprobación es razón suficiente para la falla total.
RECOMENDACIONES:
El Presidente del Tribunal quien certifica al Consejo Directivo que las condiciones de la defensa
se han cumplido.
f) Presidente del Tribunal
3
Espoch
Facultad de Mecánica
CERTIFICADO DE APROBACIÓN DE TESIS
CONSEJO DIRECTIVO
Febrero, 27 del 2009
Yo recomiendo que la tesis preparada por:
MARÍA GABRIELA OREJUELA TIAGUARO.
Titulada:
“DISEÑO DE UN SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN PARA EL HOTEL ZEUS”.
Sea aceptada como parcial complementación de los requerimientos para el grado de:
INGENIERO MECÁNICO
f) ING. GEOVANNY NOVILLO A.
Nosotros coincidimos con esta recomendación:
f) ING. RAMIRO VALENZUELA S.
f) ING. JORGE LEMA M.
f) ING. ANGEL TIERRA T.
4
Espoch
Facultad de Mecánica
CERTIFICADO DE EXAMINACIÓN DE TESIS
NOMBRE DEL ESTUDIANTE: MARÍA GABRIELA OREJUELA TIAGUARO.
TÍTULO DE LA TESIS:
“DISEÑO DE UN SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN PARA
EL HOTEL ZEUS”
Fecha de Examinación:
Febrero 27 del 2009.
RESULTADO DE LA EXAMINACIÓN:
COMITÉ DE EXAMINACIÓN
APRUEBA
NO
APRUEBA
FIRMA
ING. GEOVANNY NOVILLO A.
ING. RAMIRO VALENZUELA S.
ING. JORGE LEMA M.
ING. ANGEL TIERRA T.
* Más que un voto de no aprobación es razón suficiente para la falla total.
RECOMENDACIONES:
El Presidente del Tribunal quien certifica al Consejo Directivo que las condiciones de la defensa
se han cumplido.
f) Presidente del Tribunal
5
DERECHOS DE AUTORÍA
El trabajo de grado que presentamos, es original y basado en el proceso de investigación y/o
adaptación tecnológica establecido en la Facultad de Mecánica de la Escuela Superior
Politécnica de Chimborazo. En tal virtud, los fundamentos teóricos - científicos y los resultados
son de exclusiva responsabilidad de los autores. El patrimonio intelectual le pertenece a la
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo.
f) Irma Cristina López Pérez.
f) María Gabriela Orejuela Tiaguaro.
6
AGRADECIMIENTO.
El más sincero agradecimiento a la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, en
especial a la Escuela de Ingeniería Mecánica, por brindarnos la oportunidad de obtener una
profesión y ser personas útiles a la sociedad.
Y en especial para todos nuestros familiares, amigos, compañeros y personas que nos
apoyaron de una u otra manera para culminar con éxito una etapa de nuestras vidas.
I.C.L.P.
M.G.O.T.
7
DEDICATORIA.
Dedico todo este trabajo a mi hija Carly Noemi
Rosero, mis padres porque fue por su apoyo que he
logrado terminar una meta más de mi vida.
I.C.L.P.
A mis padres por sus enseñanzas valerosas y sabias
que han germinado en mi interior.
A mis hermanos y hermanas por su motivación para
salir adelante a pesar de las circunstancias que nos
ha dado la vida.
A Maru por ser esa luz en el camino.
A los amigos gracias por su compañía.
M.G.O.T.
8
Sumario.
La necesidad de implementar un sistema para climatización en el “Hotel Zeus” se convierte
en una prioridad, debido a las condiciones climatológìcas que tiene la ciudad de Riobamba
considerada como una de la ciudades más frías del Ecuador, llegando a existir temperaturas
medias anuales oscilantes entre los 10 ºC con humedades relativas del 99%.
En el Ecuador la falta de Normas y fundamentos para la implementación de sistemas por
climatización, nos hace recurrir a normas internacionales tales como ASHRAE (Asociación
Americana de Aire Acondicionado y Refrigeración), SMACNA (Sheet Metal and Air
Conditioning Contractors National Association) y RITE (Reglamento de instalaciones
térmicas en los edificios).
Existien tres alternativas de instalación, sistemas de climatización por aire,
agua y
refrigerante variable, con el estudio realizado se llegó a determinar que el sistema de
climatización por agua es el más óptimo para nuestra tesis, debido a su costo económico,
consumo energético y mantenimiento en las instalaciones. El “Hotel ZEUS” tiene entre sus
servicios un restaurante, en donde es necesario el implementar un sistema de ventilación
mecánica, debido a que las temperaturas en sus interiores pueden oscilar entre los 25 y 28 0C.
El “Hotel ZEUS”, con la implementación del sistema para climatización por agua, se verá
beneficiado, ya que estará entregando a sus usuarios tanto nacionales como extranjeros, dos
de las necesidades más importantes de un huésped, confort humano y calidad de servicio.
9
Summary
The need of implementing an air conditioning system in the Zeus Hotel becomes a priority
due to the climate conditions of Riobamba city, considered to be one of the coldest cities of
Ecuador with yearly temperatures of 10ºC and 99% relative humidity.
In Ecuador the lack of norms and fundamental for the implementation of air conditioning
systems make us turn to international norm such as ASHRAE (American Association of Air
Conditioning and Refrigeration), SMACNA (Sheet Metal and Air Conditioning Contractors
National Association) y RITE (Regulations of Technical Installations in Buildings).
There are three installation alternatives, air, water and variable refrigerant flow air
conditioning systems.
With the study, it was possible to determine that the water air
conditioning is the optimum one for our research, due to its cost, energy consumption and
installation maintenance.
The Zeus Hotel has a restaurant service where it is necessary to implement mechanic
refrigeration due to the fact that the internal temperatures range from 25 to 28 º C. The Zeus
Hotel, with the implementation of a water air conditioning system will benefit, as it will meet
two of the most important needs of national or foreign host human comfort and service
quality.
10
TABLA DE CONTENIDO.
CAPÍTULO.
PÁGINA
1.
GENERALIDADES.
1.1
1.2
1.3
1.3.1
1.3.2
Antecedentes……………………………………………………………………………………………………
1
Justificación……………………………………………………………………………………………………
2
Objetivo
Objetivo general…………………………………………………………………………………………………
2
Objetivos específicos……………………………………………………………………………………………
2
2.
MARCO TEÓRICO.
2.1
2.2
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.3
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
2.4
Sistema de climatización…………………………………………………………………………………………
3
Sistema de calefacción por agua…………………………………………………………………………………
3
Sistema de distribución por agua…………………………………………………………………………………
6
Retorno directos e inversos en sistemas bitubulares………………………………………………………………
9
Componentes básicos de las instalaciones de calefacción por radiadores…………………………………………
11
Sistemas de calefacción por aire…………………………………………………………………………………
20
Condiciones de diseño…………………………………………………………………………………………
21
Pérdida de calor en ductos………………………………………………………………………………………
24
Caudal de aire tratado…………………………………………………………………………………………
24
Distribución de aire……………………………………………………………………………………………
26
Equipos y elementos……………………………………………………………………………………………
28
Sistema de caudal de refrigerante variable………………………………………………………………………
33
3.
DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE CALEFACCIÓN.
3.1
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
3.2
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
3.2.5
3.2.6
3.2.7
Cálculo de la carga térmica………………………………………………………………………………………
39
Habitaciones……………………………………………………………………………………………………
39
Recepción………………………………………………………………………………………………………
44
Restaurante……………………………………………………………………………………………………
44
Cocina…………………………………………………………………………………………………………
51
Diseño de la tuberías (Utilización del software)…………………………………………………………………
56
Diseño de los circuitos…………………………………………………………………………………………
56
Cálculo de las tuberías…………………………………………………………………………………………
61
Pérdidas de carga………………………………………………………………………………………………
63
Cálculo de la bomba de circulación………………………………………………………………………………
66
Pérdidas de calor por tuberías…………………………………………………………………………………
66
Potencia de la caldera…………………………………………………………………………………………
68
Calculo de la chimenea…………………………………………………………………………………………
71
11
3.2.8
3.3
3.4
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.4.4
Consumo anual de combustible………………………………………………………………………………………
72
Diseño de ductos (Utilización de software)……………………………………………………………………………
74
Selección de equipos y elementos………………………………………………………………………………………
84
Sistema de calefacción por aire…………………………………………………………………………………………
84
Sistema de calefacción por agua………………………………………………………………………………………
93
Restaurante……………………………………………………………………………………………………………
94
Cocina…………………………………………………………………………………………………………………
98
4.
COMPARACIÓN ECONÓMICA EN LOS SISTEMAS DE CALEFACCIÓN.
4.1
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.2.5
4.3
4.4
Generalidades……………………………...……………………………………………………………………………
99
Valoración de los sistemas de calefacción……………………………………………………………………………
100
Costo de materiales………………………………………………………………………………………..……………
100
Costo de mano de obra………………………………………………………………………………...………………
102
Costo de equipo y herramientas………………………………………………………………………………...………
103
Costos indirectos………………………………………………………………………………………………………
103
Costo total del proyecto………………………………………………………………………………………………
103
Alternativa económica final……………………………………………………………………………………………
110
Mantenimiento en las instalaciones…………………………...………………………………………………………
112
5.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
5.1
Conclusiones……………………………………………………………………………………………………………
114
5.2
Recomendaciones………………………………………………………………………………………………………
116
Referencias bibliográficas.
Bibliografía
Anexos
Planos
12
LISTA DE TABLAS
TABLA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
PÁGINA
Poder calorífico……………………………….……………………………...………………………….
Sistema y tipo de combustible en hoteles…………………………………………………………………..
Resumen de datos técnicos, ecuaciones y referencias para calcular cargas de proyectos para
Áreas para pared sur, este y oeste…………………………………….…………………………..…...…
Resumen de cálculos. ………………………………………………..…………………………..………
Influencia en la temperatura y altitud en ventiladores……………………………………………...………
Equivalencia de ductos circulares a rectangulares para igual fricción y
Resumen de carga calorífica por agua…………………………………………………………………….
Resumen de carga térmica generada por radiadores………………………………………………………
Número de elementos en los radiadores del 1º al 5º y 6º
Demanda calorífica necesaria para las habitaciones del 1º al 6º
Diámetros de tuberías para Caldera a D-E………………………………………………………………
Diámetros de tuberías para E -RAD8 (Sexto
Diámetros de tuberías para E -RAD8 (primer a quinto
Pérdidas por accesorios, Caldera a D-E………………………………….………………...…….………..
Pérdidas por accesorios, E - Rad8 (sexto piso)………………………….…..………………….…………
Pérdidas por tuberías, Caldera a D-E…………………………………....………………………….…….
Pérdidas por tuberías, E a Rad8 (sexto piso)…………………………….……………..………….………
Pérdidas de carga en la bomba…………………………………………...……………………….………
Pérdidas de calor por tuberías ida……………………………………………………………………….
Pérdidas de calor por tuberías retorno……………………………………...……………………………
Potencia de la caldera……………………………………………….……………………………………
Volumen radiador………………………………………………………………………..……………….
Volumen de tubería Caldera a E……………………………………………………..……………………
Volumen de tubería E a rad8 (6º piso)…………………………………………………...………………..
Volumen de tubería E a rad8 (1º al 5ºpiso)…………………………………………..……………………
Cálculo de la chimenea…………………………………………………………….……………………..
Cálculo de la capacidad anual……………………………………………………….……………………
Secciones………………………………………………………………………...………………………
Accesorios………………………………………………………………………….……………………
Volumen de impulso………………………………………………………………...……………………
Equivalencia de ductos circulares a rectangulares para igual fricción y
Presión estática accesorios…………………………………………………………………………..……
Presión estática en nodos…………………………………………………………………………...…….
Presión estática de recuperación……………………………………………………………………...…..
Presión estática disponible………………………………………………………………………………..
Presión estática total………………………………………………………………………………...……
Comprobación del Sp del difusor…………………………………………………………………..…….
Presión estática por ducto flexible…………………………………………………………………...……
Secciones………………………………………………………………………………………………..
Accesorios………………………………………………………………………………………………
12
13
22
41
44
45
47
59
60
61
61
63
63
63
64
64
65
65
66
67
68
68
69
70
70
70
72
73
75
75
75
76
77
78
79
79
80
80
81
81
82
13
42
43
44
45
46
47
Volumen de retorno……………………………………………………………………………….…….
Presión estática accesorios…………………………………………………………………………..…..
Ductos secundarios quinto piso…………………………………………………………………………..
Resumen de consumo eléctrico…………………………………………………………………………..
Resumen de presupuestos……………………………………………………………………………….
RITE Mantenimiento de instalaciones…………………………………………………………...……….
82
84
84
110
111
112
14
LISTA DE FIGURAS
FIGURA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
PÁGINA
Alimentación superior circulación natural……………………………………………………………………
4
Alimentación superior ………………………………………………………………………………………
7
Alimentación inferior …………………………………………………………………………………………
8
Circuito monotubular…………………………………………………………………………………………
8
Emisores instalados en serie…………………………………………………………………………………
9
Retorno directo………………………………………………………………………………………………
10
Retorno invertido………………………………………………………………………………………………
10
Opciones de entrada del agua al radiador…………………………………………………………
10
Elementos de un sistema de climatización por agua……………………………………………………..……
11
Caldera………………………………………………………………………………………………………
11
Quemador………………………………………………………………………………..……………………
12
Emisores o radiadores……………………………………………………………………………….
14
Transmisión de calor por radiadores…………………………………………………………………………
14
Vaso de expansión abierto………………………..……………………………………………………………
16
Vaso de expansión cerrado…………………………………….………………………………………………
16
Bomba de circulación y vaso de expansión abierto……………………………………………………………
17
Purgadores manuales…………………………………………………………………………………………
18
Llaves de reglaje……………………………………………………………………………………………
18
Detentores……………………………………………………………………………………………………
19
Distribución descendente………………………………………………………………………………………
27
Elementos de un sistema de climatización por aire………………………………………………..
28
Tipos de filtros…………………………………………………………………………………………………
29
Tipos de rejillas………………………………………………………………………………………………
30
Tipos de difusores……………………………………………………………………………………………
31
Conductos……………………………………………………………………………………………………
31
Dámper………………………………………………………………………………………………………
32
Dámper fire……………………………………………………………………………………………………
32
Ventiladores …………………………………………………………………………………………………
32
Ventilador tubular axial en línea………………………………………………………………………………
32
Ventilador centrífugo…………………………………………………………………………………………
33
Sistema de caudal de refrigerante variable……………………………………………………………………
33
Bombas de calor………………………………………………………………………………………………
35
Ciclos de calefacción y refrigeración……………………………………………………………….
37
Esquematización de los ciclos frío y calor……………………………………………………………………
37
Operación del controlador BC…………………………………………………………………………………
38
Ubicación de los dormitorios……………………………………………………………………..
39
Ubicación del equipo en el restaurante……………………………………………………………………..
46
Velocidad del aire atendiendo al ruido. Bocas de impulsión…………………………………………………
46
Coeficiente n de entrada………………………………………………………………………………………
48
Velocidades recomendadas y máximas en ductos para uso industrial…………………………………………
48
Extracción en el restaurante……………………………………………………………………………………
49
15
42
43
44
45
46
47
48
49
Velocidad del aire - bocas de captación……………………………………………………………………
49
Pérdidas en el sombrero……………………………………………………………………………………
51
Ubicación del extractor en la cocina………………………………………………………………………
52
Temperatura de entrada y salida en los radiadores……………………………………………….…………
58
Zonas en las que se genera la carga calorífica por agua………………………………………
59
Esquema de la instalación por agua…………………………………………………………………………
62
Esquema de la distribución de ductos………………………………………………………………………
74
Niveles sonoros……………………………………………………………………………………………
86
16
LISTA DE SÍMBOLOS
q
U
A
TD
F2
P
V
∆W
Pe
T
p
Ve
D
Ce
hfg
Tsb
Ti
η
ºC
ºF
F
Q
D
Vr
Vp
L
K
ft
Sp
R
Vd
ma
lba
δx
mv
lbv
dfe
dft
dfm
df
Vact
Te
Ts
Ta
Tr
∆t
C
Calor.
Coeficiente de transferencia de calor total.
Área.
Diferencia de temperatura.
Coeficiente de pérdida de calor de una construcción con suelo de
loseta.
Perímetro de la planta.
Volumen del aire exterior que entra en el edificio.
Diferencia de valores de humedad absoluta.
Peso específico.
Temperatura
Presión atmosférica
Volumen específico.
Densidad del aire.
Calor específico del aire.
Calor latente del vapor.
Temperatura de bulbo seco del local.
Temperatura de impulso.
Coeficiente de confort.
Grados Centígrados.
Grados Fahrenheit.
Coeficiente debido a la influencia de la altitud.
Caudal.
Diámetro.
Velocidad real en el ducto.
Velocidad dinámica.
Longitud del ducto.
Pérdida de fricción por ducto.
Factor total de pérdida.
Presión estática del ducto.
Factor de corrección por fricción.
Velocidad mínima de transporte.
Masa del aire.
Libras de aire.
Densidad del aire a x msnm.
Masa de vapor.
Libras de vapor.
Factor de corrección por elevación.
Factor de corrección por temperatura.
Factor de corrección por contenido de humedad.
Factor de corrección total.
Volumen actual.
Temperatura de entrada.
Temperatura de salida.
Temperatura de diseño.
Temperatura media.
Salto térmico.
Carga térmica.
17
h
k
g
∆Pcal
∆p
Htotal
hagua
haire
Vexp
pm
S
PCI
Co
f
φ
H
W
Pérdidas secundarias o por accesorios.
Coeficiente de pérdida.
Aceleración de la gravedad.
Pérdida en la caldera.
Pérdida de carga.
Altura total de la bomba.
Coeficiente de transferencia de calor por convección del agua.
Coeficiente de transferencia de calor por convección del agua.
Volumen de un depósito de expansión.
Presión absoluta.
Sección de la chimenea.
Poder calorífico inferior.
Coeficiente de pérdidas en accesorios.
Factor de fricción.
Diámetro.
Altura
Ancho.
18
LISTA DE ABREVIATURAS.
ABREVIATURA
ASHRAE
SMACNA
RITE
Asociación Americana de Aire Acondicionado y Refrigeración.
Asociación Nacional de Contratistas de Aire Acondicionado y
Planchas metálicas.
Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios.
19
LISTA DE ANEXOS.
Anexo 1:
Coeficiente total de transferencia de calor para techos.
Anexo 2:
Coeficiente total de transferencia de calor para paredes.
Anexo 3:
Coeficiente total de transferencia de calor para cristales.
Anexo 4:
Velocidad requerida por persona.
Anexo 5:
Carta psicométrica.
Anexo 6:
Factor de corrección por fricción de acuerdo al material.
Anexo 7:
Nomograma de pérdida de carga.
Anexo 8:
Factor de fricción en ductos rectangulares.
Anexo 9:
Velocidades recomendadas para ductos.
Anexo 10:
Coeficiente de pérdida de carga (Co).
Anexo 11:
Factor de fricción en ductos flexibles.
Anexo 12:
Operación de mantenimiento para potencias mayores y menores 70
Kw.
Anexo 13:
Resumen de cálculos.
Anexo 14:
Cotización según SEINGPROAÑO cía. Ltda.
Anexo 15:
Catálogos del equipo seleccionado.
20
CAPÍTULO 1
1.1
ANTECEDENTES.
En una ciudad como Riobamba parecería innecesario aplicar un sistema de calefacción, pero
debido a la construcción de los edificios sus interiores llegan a tener temperaturas bajas.
Riobamba se encuentra a una altitud de 2750m, siendo este influenciado por hermosos
nevados, se llegan a obtener una temperatura media anual que oscila entre los 10 y 18 0C, la
temperatura promedio máxima puede llegar a variar entre 22 y 32 0C, siendo esto necesario en
algunos espacios físicos utilizar sistemas de climatización, estos lugares pueden ser hoteles,
hospitales, auditorios, oficina, bancos, edificios, etc.
A más de las temperaturas que se tiene, un aspecto importante es la carga térmica que influye
en el edificio, la transmisión calorífica generada por las paredes, techos, ventanas, puertas,
ventilación e infiltración permite el cálculo del volumen de aire a impulsar, añadiendo la
presión estática se seleccionará el equipo adecuado.
Los servicios hoteleros deben contemplar la necesidad de mantener ambientes de confort
humano especialmente para turistas que provienen de lugares más cálidos.
En algunos casos donde se utiliza equipos de climatización con energía eléctrica, el consumo
es alto, por lo que la necesidad de ahorro impulsa a buscar otras alternativas para de esta
forma aportar con el “Plan Nacional de Eficiencia Energética”.
El Hotel Zeus en su desarrollo busca implementar un ambiente de confort paras sus huéspedes
razón por la cual se ha visto en la necesidad de realizar un estudio de climatización.
Consta de 48 habitaciones clasificadas en: Standard, Lujo y Suites con hidromasaje, un
amplio restaurante y parqueadero privado.
En su decoración resaltan los objetos culturales propios de nuestro medio, a tal punto, que el
Hotel luce como un pequeño museo Etno-Antropológico. Su gastronomía es fresca y
deliciosa. Su personal es amable, gentil y servicial.
21
1.2 JUSTIFICACIÓN.
Este análisis busca optimizar el funcionamiento del Hotel “Zeus”, con la finalidad de mejorar
la calidad de servicio, así como el de brindar un mejor servicio tanto a huéspedes nacionales
como extranjeros.
Esta clase de estudios nos permite agilitar el desarrollo de proyectos en beneficio de nuestra
sociedad. Empleando de esta manera mano de obra especializada, generando fuentes de
trabajo sin descuidar el medio ambiente.
En nuestro país la competencia profesional nos lleva a buscar otros medios que nos permita
abrir las puertas de la industria uno de ellos es la utilización de programas computarizados
que nos ayuden a simplificar los cálculos, con los debidos conocimientos previos de la
ingeniería así poder garantizar el trabajo.
1.3
OBJETIVO.
1.3.1
Objetivo General.
Diseñar un Sistema de Climatización para el confort humano, en el Hotel “Zeus” de la ciudad
de Riobamba.
1.3.2 Objetivos Específicos.
1. Analizar los sistemas de climatización.
2. Diseñar los sistemas de climatización utilizando el software Autodesk Building Systems.
3. Seleccionar el equipo y los elementos adecuado para los sistemas.
4. Comparar económicamente los sistemas de climatización
22
CAPÍTULO II.
MARCO TEÓRICO.
2.1 SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN.
Los sistemas que se citan a continuación son llamados Centrales debido a que generan calor
en un lugar del edificio sala de caldera o sala de máquinas y luego se conduce a los distintos
ambientes, significa pues que la provisión de calor es simultánea.
El sistema central, cuya potencia resulta de los valores de un balance térmico bien calculado,
puede funcionar en régimen discontinuo o intermitente, dicho de otra manera en ciertas horas
del día. No requiere que un ambiente intercambie calor con otro vecino, para lograr uniformar
sus temperaturas, pues cada uno de ellos recibe la cantidad exacta de cálculo aunque también
lo admite si así se desea.
Los sistemas de climatización se clasifican en dos tipos importantes dependiendo del fluido
para el transporte del calor, los mismos que se detallan a continuación:
Calefacción por agua caliente
Natural (o por termosifón)
Forzada (fuerza la circulación con bomba)
Calefacción por aire caliente
Natural (diferencia de densidad)
Forzado (empleando turboventilador)
Acondicionado
2.2 SISTEMA DE CALEFACCIÒN POR AGUA.
Las instalaciones de calefacción por agua caliente son las que permiten brindar el confort
necesario para el desarrollo de actividades humanas. Nada más natural y sano que el agua
para dar el calor necesario a cada ambiente de la casa, de acuerdo a las necesidades,
sensibilidades y estilo de vida de la familia. El sistema de calefacción por agua consta de una
caldera y radiadores en forma general.
Las instalaciones de calefacción por agua caliente, básicamente están divididas en dos tipos
de circulación, natural y forzado que a continuación se detallan:
23
A.- Circulación natural.
Conocida también como calefacción por radiadores, se compone de los siguientes elementos,
fuente generadora de calor o caldera, cañerías, radiadores, vaso de expansión y accesorios.
El agua a emplear aquí debe ser tratada a fin de reducir su porcentaje de sales, son
recomendables y totalmente justificadas si se desea una larga vida para la instalación.
Características de la instalación en Circulación Natural.
•
Es de funcionamiento silencioso.
•
La temperatura del agua alcanza 80-90°C en alimentación caldera a radiadores y 60- 70°C
en retorno radiadores a caldera. El caldeo es entonces suave y progresivo, quizá un poco
lento, pero ello implica una gran inercia térmica.
•
Se alcanza una velocidad no mayor de 0.30m/s.
•
La instalación supone siempre una inversión grande para los usuarios, y también su
mantenimiento cuesta. Es obvio entonces que debe guardar una relación con el tipo
constructivo por un lado y con las posibilidades económicas del propietario por la otra.
•
Con combustibles líquidos o con gas y quemador, se puede automatizar la instalación con
el auxilio de controles termostáticos que accionan sobre el motor del quemador, el que
puede interrumpir su marcha.
No debe culparse del elevado costo de funcionamiento al sistema, en aquellos casos en que la
“transparencia”, como factor de diseño, obliga a remediar con calor de calefacción las
enormes pérdidas de calor que ocasionan los vidrios no debe olvidarse, que abaratar costos
para lograr confort es posible, pero para ello hay que acondicionar en forma natural
previamente.
C
R
V.E
Caldera
Radiadores
Vaso de expansión. Línea de alimentación: trazo lleno.
Línea de retorno: trazo punteado
Figura 1: Alimentación superior circulación natural.
24
B.- Circulación forzado.
Significa en términos generales, producir la circulación del agua con el auxilio de una bomba,
fuente generadora de calor o caldera, cañerías, radiadores, vaso de expansión y accesorios.
Varias son las razones que existen para adoptarlo:
1. Edificios grandes (altos o extendidos), para los cuales las tuberías alcanzan mucha
longitud.
2. Edificios con circuitos muy sinuosos, que representan grandes pérdidas de carga.
3. Imposibilidad de utilizar los otros sistemas, debido a la circunstancia de no poder
adaptarlos a los recorridos y pendientes.
4. Errores en la ejecución de la instalación por termosifón o circulación natural, que altera su
funcionamiento como las contra pendientes en líneas de alimentación.
La circulación forzada va ganando terreno día a día, debido a dos razones:
a) Perfeccionamiento de las bombas de circulación, más pequeñas, silenciosas y seguras,
además, muy económicas.
b) Simplicidad del trazado de los circuitos sin pendientes y su colocación en espacios más
reducidos, sobre todo en viviendas, donde el menor diámetro de las cañerías, se suma el
hecho de desaparecer la caldera tradicional y su sala.
Los sistemas de circulación forzada para casas de familia, han adquirido difusión con motivo
del perfeccionamiento de las fuentes generadoras de calor.
Hoy en día, el mercado ofrece calderas de pie, calefones, etc., que emplean combustibles
gaseosos y que además de probada calidad y funcionamiento, suman su buen aspecto estético
y reducido tamaño.
Como aporte realmente interesante, cabe señalar que no requieren locales especiales para ir
ubicados, ni tampoco desniveles respecto de los pisos
Características de la instalación Sistema Forzado.
•
Al disponer de una bomba para mover el agua, la presión que es conocida como
manométrica, resulta con valores muy grandes comparándola con la de termosifón y
consecuencia de ello es que se acelera la circulación, con lo que el fluido alcanza hasta
una velocidad de 1,5 m/seg. (Valor que no conviene sobrepasar).
•
El salto térmico en radiadores es pues menor, oscilando entre 5 y 10°C. El sistema
provocará en general un calentamiento rápido, tanto del aire como mobiliario, paredes,
techos, etc.
25
•
La detención de la marcha de la bomba, supone la detención de la circulación.
Ventajas y desventajas del sistema natural y forzado.
1. Si existen límites, podemos decir que ellos son los impuestos por la misma instalación, es
decir por problemas de orden técnico (limitaciones propias).
2. En calefacción por agua caliente natural las presiones originadas por tales sistemas son
pequeñas, luego el agua podrá alcanzar alturas equivalentes a cuatro o cinco plantas altas
como máximo.
3. Si nuestro diseño se refiere a un edificio de 10 plantas altas, el fluido no podrá circular en
forma conveniente. Habrá que recurrir a forzar la circulación y de este modo cambiar a
circulación forzado. El criterio se debe extender de la misma manera, si se trata de plantas
superficialmente grandes.
4. Utilizar calefacción por agua caliente natural, en viviendas de una o dos plantas; hoteles
de tamaño mediano, casas de departamentos y oficinas, pero con limitación de altura
cuatro o cinco plantas altas y con superficie en planta también limitada.
5. Utilizar calefacción por agua caliente forzada en casas de departamentos, edificios para
oficinas y hoteles y similares con alturas entre cinco y diez plantas altas, escuelas en
plantas bajas, o planta baja y alta, que cubren mucha superficie horizontal.
2.2.1 SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN POR AGUA.
Los circuitos, sin perjuicio de sus propias particularidades, se encuadran dentro de los
sistemas siguientes:
a) Bitubular alimentación superior:
b) Bitubular Alimentación inferior.
c) Monotubular Alimentación superior.
d) Monotubular: alimentación inferior.
Se dice superior o inferior, según que el agua más caliente o de alimentación, se distribuya a
los radiadores desde las partes altas de los edificios o desde las bajas. La parte más alta podrá
ser una azotea y la mas baja la sala de caldera.
Se dice bitubular o monotubular, según que el agua de alimentación y de retorno, circulen por
distintas tuberías o por la misma.
26
a) Bitubular: alimentación superior.
Su funcionamiento es seguro, ya que el agua caliente tiene siempre libre el camino
para llegar al punto más alto; luego bajará alimentando los radiadores.
Este diseño exige poder ganar altura con la alimentación sin inconvenientes, en lo
posible no quebrando la verticalidad de la tubería, montante o columna.
Se estima que esta solución es adecuada para edificios de hasta tres plantas altas. Si
hay simetría en la planta arquitectónica, mejor para la instalación, ya que el centro
“geográfico” que es la caldera, puede coincidir con el centro geométrico.
Como se aprecia en la Fig. 1, parte de cañería va por tierra y, consecuentemente, se
debe proteger, lo que se hace con albañiles de mampostería (cajas de ladrillos,
cerradas y revocadas interiormente para impermeabilizarlas y en cuyo centro las
cañerías van suspendidas).
Menos las verticales, todas las tuberías llevarán pendientes de modo de ascender en el
sentido de la circulación del agua de caldera a radiadores, y descender desde aquellos
a la caldera. Tal criterio es válido para todos los circuitos en estudio.
La Fig., 1 muestra también la ventaja que para este sistema es disponer espacio en
entretechos, donde se ubicará el vaso de expansión y se derivarán los ramales que
bajan a las columnas, todo ello sin mayor riesgo de heladas o fríos que obligarían a
buscar protecciones adecuadas.
Se presenta un caso interesante de aplicación del sistema bitubular alimentación
superior Fig. 2, en casos de planta baja donde por causas muy conocidas, no se puede
desnivelar la caldera o bajarla, condición indispensable para otros sistemas.
Figura 2: Alimentación Superior.
27
b) Bitubular: alimentación inferior
Figura 3: Alimentación inferior
•
Sistema muy difundido en viviendas de plantas baja y alta, debido a su mayor flexibilidad.
•
En la Fig. 3, el vaso de expansión se conecta desde abajo, a partir del quiebre de la salida
de alimentación y con tubería de pequeño diámetro.
•
Todas las cañerías por tierra serán protegidas, así como el vaso de expansión que queda al
exterior y consecuentemente podría llegar a congelarse (ídem para sus accesorios).
c) Monotubular alimentación superior
Figura 4: Circuito monotubular.
•
Este sistema es aplicable a edificios como los del caso Bitubular alimentación superior o
un poco más grandes, sin exceder las condiciones generales expuestas en la introducción.
•
Sin embargo, existe una diferencia cierta y es la economía que el empleo de una sola
tubería significa.
28
•
Por otra parte, cabe señalar que este cálculo debe ser mucho más minucioso. Como la
circulación del agua, por último es de arriba hacia abajo, los radiadores de los pisos altos
reciben más calor que los bajos (a los que el agua llega mezclada), y que en consecuencia
deben ser de tamaño mayor para compensar el déficit (tamaño mayor a igualdad de
requerimientos calóricos). Para mayor aclaración ver en la Fig. 4 el recorrido del agua.
•
Este es un sistema de instalación en los que los emisores están instalados en serie, es
decir, que el retorno del primer radiador hace de ida del segundo, a su vez el segundo hace
de ida del tercero, y así sucesivamente hasta volver a la caldera. Este tipo de circuito
recibe el nombre de anillo.
Como muestra la siguiente Fig. 5, el agua entra por A, una parte de esta agua se distribuirá
por todo el emisor, mientras que el resto irá directamente al retorno B, mezclándose con el
agua de salida del emisor A.
Figura 5: Emisores instalados en serie
2.2.2 RETORNOS DIRECTOS E INVERSOS EN LOS SISTEMAS BITUBULARES.
Características retorno directo.- Los recorridos de los tubos de ida más de retorno son
similares para todos los radiadores. Ello simplifica los cálculos y regulación. Notar que ida y
retorno van en el mismo sentido.
En retorno directo Fig. 6, el tubo de retorno parte del radiador más alejado y va recogiendo el
agua de los diferentes radiadores hasta devolverla a la caldera. El recorrido del agua es menor
para los radiadores más cercanos, por lo que su pérdida de carga es menor y existe la
necesidad de regular el caudal de manera adecuada.
29
Figura 6: Retorno directo.
Características retorno inverso. - La suma de los recorridos de los tubos de ida más retorno
son diferentes para cada radiador. Ello complica los cálculos y regulación. Notar que ida y
retorno van en sentidos contrarios.
Con el retorno invertido Fig. 7, el tubo de retorno parte del radiador más cercano a la caldera
y siguiendo el sentido de la alimentación llega hasta caldera. Los recorridos a cada radiador
son similares en longitud por lo que no requieren una regulación de caudal.
Figura 7: Retorno invertido.
La entrada del agua del radiador siempre debe efectuarse por la parte superior y la salida por
la inferior, con las dos soluciones de la Fig. 8. Cuando la longitud del radiador supera los 25
elementos es conveniente adoptar la solución de la izquierda para que el radiador no pierda
potencia.
Figura 8: Opciones de entrada del agua al radiador.
30
2.2.3 COMPONENTES BÁSICOS DE LAS INSTALACIONES DE CALEFACCIÓN
POR RADIADORES.
Figura 9: Elementos de un sistema de climatización por agua.
Calderas.
Figura 10: Caldera.
Son los elementos encargados de generar el calor, se fabrican para todo tipo de combustibles:
sólidos (carbón o leña) líquidos (gasóleo) y gaseoso (propano, gas natural). Existen asimismo
las llamadas calderas "poli-combustibles" que, mediante la incorporación de los equipos
adecuados, pueden utilizar combustibles alternativos.
Las más usadas son las de gas y gasóleo, y se clasifican en función de sus potencias
caloríficas expresadas en Kcal. /hora.
31
Tabla 1: Poder calorífico
COMBUSTIBLE
Gasóleo
PODER CALORÍFICO
DENSIDAD.
PCI =10200kcal/kg
PCS =10400kcal/kg
0.85
Muchas veces se expiden formando KITS con sus complementos fundamentales, como son
quemador, circulador, depósito de expansión y cuadro de control.
La misma caldera, en general, se utiliza para los servicios combinados de calefacción y ACS
de los edificios.
Quemadores.
Figura 11: Quemador.
Los quemadores se clasifican inicialmente por el combustible a utilizar. En nuestras latitudes
los más usados son los de gasoil. Pueden ser de una llama ó etapa, de dos etapas o, por último
modulantes (con potencias escalonadas, conforme a la demanda). Estos últimos reducen
sobremanera las secuencias "encendido-paro" con el consiguiente ahorro energético.
Asimismo pueden estar preparados para trabajar bien con la cámara de combustión con
entradas de aire a depresión o bien hermética a sobre presión.
Para potencias pequeñas y medianas resulta usual que el quemador se suministre formando
bloque con la caldera, realizándose, entonces, la elección y acople en fábrica.
Quemadores para fluidos.Para que un quemador funcione hace falta que exista una pequeña llama o piloto
permanentemente encendida a la cual llega el combustible, convenientemente dosificado y
pulverizado, mezclado con el aire que proporciona un ventilador, produciéndose una potente
llama que se introduce en la cámara de combustión de la caldera a través de un cañón
adaptador. En los quemadores para fluidos líquidos hay que hacer que el fluido llegue a la
boquilla bien mediante la gravedad, o bien mediante una pequeña bomba incorporada al
cuerpo del quemador. En ambos casos debe dotarse el cuarto de calderas de un pequeño
depósito nodriza.
Los quemadores están automatizados: el circulador del circuito de calefacción excita el
funcionamiento de la microbomba de la que van provistos; asimismo mediante sondas, que
32
realizan lecturas térmicas en la instalación incluso en el exterior, se envía señales a una
centralilla que, por medio de electroválvulas, modula o cierra el paso del combustible, incluso
cuando no funciona el circulador.
Combustibles.
Las medidas a tomar en las instalaciones con combustibles líquidos son mucho menos
exigentes que las que utilizan gas, distancias de protección, conductos, ventilación etc., hasta
el punto que permite la ubicación dentro del edificio de depósitos de combustibles hasta un
total de 50.000 litros.
En la tabla 2 se presenta los diferentes tipos de combustibles que se utiliza en hoteles y
similares edifícios urbanos.
Tabla 2: Sistema y tipo de combustible en hoteles.
Calefacción
ACS centralizada
ACS no centralizada
gasóleo
gasóleo
termos eléctricos
Tuberías.
Sirven para conducir el fluido caliente desde la caldera hasta los locales y retornarlo menos
caliente o más frío. Van ocultas en paredes o pisos.
Clases de tuberías.
Tuberías de hierro galvanizo.- son roscadas. No es de uso muy frecuente dado
las tensiones que se crean con las altas temperaturas en las soldaduras
longitudinales de los tubos.
Tuberías de hierro negro roscadas.- Se utiliza en las instalaciones económicas,
con la precaución de recubrirlas exteriormente con pinturas anticorrosivos.
Tuberías de cobre.- Cobre "crudo", rígido desoxidado con fósforo, con uniones
soldadas a accesorios siempre de cobre o latón. Muy utilizado, aunque el aumento
de la temperatura lo hace muy sensible a la corrosión, y el cobre puede ser
atacado por aguas amoniacales, aguas blandas (sin carbonatos), óxido cuproso,
etc.
Tuberías de acero estirado.- Pueden unirse mediante soldaduras, o bien, hasta
Ø50 mm, mediante roscas. Solución ideal, aunque más caras. Los accesorios
pueden ser de acero, latón o bronce.
33
Tuberías de materiales plásticos.- El polietileno reticular (PE-R ó PEX) es el
más empleado para instalaciones con agua desde 20ºC hasta 90 °C[1].
Emisores.
Figura 12: Emisores o Radiadores.
Se denomina habitualmente emisor a todo elemento que emite o cede el calor del fluido que
de este modo pasa al ambiente (habitación o local). Los emisores más comunes son los
radiadores.
Los radiadores transmiten el calor mediante convección y radiación. Van colocados en
paredes, por fuera o en celdas practicadas a tal fin.
El calor es por una parte radiado por la superficie exterior del radiador y por otra el aire
caliente circula por toda la habitación (convección). El calor total, por lo tanto, es suma de
transmisión por radiación y convección
Figura 13: Transmisión de calor por radiadores.
La transmisión de calor por radiación sólo llega a los elementos más cercanos al radiador
mientras que la transmisión de calor por convección llega a los restantes elementos del local
gracias al movimiento de aire.
La efectividad de los radiadores es máxima para la mejor distribución del calor, cuando van
colocados bajo ventanas, ya que las corrientes de convección, contrarrestan las pérdidas más
importantes que se generan por los vidrios.
Los emisores más usados son los radiadores y los paneles. Los radiadores están constituidos
por elementos acoplables, cuyo número se determina según la potencia deseada.
Los elementos están compuestos por un corto tubo superior, otro inferior y por columnas que
los intercomunican. Los tubos tanto superior como inferior acaban en roscas hembras que
34
sirven mediante manguitos machos, para acople de más elementos, o bien mediante
reducciones de "3/8 ó 1/2" para conectar con las tuberías de distribución y/o retorno. Los
orificios finales no utilizados se obturan mediante tapón "ad hoc".
Los radiadores deben separase 4cm, al menos, de las paredes y quedar levantados 10cm,
como mínimo, del suelo.
Los radiadores se construyen de fundición, chapa de acero y de aluminio.
Vaso de expansión.
Ubicado en entretechos o sobre azoteas, su misión es absorber el aumento de volumen que el
agua experimenta al calentársela. Este pequeño tanque está en contacto con la atmósfera y
debe ser protegido contra las heladas.
El agua al calentarse se dilata aumentando su volumen, lo que podrá provocar una situación
peligrosa para la instalación.
Existen dos tipos de vasos de expansión: abiertos y cerrados.
Vaso de Expansión Abierto. El circuito queda abierto al estar en contacto con el aire y por
lo tanto, el agua no puede superar los 95ºC, si no se corre el riesgo de que pueda empezar a
hervir.
Los vasos de expansión abiertos están cada vez más en desuso a favor de los cerrados. Las
razones son:
a) Dificultad de montaje frente a los cerrados, cuya instalación puede hacerse en la propia sala
de calderas.
b) Pérdidas de agua por evaporación, lo que favorece incrustaciones y corrosión por la cal y el
oxígeno disuelto en el agua de reposición.
c) Necesidad de aislamiento frente al peligro de heladas.
d) Necesidad de colocar largos conductos entre la caldera y el depósito, cuya altura habrá de
estar, necesariamente, por encima de los radiadores más altos.
En el caso de situar el V.E.A. entre el generador y la bomba, como es recomendable, la altura
mínima entre el punto más alto del circuito y el nivel mínimo del V.E.A. será de 0,5 m.
En el caso de estar conectado en la impulsión de la bomba esta diferencia habrá de ser como
mínimo igual a la altura manométrica de impulsión de la mencionada bomba.
35
Figura 14: Vaso de expansión abierto.
Vaso de Expansión Cerrado.- cuando se coloca un vaso de expansión cerrado, se obtiene un
circuito que a su vez queda también cerrado y que será sometido a aumento de temperatura y
presión, por lo que obligatoriamente se colocará una válvula de seguridad y manómetro. Se
debe tener presente que para la instalación en vaso cerrado se cumplan los siguientes
aspectos:
•
Colocar el vaso de expansión en el circuito de retorno, con el fin de evitar que la
temperatura del agua no llegue a los límites de trabajo de la membrana.
•
Se colocará de modo que no se formen bolsas de aire.
•
Evitar radiaciones cerca del vaso de expansión para proteger la membrana de posibles
excesos de temperatura.
•
No deben colocarse en el conducto de enlace del vaso, llaves de paso o accesorios que
puedan interrumpirlo.
•
Debe preverse el enlace del vaso de forma que no puedan crearse en éste bolsas de aire.
Con la instalación es imprescindible colocar una válvula de seguridad tarada según la presión
máxima de trabajo y un manómetro.
Figura 15: Vaso de expansión cerrado.
Bomba de circulación.
La bomba de circulación, debe situarse en el retorno de las cañerías, muy próxima a la caldera
o fuente de calor. Entre otras, la razón principal es que el agua que impulsa está allí más fría
que en el resto de la instalación. Para ampliar conceptos de la relación bomba-vaso de
expansión, se da el siguiente esquema que será analizado a continuación:
36
Figura 16: Bomba de circulación y Vaso de expansión abierto.
Se trata de un sistema alimentación superior, bitubular, con el vaso de expansión abierto
conectado sobre la alimentación en la parte más alta fig. 15. A lo largo del tramo A-B la
bomba produce una sobre presión. En B hay una columna de agua de altura h que produce una
presión estática.
A lo largo de los tramos B-C-D-A, habrá entonces una depresión, ya que la bomba succiona
de esta parte. Si se considera un punto tal como H, un radiador conectado en tal lugar podría
disminuir su nivel de agua interior a causa de esa succión, y en tal caso ingresaría aire por la
llave, opuesta a la válvula de expurgue por la que sale aire cuando lo hay, y el agua lo
expulsa. Para evitar este inconveniente que podría perjudicar el funcionamiento del elemento,
se requiere una presión estática h1 suficientemente grande como para impedir la succión. En la
determinación de h1 juegan, por un lado la longitud B-H del circuito, y por el otro la situación
de las columnas intermedias B’A’ y B”A”, que pueden en algún momento estar aisladas del
funcionamiento del conjunto por ejemplo cerradas para reparaciones.
Purgadores de aire.
La presencia de aire en los sistemas de calefacción por emisores constituye un problema
sobradamente conocido. Tales sistemas se llenan con agua corriente que, por definición
arrastran partículas de aire en suspensión, partículas que se van juntando con las de vapor de
agua que se originan con motivo de las altas temperaturas, formando así burbujas de
diferentes tamaños que ocasionan los siguientes efectos:
- Bolsas de aire que impiden la circulación del agua.
37
- Ruidos.
- Disminución del rendimiento de la bomba, con posibilidad de daños en los rodetes por
cavitación.
- Disminución del rendimiento de las calderas.
- Corrosiones.
Existen dos tipos de purgadores:
Purgador automático.- Consiste en un pequeño vaso que tiene en su interior un
flotador que cierra o abre una válvula para la salida del aire. Todos los sistemas de
agua caliente, incluidos los de ACS, deben prolongar sus montantes y colocar en el
final un purgador.
Purgador en emisores.- Los hay automáticos y manuales y se colocan en uno de los
tapones superiores de los emisores. Las recomendaciones para su colocación son las
siguientes:
-
Instalación con anillo único, monotubular o bitubular (1 planta).- Colocar en
todos los emisores.
-
Instalación con varios anillos mono tubulares (varias plantas).- Colocar en
todos los emisores.
-
Instalación con varios anillos bitubulares (varias plantas).- Colocar en todos
los emisores de la última planta.
Figura 17: Purgadores manuales para emisores.
Llaves de reglaje.
Figura 18: Llaves de reglaje.
38
Llaves monogiro.
Dado que en los sistemas bitubulares son los más usados, la tubería de ida y la de retorno
quedan unidas periódicamente mediante los radiadores, deben equilibrarse las presiones de los
puntos de encuentro (entrada y salida) de los radiadores para que los caudales circulantes sean
los previstos en el cálculo para atender a los requerimientos caloríficos.
Primer reglaje.- Inicialmente se establece y fija la resistencia que debe aportar la llave de
entrada mediante una operación, giro de una placa sobre una base con numeración de 1 a 8.
Tal resistencia depende del caudal circulante y del número adoptado, tal como establece un
ábaco que suministra el fabricante.
Segundo reglaje.- El segundo reglaje corresponde al usuario, que en función de la
temperatura ambiente, cerrará o abrirá a su gusto la entrada de agua girando el volante que
rodea a la válvula.
Detentores.
Figura 19: Detentores.
Los detentores son unas llaves que se instalan a la salida de los emisores y que, en
combinación con la monogiro, de entrada, permite retirar el bloque emisor o panel sin
necesidad de vaciar el agua de la instalación. Asimismo puede completarse la regulación
primaria realizada en la llave monogiro, estando tabuladas las resistencias que aporta en
función del número de vueltas que se le da a la cabeza de giro, operación que se realiza
mediante herramienta de llave.
39
2.3 SISTEMA DE CALEFACCIÓN POR AIRE.
Son los procesos relativos a la regulación de las condiciones ambientales con propósitos
industriales o para hacer más confortable el clima de las viviendas. La calefacción eleva la
temperatura en un espacio determinado, con respecto a la temperatura atmosférica, a un nivel
satisfactorio.
Sistema de volumen de aire variable (VAV).
Este sistema es utilizado con mucha comodidad en temporada de refrigeración pero para
temporada de calentamiento tiene que añadirse una variedad de equipos tales como batería de
calentamiento, radiadores, aleteados, etc., para aquellos espacios que se encuentran en
contacto con el exterior. Se puede añadir una batería de calentamiento a una caja de volumen
variable de aire (VAV). Este sistema también se lo puede utilizar en edificios de oficinas,
escuelas y grandes almacenes, que son los principales usuarios de este tipo de sistema.
Unidad central.- consta de distribución con regulación de palas de entrada variable, control
de velocidad variable o reguladores de descarga, baterías de enfriamiento con refrigerante o
agua enfriada, filtros, baterías con vapor de agua o agua caliente para calentamiento de
arranque, ventilador de aire de retorno modulado por los controles para adaptarse a las
demandas del ventilador de distribución y una cámara impelente de aire de mezcla.
El ventilador de distribución se seleccionará de acuerdo con la carga calculada y presión
estática del sistema.
Para el diseño de un sistema VAV debemos tener en cuenta los siguientes puntos:
Aire exterior mínimo.- hay que tener mucho cuidado con el caudal de aire del ventilador de
distribución, por lo que se recomienda mantener el mínimo caudal de aire exterior a través de
un conducto corto con un sensor.
Presión estática del edificio.- En esta sección los sensores tienen una función muy
importante ya que deben tener una diferencia constante entre el aire de alimentación y de
retorno modulando los caudales de aire de retorno y de evacuación.
Movimiento de aire de habitación.- en este punto tenemos que seleccionar los difusores
adecuados para un buen rendimiento.
40
Calefacción del edificio.- a pesar de todos lo aparatos eléctricos que producen calor estos no
son suficientes en las noches donde el lugar esta prácticamente desocupado tan solo el
contacto exterior nos reduce la temperatura es por esta razón que al sistema VAV se le debe
diseñar con una batería de calentamiento. Las cajas VAV deben ser diseñadas de tal forma
que caliente el aire mínimo que normalmente va de 13 o 15 ºC además del requerido para las
perdidas por transmisión.
Sistema de conductos VAV.
Este diseño depende del espacio disponible en el techo, además un diseño a baja velocidad
dará por resultado un menor coste de operación.
Los conductos de distribución deben estar o bien provistos de puertas de alivio o con
capacidad suficiente para soportar toda la presión del ventilador en precaución a fallas del
regulador de presión estática y la caja VAV cerradas.
2.3.1 CONDICIONES DE DISEÑO.
Para determinar que sistema se debe utilizar en la climatización debemos tomar en cuenta
varias condiciones que influyen entre ellas la ubicación pues la velocidad de la corriente del
aire produce infiltraciones que intervienen en el cálculo de la carga térmica y la temperatura
mínima a la que se encuentra.
Los pasos para poder realizar un diseño son los siguientes:
- Plano arquitectónico del lugar al cual se le va a climatizar, tomando en cuenta todos los
aspectos como alturas, puertas, conductos, divisiones importantes que influyan en la
infiltración.
- El número de personas existentes en el local se deben tomar en cuenta si se va a realizar
enfriamiento o ventilación.
- Los equipos eléctricos son importantes en acondicionamiento, para calefacción se anularán.
- Fijar las condiciones del ambiente exterior e interior y calcular la carga térmica teniendo en
cuenta que no tenemos “Ganancias interiores ni ganancias exteriores”, el viento es una
condición muy importante pues al infiltrar aire con otra temperatura este produce variación
en el calor. Para esto es indispensable tener conocimiento de la orientación lo cual se lo
puede fijar con una brújula.
- Determinar las cargas necesarias para calcular la temperatura de roció y condiciones del
equipo.
41
- Dimensionar ductos y/o tuberías de aire o vapor, tomando en cuenta las pérdidas debido al
rozamiento, velocidad, nivel de ruido, pérdidas o ganancias de calor y frió.
- Selección de equipos y elementos necesarios para la instalación.
Carga térmica de calefacción.
Los cálculos de carga térmica se los realiza en la noche razón por la cual no se toma en cuenta
la influencia del sol (sombra, vidrio), alumbrado, influencia de personas, ni la maquinaria
existentes en el hotel.
TABLA. 3: RESUMEN DE DATOS TÉCNICOS, ECUACIONES Y REFERENCIAS PARA CALCULAR CARGAS
DE PROYECTOS PARA CALEFACCIÓN [2].
RESUMEN DE DATOS TÉCNICOS, ECUACIONES Y REFERENCIAS PARA CALCULAR
CARGAS DE PROYECTOS PARA CALEFACCIÓN.
q = U * A * TD
Tejado, techos, paredes, cristales
q = U * A * TD
Paredes por debajo del nivel del suelo
Piso
sobre el nivel
q = U * A * TD
a nivel
q = F2 * P * TD
Debajo del nivel.
q = U * A * TD
Aire de infiltración y ventilación
sensible
q s = 1 . 2 * V * ∆t
latente
qs = 2808 * V * ∆w
Pérdida de calor por transferencia en la construcción.
Toma en cuenta la pérdida de calor por transferencia hacia el exterior a través de paredes,
puertas, pisos, techos, ventanas (TABLA 3) debido a la diferencia de temperaturas entre el
exterior y la habitación acondicionada. La ecuación que corresponde a esta pérdida es:
Qs = U A TD
Donde:
Qs= Calor sensible.
U = Coeficiente de transmisión.
A = área
TD = diferencia de temperatura.
(2.1)
42
Pérdida de calor por transferencia, aire de infiltración y ventilación.
La ecuación que se necesita para la pérdida de calor por infiltración de aire y
ventilación sensible es el producto entre el volumen que depende de la actividad que
genera la persona y la diferencia de temperatura para el diseño multiplicado por un
factor de 1.2, en donde para una mejor interpretación se le demostrará.
q s = 1 . 2 * V * ∆t
(2.2)
Para este análisis se deben conocer las condiciones del aire normal [3]:
Pe = peso específico (1.2928 Kg. /m3).
T = 0 oC.
p = presión atmosférica (10.33 kg. /m3).
Ve= volumen específico (0.7735 m3/Kg).
D = Densidad del aire (1.2 Kg/m3).
Ce = Calor específico del aire (1.0 KJ/ (Kg ºK)).
hfg = Calor latente del vapor (2340 KJ/Kg).
Infiltración y ventilación sensible.
qs = Ce * D * V * ∆t
De donde:
qs = Calor sensible (W).
V = Volumen (L/s).
D = Densidad del aire.
Ce = Calor específico del aire.
∆t = diferencia de temperatura (ti – te).
En donde al multiplicar calor específico por densidad y teniendo en cuenta las
unidades se obtiene el factor de 1.2:
Ce *D = 1.2
qs = 1.2 * V * ∆t
El mismo análisis se realiza para infiltración y ventilación latente.
qL = D *V *∆w * hfg
(2.3)
43
De donde:
qL = Calor Latente (W)
D = Densidad del aire (Kg/m3).
V = Volumen (L/s)
∆w = diferencia de humedad específica (Kgv/Kga)
hfg = Calor latente del vapor ( KJ/Kg)
El producto entre la densidad y el calor latente del vapor y al tomar en cuenta las
unidades se obtienen el factor de 2808:
D * hfg = 2808
qL = 2808 *V*∆w
2.3.2
PÉRDIDAS DE CALOR EN DUCTOS.
Cuando los ductos pasan por lugares sin calefacción estos transfieren calor es por este motivo
que se recomienda esta clase de instalación para lugares pequeños, caso contrario se debe
realizar un aislamiento de los ductos para que cuyo valor no exceda los 0.25.
2.3.3 CAUDAL DE AIRE TRATADO.
A) Calidad del aire.
Un factor importante en el confort del ser humano es la calidad de aire en lo que se refiere a
su pureza. El aire se contamina con la presencia de polvo, humos o gases indeseables. Todos
estos factores se los puede limpiar a través de equipos y sustancias químicas especiales hasta
un nivel aceptable de ventilación exterior en el edificio.
En algunas normativas llegan a establecer que la ventilación adecuada para lugares cerrados
se establece en un orden 7.5 litros por segundo por persona esto como mínimo pero el valor
va creciendo de acuerdo a como se establece el nivel de contaminación es muy distinto de un
hotel, auditorios, bares, etc.
B) Calidad de aire entrante.
Este aire es el resultado de un suministro, adecuado y continuo, de aire fresco entrante.
ASHRAE establece que la mejor manera de evitar enfermedades debidas a la mala calidad del
aire entrante es incrementando el volumen de aire fresco entrante al edificio. El impacto
negativo de no controlar la entrada de aire al edificio es el incremento de los costos de
calefacción.
44
Hay que identificar zonas y sistemas donde el aire es excesivo o deficiente. Es por este
motivo que tenemos que verificar donde debe ir colocado el dispositivo de calefacción el cual
puede ser un difusor su posición más recomendada es la central y además hay que tratar de
economizar la temperatura.
Uno de los aspectos más importantes es el ruido provocado por los equipos estos deben ser
colocados en lugares donde el ruido no molesten ni a dormitorios, auditorios, estudios, etc.
Para esto se debe realizar un estudio previo basado en lo siguiente:
- Cuando el edificio esté en construcción las estructuras deben ser colocadas de tal forma que
sean adaptables a la colocación del equipo.
- En construcciones ya existentes se debe evitar las losas pues éstas afectan las vibraciones es
por eso que las estructuras se recomienda que sean de hierro.
- Las salas de máquinas deben estar aisladas acústicamente.
- En hoteles, hospitales y edificios similares, las máquinas deben estar alejadas del suelo y
techos a través de elásticos para así evitar los ruidos y vibraciones.
- A continuación se debe realizar un diseño preliminar donde se ubican los equipos en forma
axial para tener las mejores condiciones de flujo de aire.
Caudal de aire de impulso (VI): es el volumen de aire impulsado al espacio climatizado. En
calefacción podemos tomar una variación de 5 a 10 ºF más a la temperatura del local.
VI =
Qs
Ce * D * (T1 − T I
[CFM ]
)
(2.4)
Donde:
Qs = Calor sensible (Btu/h)
T1 = Temperatura de bulbo seco del local. ºF
TI= Temperatura de impulso ºF.
Vi = Volumen de impulso (CFM)
Ce = Calor específico del aire (0.239 Btu/lb ºF)
D = Densidad del aire (7.5*10-2lb/ft3)
Ce*D = 1.08
VI =
Qs
1 . 08 (T1 − T I
)
C . F .M
45
2.3.4 DISTRIBUCIÓN DE AIRE.
La distribución de aire debe estar proyectada para mantener la temperatura dentro de los
límites de confort para lo cual se le esta diseñando, donde la variación máxima que se admite
es de 1.7 ºC entre habitaciones.
Una buena distribución presenta las siguientes características.
1. La temperatura del recinto deben estar a 1°C de la temperatura de diseño caso contrario se
vuelve incomoda la estadía. La zona adecuada se la considera desde el piso hasta una
altura de 2m por arriba de ésta se considera fluctuaciones más altas de temperatura.
2. Las velocidades de aire son también consideradas y para lugares donde las personas
permanecen sentadas se considera una velocidad entre 25 a 35 ft/min. En lugares donde
las personas se encuentran en actividad se permite velocidades entre 50 a 70 ft/min.
Una distribución correcta, debe ser llevada a un nivel que no descargue directamente sobre las
personas, se producirá un movimiento de aire suficiente para que se distribuya por el
ambiente sin corrientes molestas.
Corrientes de aire.
A continuación se presenta algunos comportamientos del aire que nos servirá para las futuras
selecciones de equipos.
1. Cuando suministra aire a menor temperatura que la del recinto, el aire desciende.
2. Cuando se suministra aire a mayor temperatura que la del recinto, el aire sube.
3. Al suministrar aire en forma paralela al cielo raso, se tiende a pegarse al techo
denominándolo “efecto del cielo raso”.
4. Suministro a través de un dispositivo, a este aire se le denomina aire primario, el cual
ejerce corrientes a las que se les denomina aire secundario.
El alcance de un dispositivo de suministro de aire es la distancia que el aire baja antes de
llegar a una velocidad relativamente baja, llamada la velocidad terminal. Se recomienda
velocidades terminales entre 75 y 200 ft/ min.
Para lograr una buena distribución de aire se debe tener en cuenta el lugar mas adecuado a
continuación se presenta algunos aspectos.
1. Alto en la pared. No es una buena ubicación para la calefacción. Porque el aire caliente se
eleva y deja una zona sin movimiento en el área ocupada. En este caso se debe usar
calefacción separada, bajo la ventana.
46
2. En el cielo raso. No es una buena ubicación ya que aire caliente se eleva, a menos que se
fuera hacia abajo a grandes velocidades.
3. Bajo en la pared. Es una excelente ubicación para la calefacción porque el aire caliente se
eleva.
4. En piso o en umbral de ventana.
Excelente ubicación para la calefacción ya que
contrarresta con el aire frío que ingresa por la ventana.
Principios de la distribución de aire.
Distancia de propulsión.- es la distancia horizontal medida desde la boca de salida a una
velocidad de 0.25 m/s en una distancia de 21 metros por encima del suelo. Esta distancia es
proporcional a la velocidad del aire previamente tomada e independiente de las temperaturas,
apartamentos, hoteles, y edificios de oficinas.
Tipos de distribución.
De acuerdo al sentido de circulación del aire en el interior del espacio climatizado, podemos
dividirlo en:
Ascendente.- a este nivel se lo puede definir como aquel en el cual el aire se introduce
por la parte inferior y se lo extrae por la parte superior del ambiente.
Cuando se coloca las bocas de insuflaciones en niveles superiores al piso hay que
tener mucho cuidado con no dejar zonas muertas es decir secciones sin climatización.
Descendente.- en este caso encontramos a todos los sistemas en donde el aire que
ingresa lo realiza por la parte superior (fig. 14) y se lo extrae por la parte inferior aquí
la velocidad del aire debe ser lo suficiente para que logre una difusión en todo el local.
Figura 20: Distribución descendente.
Mixta.- este sistema es el más adecuado para lugares donde se fume ya que el aire se
lo extrae por la parte superior y los conductos de extracción del aire están abajo para
llevarlo al circuito de circulación.
47
Cruzada.- este sistema consiste en introducir aire en forma horizontal al recinto
acondicionado desde la parte superior barriendo la superficie del techo y con gran
velocidad, a la misma altura debemos colocar las salidas del aire en la pared opuesta.
Para su selección debemos tener en cuenta los siguientes parámetros:
a)
Estructura del edificio.
b) Situación de los ocupantes y fuentes de calor.
c)
Si ha de usar solo ventilación o climatización del aire en el espacio considerado.
d) Situación del equipo y sus componentes.
2.3.5 EQUIPOS Y ELEMENTOS.
Sabemos que los equipos mecánicos necesitan de mantenimiento tanto preventivo como
correctivo en peor caso, por ello los elementos que constituyen el sistema deben estar
colocados de tal manera que su revisión o sustitución debe ser de forma accesible.
No se los debe ubicar en el techo ya que el equipo puede sufrir cambios de acuerdo a la
variación de la atmósfera, además si existe humedad el equipo corre riesgo de dañarse. Otro
inconveniente es que debido a la posición el mantenimiento no puede ser el correcto y con el
tiempo sufrir un deterioro más rápido. Por último es un riesgo para el personal ya que hay que
utilizar escaleras o caminar por los techos los cuales se pueden romper y en peor caso la
persona puede caer.
Figura 21: Elementos de un sistema por aire.
48
Elementos que intervienen:
Filtros:
El aire es un gas que lleva en sus corrientes polvo, suciedad, fibras y otras partículas, por ello
se lo debe someter a una limpieza.
Entre las razones existentes para la limpieza tenemos las siguientes:
Higiene.
Mantener limpios los serpentines.
Mantener el volumen de aire que circula constante.
Mantener limpio los elementos y equipos que constituyen el sistema.
Conservar en condiciones adecuadas las paredes, el piso, el techo en el lugar
acondicionado.
Tipos de filtros.
Filtros secos.
Filtros húmedos.
Filtros de autolimpieza.
Lavadores de aire.
Filtros electrostáticos.
Figura 22: Tipos de filtros.
Filtros secos: esta constituido por dos mallas metálicas de malla fina y es en éstas donde se
queda el polvo que el aire lleva en suspensión.
Existen filtros de 5 cm. de espesor que retienen hasta el 94% de las partículas de más de 0,8
micrones, con una caída de presión de 2mm de columna de agua a velocidades de 100m/min.
Filtros húmedos.- conocidos también como filtros viscosos, combina las cualidades de los
filtros secos con la de los lavadores de aire. Esta clase de filtros impregnados de líquidos,
permiten la deposición de polvo e impurezas en su película húmeda.
49
Rejillas.
Las rejillas son elementos muy importantes en los sistemas de climatización están ubicados en
las paredes y permiten el ingreso del aire, en rejillas simples no se controla y en rejillas
móviles sus láminas permiten el control del aire.
Tipos de rejillas.
De Impulsión.
De Retícula.
De Puerta.
Lineales
De Suelo.
En estas rejillas considerando la misma cantidad de aire de acuerdo al tipo de dirección hay
que aumentar la velocidad, las rejillas pequeñas enviarán a grandes distancias el aire y las
rejillas con más direcciones tendrán gran velocidad para impulsar el aire a una distancia
acorde con la pared.
Figura 23: Tipos de rejillas.
Difusores.
Estos elementos nos permiten el ingreso y la extracción del aire además permite desviar o
difundir y controlar el flujo de aire así como no propagar ni producir ruidos.
Clases de difusores.- tenemos dos clases estos son:
Baja velocidad.
Alta velocidad.
50
Figura 24: Tipos de difusores.
Baja velocidad.- está localizado en el techo con una apertura amplia de descarga sus
velocidades van de 1,5 a 5 m/s y son conocidos como Placa.
Alta velocidad.- estos difusores son patentados, el flujo de aire insuflado es de forma
horizontal con dirección hacia abajo con alta velocidad.
Conductos.
Figura 25: Conductos.
Lo conductos tienen como función proporcionar un medio para transportar el aire desde los
equipos de tratamiento como calentamiento, ventilación o acondicionamiento.
Selección del sistema de conductos.- para esta selección debemos tomar en cuenta las
condiciones del edificio es decir techo, espacios disponibles, y todas las localidades
particulares de cada ambiente.
Dámper
Son elementos que se encuentran diseñados para controlar la presión, temperatura o flujo en
un sistema HVAC. Estos dámper (Fig. 26) tienen control manual o automático. Entre las
clases de damper tenemos uno muy importante el dámper FIRE (Fig. 27) cuyo fin es cerrar
sus compuertas en el caso de que existan humos o fuego evitando así que el sistema produzca
algún daño.
51
Figura 26: Dámper.
Figura 27: Dámper FIRE.
Ventiladores.
Figura 28: Ventiladores.
Todos los equipos incluyen un mecanismo para mover el aire es decir utilizan un ventilador.
Los ventiladores se clasifican en la siguiente forma:
Ventiladores axiales:
tubular.
con paletas de guía.
Figura 29: Tubular axial en línea
52
Figura 30: Ventiladores centrífugos.
Existen otros tipos de clasificaciones de acuerdo a requisitos físicos o también tipo ático. Con
diseños para proteger del medio sobre todo para instalaciones exteriores en el primer caso, o
en el que el equipo se encuentra encerrado en una caja con un pasillo de acceso interior para
poder dar mantenimiento en el segundo caso.
Entre las pérdidas que tiene un ventilador tenemos las siguientes: Presión Estática, Dinámica
y Total.
Cuando la presión estática es nula, el ventilador da el máximo caudal que puede mover, por
lo tanto la presión total es igual a la dinámica.
De la misma forma cuando el ventilador esta obturado es decir que da el mínimo caudal, la
presión dinámica es nula y en este punto la presión Total es igual a la estática.
2.4 SISTEMA DE CAUDAL DE REFRIGERANTE VARIABLE.
Figura 31: Sistema de caudal de refrigerante variable.
a) Focos de la bomba de calor
La Bomba de Calor extrae energía de un medio. Mediante el trabajo externo aportado, esta
energía es cedida a otro. El medio del que se extrae la energía se llama foco frío y el medio al
que se cede se llama foco caliente.
53
Un foco frío ideal es aquel que tiene una temperatura elevada y estable a lo largo de la
estación en que es necesario calentar, está disponible en abundancia, no es corrosivo o
contaminante, tiene propiedades termodinámicas favorables, y no requiere costes elevados de
inversión o mantenimiento.
Aire atmosférico.
Su utilización presenta problemas de formación de escarcha. Este problema se resuelve
invirtiendo el ciclo durante pequeños períodos, lo que supone un gasto adicional de energía.
Para temperaturas por encima de 5ºC no es necesario el desescarche.
b) Bomba de calor.
El calor fluye de forma natural desde las altas temperaturas a las bajas temperaturas. Sin
embargo, la Bomba de Calor es capaz de hacerlo en dirección contraria, utilizando una
cantidad de trabajo relativamente pequeña. Las Bombas de Calor pueden transferir este calor
desde las fuentes naturales del entorno a baja temperatura (foco frío), tales como aire, agua o
la propia tierra, hacia las dependencias interiores que se pretenden calentar o bien para
emplearlo en procesos que precisan calor. Es posible también aprovechar los calores
residuales de procesos industriales como foco frío, lo que permite disponer de una fuente a
temperatura conocida y constante que mejora el rendimiento del sistema.
Las Bombas de Calor también pueden ser utilizadas para refrigerar. En este caso la
transferencia de calor se realiza en el sentido contrario, es decir desde la aplicación que
requiere frío al entorno que se encuentra a temperatura superior.
En algunas ocasiones, el calor extraído en el enfriamiento es utilizado para cuando se necesita
calentar algo.
Para transportar calor desde la fuente de calor al sumidero de calor, se requiere aportar un
trabajo.
Clasificación de las bombas de calor
- Las bombas de calor aire−aire: son las que más se usan, sobre todo en climatización.
- Bombas de calor aire−agua: se utilizan para producir agua fría para refrigeración o agua
caliente para calefacción y agua sanitaria.
- Compacta: Todos los elementos que constituyen la Bomba de Calor se encuentran alojados
dentro de una misma carcasa.
54
- Split o partidas: Están constituidas por dos unidades separadas. Una exterior donde se aloja
el compresor y la válvula de expansión y una unidad interior. De esta manera se evitan los
ruidos en el interior local.
- Multi−split: Están constituidas por una unidad exterior y varias unidades interiores.
funcionamiento
- Reversibles: Pueden funcionar tanto en ciclo de calefacción como en ciclo de refrigeración
invirtiendo el sentido de flujo del fluido.
- No reversibles: Únicamente funcionan en ciclo de calefacción.
- Termofrigobombas: Producen simultáneamente frío y calor.
Componentes de la bomba.
La mayor parte de las Bombas de Calor existentes trabajan con el ciclo de compresión de un
fluido condensable.
Sus principales componentes son:
− Compresor
− Válvula de expansión
− Condensador
− Evaporador
Figura 32: Bombas de calor.
Los componentes se conectan en un circuito cerrado por el que circula un fluido refrigerante.
Bomba de calor de compresión mecánica accionada por motor eléctrico.
En este tipo de bombas el compresor es accionado por un motor eléctrico.
55
Etapas del ciclo
1. En el evaporador la temperatura del fluido refrigerante se mantiene por debajo de la
temperatura de la fuente de calor (foco frío), de ésta manera el calor fluye de la fuente al
fluido refrigerante propiciando la evaporación de éste.
2. En el compresor el vapor que sale del evaporador es comprimido elevando su presión y
temperatura.
3. El vapor caliente accede al condensador. En este cambiador, el fluido cede el calor de
condensación al medio.
4. Finalmente, el líquido a alta presión obtenido a la salida del condensador se expande
mediante la válvula de expansión hasta alcanzar la presión y temperatura del evaporador. En
este punto el fluido comienza de nuevo el ciclo accediendo al evaporador.
Bomba de calor con motor de gas.
El compresor es accionado mediante un motor de combustión, alimentado con gas o con un
combustible líquido. Las más extendidas son las Bombas de Calor con motor de gas.
Ciertos tipos de Bombas de Calor (reversibles) son capaces de proporcionar calefacción y
refrigeración. Las Bombas de Calor reversibles incorporan una válvula de 4 vías que permite
la inversión de circulación del fluido frigorífico. De esta forma se consigue:
Que se bombee calor del exterior hacia el interior en el ciclo de calefacción.
Que se bombee calor del interior hacia el exterior en el ciclo de refrigeración.
Ciclos de calefacción y Refrigeración.
Ciclo de calefacción:
− El compresor eleva la presión y temperatura del fluido frigorífico. (1)
− En el intercambiador, situado en el interior del recinto a calentar, el fluido cede al aire del
recinto el calor de su condensación. (2)
− El fluido en estado líquido y a alta presión y temperatura se expande en la válvula de
expansión reduciendo su presión y temperatura, evaporándose en parte. (3)
− En el intercambiador situado en el exterior el fluido refrigerante completa su evaporación
absorbiendo calor del aire exterior, retornando al compresor (1) a través de una válvula de
cuatro vías. (5)
56
Ciclo de refrigeración:
− El compresor eleva la presión y temperatura del fluido frigorífico (1) siguiendo su camino a
través de la válvula de 4 vías (5).
− En el intercambiador, situado en el exterior, el fluido se condensa cediendo su calor al
medio exterior. (4)
− El fluido en estado líquido y alta presión se expande en la válvula de expansión reduciendo
su presión y evaporándose en parte. (3)
− En el intercambiador (2), situado en el interior del recinto a refrigerar, el fluido frigorífico
completa su evaporación absorbiendo calor del medio interior.
Figura 33: Ciclo de Calefacción y Refrigeración.
Figura 34: Esquematización de los ciclos de frío y calor.
57
MultiV System.
Este equipo consta de dos unidades interior y exterior.
Unidad exterior: Constituida por un comprensor, válvula check, válvula de 4 vías,
comprensor, ventilador e intercambiador de calor.
Unidad interior: Constituida por Controla BC (válvulas solenoides) y unidades interiores.
Funcionamiento: El líquido refrigerante circula por el sistema, inicia en el compresor pasando
por la válvula de 4 vías y dirigiéndose al intercambiador de calor en donde a su salida toma
un presión alta que ingresa al separador tomando una presión adecuada para ingresar a las
unidades interiores en donde intercambiará calor con el ambiente a climatizarse.
Figura 35: Operación del Controlador BC.
58
CAPÍTULO III.
DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE CALEFACCIÓN.
3.1
CÁLCULO DE LA CARGA TÉRMICA.
La carga térmica es la ganancia o pérdida de calor, la cantidad instantánea de calor que entra o
sale del espacio a climatizar.
3.1.1. Habitaciones.
Condiciones de cálculo:
Mes: Julio.
Hora: 1 am.[4]
→ Temperatura de bulbo seco interior: 21 ºC o 69.8 ºF
Humedad Local: 50%
Humedad Específica: 0.011
→ Temperatura de bulbo seco exterior: 10.2 ºC o 50.36ºF
Humedad Local: 99%
Humedad Específica: 0.0106
→ Temperatura del corredor. 15ºC o 59ºF
→ Temperatura del Dormitorio Adyacente: 21ºC o 69.8ºF
→ Latitud: Sur
Cálculos para el 5º Piso.
Figura 36: Ubicación de los dormitorios.
59
Dormitorio Nº = 3
• Techo.
Constitución del techo. 6in de concreto, 13ft. de altura.
U (Coeficiente total de transferencia de calor). = 0.318 (btu/hft2 0F). ASHRAE Anexo.1
Dimensiones: Las dimensiones son tomadas de los planos arquitectónicos.
Área: (0.9*4.25+1.95*3.95+3.6*0.18)*3.282=130.99 ft2
Diferencia de Temperatura (TD): Tbs interior – Tbs corredor
TD = (69.8 − 59 ) oF = 10.8 º F
(3.1)
Calor:
q = U * A * TD
q = 0.318 *130.99 *10.8
q = 449.87
BTU
* ft 2 *º F
hft 2 F
BTU
h
• Pared.
-
Norte.
Constitución de la pared: aglomerado hueco de 20cm de espesor, con enlucido de 15 mm.
U = 0.430 (Btu/hft2 0F). CARRIER Anexo.2
Dimensiones: Anexo.
Área= (3.03*2.63-1.53*2.1)*3.282=47.97 ft2
TD: Tbs interior – Tbs exterior
TD = (69.8 − 50.36 ) oF = 19.44 º F
Calor:
q = U * A * TD
q = 0.430 * 47.97 *19.44
q = 401
-
BTU
* ft 2 *º F
hft 2 F
BTU
h
Pared Sur, Este y Oeste.
Para estas paredes realizamos los mismos cálculos pero tomando en cuenta las siguientes
áreas y diferencia de temperatura.
60
Tabla 4: Áreas para Pared Sur, Este y Oeste.
.
qS = U * A *TD
U
PAREDES LATITUD SUR
NORTE(TBS exterior)
SUR(TBS corredor)
OESTE(TBS Corredor)
ESTE(TBS D adyacente)
(btu/hft2
0
F)
DIMENSIONES
PUERTA
0,43
0,43
0,43
0,43
(ft^2)
VENTANA
A TOTAL
37,76
85,73
85,73
120,25
111,76
20,33
20,33
A Cál.
(ft^2)
TD
(ºF)
Q
(BTU/H)
47,97
65,40
99,92
111,76
19,44
10,8
10,8
0
401,00
303,71
464,02
0,00
• Cristales (Ventanas)
Ubicación: Norte.
Constitución del cristal. Es una ventana con un vidrio llano, solo vidrio.
U = 1.10 (Btu/hft2 0F). ASHRAE Anexo.3
Dimensiones:
Área: (1.53*2.6)*3.282= 37.76 ft2.
TD: Tbs interior – Tbs exterior
TD = (69.8 − 50.36 ) oF = 19.44 º F
Calor:
q = U * A * TD
q = 1.10 * 37.76 *19.44
q = 807.50
BTU
* ft 2 *º F
2
hft F
BTU
h
Pisos.
TD = (69.8 − 69.8) oF = 0 º F
Q=0
Aire de infiltración y ventilación
Para realizar los cálculos de ventilación hay que tomar muy en cuenta la clase de infiltración.
• Ventilación Sensible.
Volumen requerido por ocupantes V (cfm): ASHRAE Anexo 4
Ventilación requerida por persona = 7 cfm. /persona
Nº de persona = 2 persona
V = Ventilació n requerida por persona * No de personas
cfm
V =7
* 2 personas =
persona
l
V = 14 cfm = 6 . 607
s
(3.2)
61
TD: Tbs interior – Tbs exterior
TD = (69.8 − 59 ) oF = 10.08 º F
Calor:
q = 1.2 *V * ∆t
q = 1.2 * 6.607 L / s *10.08º C
q = 85.63 W = 292.24
BTU
h
• Ventilación Latente.
Diferencia de humedad específica (DW). Humedad específica interior – Humedad específica
exterior. Anexo 5.
∆ W = W local − W exterior
∆ W = 0 . 011 − 0 . 0106 =
(3.3)
∆ W = 0 . 0004
Calor:
q = 2808*V * ∆w
q = 2808* 6.607 L / s * 0.0004
q = 7.42 W = 25.33
BTU
h
• Infiltración:
-
Ventanas:
Nuestras ventanas se encuentran con rendijas por lo tanto se asume una infiltración de cero.
-
Puertas.
o Infiltración Sensible
Volumen requerido por ocupantes V (cfm):
Ventilación requerida por persona = 2.83 m3/persona
No de persona = 2 persona
V = Infiltración por persona * No de personas
m3
personas
1h
(3.28 ft ) =
*2
*
*
persona
1h
60 min
1m 3
V = 3.328 cfm
3
V = 2.83
TD= Tbs interior – Tbs corredor.
TD = (69.8 − 59) o F = 10.8 º F
Calor:
q = 1 .2 * V * ∆ t
q = 1 .2 * 1 .42 L / s * 10 .8 º C
BTU
q = 18 . 35 W = 62 . 62
h
62
• Infiltración Latente
DW:
∆W = Wlocal − W exterior
∆W = 0.011 − 0.0106 =
∆W = 0.0004
q = 28081*V * ∆w
q = 28081*1.42L / s * 0.0004
BTU
q = 1.59 W = 5.43
h
• Calor Total.
El calor total es la suma de todos los calores previamente calculados.
• Calor Total Externos.
Qexternos = Qtecho+Qparedes+Qcristales+Qpisos
(3.4)
Qexternos = 449.87 + 1687.76 + 807.50 + 0
Qexternos = 2426.10
BTU
h
• Calor Total Internos:
Calor total internos sensibles.
Qi total sensibles = Qv ventanas+Qinfiltración puerta
Q total
sensibles
Q total
sensible
(3.5)
= 292 . 24 + 62 . 62
= 355
BTU
h
Calor total internos latentes.
Qi total sensibles = Qv ventanas+Qinfiltración puerta
Q total
latente = 25 . 33 + 5 . 43
Q total
latente = 30 . 76
(3.6)
BTU
h
• Calor Total:
QT = QExternos+QSensibles
Q T = 2426 .10 + 355
Q T = 2781
(3.7)
BTU
h
63
RESUMEN DE CÁLCULOS.
Tabla 5: Resumen de cálculos.
CARGAS TÉRMICAS.
η
Temperatura de bulbo seco del local:
Temperatura de impulso:
PISO
TECHOS
PAREDES LATITUD SUR
VENTANAS (CONDUCCION)
PISOS
Necesidad de gran confort.
1,3
69,8
ºF
83,77 ºF
5º PISO
Nº 1
Nº 3
443
6º PISO
Nº 8
450
545
Nº 2
316
Nº 4
321
Nº 8
389
1688 1169 1965 1688 1169 1965
808
808 1615
808
808 1615
0
0
0
0
0
0
Sensible
293
293
293
293
293
293
Latente
25
25
25
25
25
25
Sensible
63
63
63
63
63
63
Latente
5
5
5
5
5
5
VENTILACIÓN
INFILTRACIÓN
CALOR TOTAL (Btu/h)
3293 2781 4480 3166 2652 4324
CALOR TOTAL (Btu/h)*η
η
4281 3615 5824 4116 3448 5621
V. IMPULSO (CFM)
V. IMPULSO (CFM) POR PISO
284
240
386
273
229
2298
2205
CALOR TOTAL POR PISO (Btu/h)
34671
33263
CALOR TOTAL POR PISO (Kcal/h)
8737
8382
373
3.1.2. Recepción.
En el caso de la recepción no se realizará ningún cálculo debido a que se encuentra ubicado
adyacente al restaurante por lo tanto tiene esta influencia.
3.1.3. Restaurante.
En esta sección se utiliza el método de presión dinámica de acuerdo a las siguientes
condiciones de diseño:
Condiciones de diseño para los Sistemas de impulsión y extracción.
1.
Identificación del tramo.
2.
Altitud (Z).
La presión varía de acuerdo a la altura en la que ésta se encuentra, la mayoría de los datos
presentados en catálogos son datos experimentados a presiones sobre el nivel del mar por lo
cual se advierte la necesidad de realizar la corrección necesaria según la altura de Riobamba
64
que tiene un valor de 9180 ft. s n m, por lo que es necesario realizar una interpolación de la
tabla a continuación presentada:
TABLA 6: Influencia en la temperatura y altitud en ventiladores.
De la interpolación se determina el siguiente valor: F= 1.41.
3.
Para realizar el cálculo es necesario tomar las temperaturas más extremas en Riobamba se
ha llegado a tener una temperatura de 32ºC
teniendo más frecuentemente una
temperatura máxima de 28ºC.
Tbulbo seco = 28 ºC
4.
Caudal de aire estándar.
El caudal de aire estándar se lo calcula siguiendo la norma del Reglamento de
Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) [5].
Área del local: 136.499 m2 = 1468.52 ft2.
Caudal = Área x 6 litros/s.
Q = 136.499 * 6 = 818.99
(3.8)
litros
s
= 1735.4 cfm.
Sistema de impulsión
1.
En el plano se puede identificar la sección OA ubicada de forma horizontal en sentido de
sur a norte.
65
Figura 37: Ubicación del equipo en el restaurante.
2.
Velocidad mínima de transporte.- Para poder determinar la velocidad mínima de
transporte nos hemos guiado en el catálogo de Salvador Escoda (Fig. 38) tomando en
cuenta la clase de local y la posición de las personas.
Velocidad: 3.5 m/s ≈ 700 ft/min
Figura 38: Velocidad del aire atendiendo al ruido.
3.
Área del ducto.
Q
V
1735.36
A=
700
A = 2.479 ft 2
A=
4.
Diámetro del ducto.
D=
5.
(3.9)
π*A
4
= 1 .777 ft
(3.10)
Diámetro equivalente del ducto.
D = 1.777 ft = 21.24 in
66
6.
Área del ducto seleccionado.
Con el diámetro del paso 5 nos vamos a la tabla 7 y seleccionamos un diámetro que este
en este rango.
TABLA 7: Equivalencia de ductos circulares a rectangulares para igual fricción y
capacidad.
7.
Velocidad real en el ducto.
Esta velocidad la encontramos al dividir el caudal actual para el área del ducto.
Vr =
8.
1735 cfm
ft
= 703 min
2.47 ft 2
Presión dinámica del ducto.
2
2
 V   703 
VP = 
 =
 = 0.031 in de H 2 O
 4005   4005 
9.
(3.11)
(3.12)
Longitud del ducto.
Este dato se lo obtiene de los planos.
L = 67 ft.
10. Factor de corrección por fricción R.
Este valor se lo obtiene de tablas de acuerdo al material en nuestro caso utilizaremos
acero galvanizado. Anexo 6.
R=1
11. Pérdida de fricción por ducto K.
0.533
v
K = 0.0307 actual 0.612
Q
 actual
 703 0.533
K = 0.0307
0.612
 1735
K = 0.011







(3.13)
12. Ducto.
Para la obtención de este dato multiplicamos los siguientes valores.
Ducto = Longitud del ducto * Factor de fricción * Pérdida de fricción.
(3.14)
D = 67 *1 * 0.011
D = 0.705 ft
13. Factor total de pérdida.
67
Pérdida de carga se la puede determinar como el gasto de energía del ventilador. Es decir
es la presión de aire necesaria para vencer la fricción en el conducto.
Este factor es el resultado de la suma entre la pérdida de ducto y efecto del sistema.
f t = f ducto
f t = 0 . 705
(3.15)
14. Presión estática del ducto.
Su valor esta determinado por la multiplicación de la presión dinámica * el factor total de
pérdida.
Sp = Vp * f t
Sp = 0.031 * 0.705
(3.16)
Sp = 0.022 in wg
15. Otros factores.
En esta sección se coloca los valores de Entrada, acoplamiento al ducto, filtro, rejilla, los
cuales se encuentran en manuales o catálogos de accesorios.
Por ejemplo:
El Coeficiente “n” de la entrada lo tomamos de la siguiente forma:
Figura 39: Coeficiente n de entrada.
Velocidad de entrada al ventilador.
Figura 40: Velocidades recomendadas y máximas en ductos para uso industrial.
Velocidad dinámica en la entrada al ventilador.
2
2
 V 
 500 
VP = 
 =
 = 0.016 in de H 2 O
 4005 
 4005 
(3.17)
16. Sp Total.
Sumamos todos los Sp.
68
SpTotal = Sp ducto + Sp accesiruis
SpTotal = 0.022 + (0.019 + 0.010 + 0.004 + 0.27 + 0.028)
(3.18)
SpTotal = 0.354 in H 2 O
17. Sp corregido.
Spc = Sp Total *1.4
Spc = 0.354*1.4 = 0.45 in H2O
Sistema de extracción.
1.
Identificación del tramo, en el plano se puede identificar la sección BC.
Figura 41: Extracción en el restaurante.
2.
Velocidad mínima de transporte, 4 m/s ≈ 800 ft/min.
Figura 42: Velocidad del aire atendiendo al ruido - Bocas de captación.
3.
Área del ducto.
Q
V
1135
A=
800
A = 1 . 4 ft 2
A=
4.
Diámetro del ducto.
D=
5.
π*A
4
= 1 .34 ft
Diámetro equivalente del ducto.
D = 1.34 ft = 16 in
6.
Área del ducto.
16 2
4
A = 1.42 ft 2
A=π *
69
7.
Velocidad real en el ducto.
Esta velocidad se encuentra al dividir el caudal actual para el área del ducto.
Vr =
8.
1135cfm
ft
= 800 min
1.42 ft 2
Presión dinámica del ducto.
2
2
 V   800 
VP = 
 =
 = 0.040 in de H 2O
 4005   4005 
9.
Longitud del ducto.
L = 6.56 ft.
10. Factor de corrección por fricción R.
Este valor se lo obtiene de tablas de acuerdo al material en nuestro caso utilizaremos acero
galvanizado.
R=1
11. Pérdida de fricción por ducto K.
0.533
v

K = 0.0307 actual 0.612 
Q

 actual

0.533
 800


K = 0.0307
0.612 
 1135

K = 0.015
12. Ducto.
Para la obtención de este dato multiplicamos los siguientes valores.
Ducto = Longitud del ducto * Factor de fricción * Pérdida de fricción.
D = 6.56 *1 * 0.015 =
D = 0.096
13. Factor total de pérdida.
Pérdida de carga se la puede determinar como el gasto de energía del ventilador. Es decir es la
presión de aire necesaria para vencer la fricción en el conducto.
Este factor es el resultado de la suma del valor de ducto y el efecto del sistema.
f t = f ducto + f
efecto del sistema
f t = 0 .096 + 0 =
f t = 0 .096
14. Presión estática del ducto.
Su valor está determinado por la multiplicación de la presión dinámica * el factor total de
pérdida.
70
Sp = Vp * f t
Sp = 0.040 * 0.096
Sp = 0.004 in wg
15. Otros factores.
En ésta sección se darán los valores de Entrada al ventilador, acoplamiento al ducto, filtro,
rejilla, los cuales los encontramos en manuales o catálogos de accesorios.
Coeficiente n del sombrero.
Figura 43: Pérdidas en el sombrero.
16. Sp Total.
Sumamos todos los Sp.
SpTotal = Sp ducto + Sp accesiruis
SpTotal = 0.004 + (0.014 + 0.019 + 0.002 + 0.04 + 0.05)
SpTotal = 0.129 in H 2 O
3.1.4 Cocina.
Datos Plan.
71
Figura 44: Ubicación del extractor en la cocina.
1. En el diseño de la cocina se omite el cálculo para la campana debido a que esta existe y
cumple con los requerimientos de construcción.
El área de la campana cubre toda la zona donde se encuentran los equipos de cocina y su
altura es superior a 1m y 80 cm es decir no molestara al cocinero.
2. Caudal de extracción.
Q= 2300 * L *M [6] = 2300* 5.44*1.68 = 21020.16 m3/h = 12362.5 cfm.
(3.19)
3. Velocidad mínima de transporte: (fpm)
Vd. = 2500 cfm [7].
4. Temperatura de bulbo seco.
Tbs = 82.4 ºF
5. Masa de aire. ma (lba )
∨
=
t
∨ = Q *t =
Q=
(3.20)
3
ft
8h
* * 60 min =
min 1h
∨ = 92718 .25 ft 3
∨ = 12362 .5
Densidad del aire en Riobamba [8].
72
δx
msnm
 268 º K
= 1.25
T
 lugar º K
δ 2754
msnm
δ 2754
msnm
  Plugar mmHg
*
  760 mmHg
 
 268 º K
= 1.25
 293 .15 º K
Kg
= 0.827 3
m
φ =




  550 mmHg 
 * 

  760 mmHg 
(3.21)
δv
(3.22)
δv
δa
0 . 53 =
0 . 827
δ v = 0 . 438
Kg
m3
Kg
m3
(1 )
VT = V a + V v
VT =
ma
δa
+
mv
92718 . 75 =
(2)
en
(3.23)
δv
ma
mv
+
0 . 827
0 . 438
mv
ϖ=
ma
m
0.017 = v
ma
m v = 0.017 m a
(2 )
(3)
(3.24)
(1)
ma
0 .017 m a
+
0 .827
0 .438
m a = 16824 .27 Kg a
92718 .75 =
m a = 7631 .36 lba
ma
t (8 de funcionami ento )
7631 .36 lb a
ma =
(8 * 60 ) min
ma =
m a = 15 .90
6. Masa de vapor. mv (lbv )
(3.25)
lb a
min
Remplazando m3 en la ecuación (3)
73
mv = 0.017 * ma
mv = 0.017 * 7631.36. lbv
mv = 131.26 lbv
mv =
mv
t (8 de funcionamiento )
mv =
131.26 lbv
(8 * 60) min
mv = 0.27
lbv
min
7. Humedad específica.
Humedad Especifica.- Este valor lo encontramos en la carta psicométrica con los valores
de temperatura de bulbo seco (Tbs) y humedad relativa (%). Anexo.5
ω = 0.017
Comprobando:
 lbv 
 
 lba 
ϖ=
mv
ma
ϖ=
0.27 minv
lb
lb
15.90 mina
ϖ = 0.017
lbv
lba
8. Factor de corrección de densidad.
En el diseño de la campana es necesario corregir el caudal con el cual vamos a trabajar,
debido a la influencia de altura, temperatura, y humedad
Cálculo de los coeficientes aplicados.
Por elevación.
[ (
) ]
dfe = [1 − (6.73x10 )(9 180)]
dfe = 1 − 6.73x10 − 6 ( z )
−6
5.258
5.258
(3.26)
dfe = 0.715
Por temperatura
530
T + 460
530
dft =
82.40 + 460
dft = 0.977
dft =
(3.27)
Por contenido de humedad
74
1+ w
1 + 1.6070 * w
1 + 0.156
dfm =
1 + 1.6070 * 0.017
dfm = 0.99
dfm =
(3.28)
El factor total viene dado por la ecuación:
df = dfe * dft * dfm
(3.29)
df = 0.715 * 0.977 * 0.99
df = 0.692
9. Caudal de aire actual.
1+ w 
 (cfm )
V act = V std 
 df 
 1 + 0 . 017 
V act = 12 400 
=
 0 . 692 
V act = 18236 acfm
(3.30)
10. Diámetro del ducto (in). Necesario para conocer el diámetro del extractor.
A=
d =
Q 18236cfm
=
= 7.29 ft 2
V 2500 fpm
4* A
π
=
4 * 7.29
π
= 3.05 ft
d = 36.6 in.
11. Diámetro del ducto seleccionado (in).
d = 36in
12. Área del ducto.
A =
π *d
2
(
ft
4
2
π * 3.
A =
=
4
A = 7 . 069 ft 2
2
)
13.- Velocidad actual. (fpm). Paso2/paso5.
Vr =
18236 cfm
= 2580
7 . 069 ft 2
ft
min
14.- Presión dinámica del ducto.
2
2
 V 
 2580 
V P = df * 
 = 0 .692 * 
 = 0 .287 in de H 2 O
 4005 
 4005 
Campana
15.- Coeficiente de pérdida. IDEM Referencia 8.
f = 0.25
16. Factor de aceleración.
0 o 1 para campanas tomamos el valor de 1.
75
17.- Pérdida en VP.
Pérdida = coeficiente de perdida + factor de aceleración
Pérdida VP = 0.25 + 1
Pérdida VP = 1.25
(3.31)
18.- Presión estática.
SP = Pérdida VP * VP
SP = 1.25 * 0.285
SP = 0.357 in wg
19.- Otras pérdidas.
No existen otros accesorios.
20.- Presión estática.
SP = SP + Otras pérdidas
SP = 0.357 + 0
SP = 0.357 in wg
21.- Otras Pérdidas.
Filtro: 0.2
22.- Presión estática total.
SPtotal = −(SPcampana + SPaccesorio )
SP = −(0.359 + 0.25)
SP = −0.609in wg
(3.32)
76
3.2 DISEÑO DE TUBERÍAS.
3.2.1
DISEÑO DE LOS CIRCUITOS.
La finalidad de una instalación de calefacción es aportar una temperatura ambiente a un local
habitado mediante un aumento de calor, por medio de un elemento emisor, que sea capaz de
contrarrestar las pérdidas de calor que se producen en el local más la aportación necesaria
para obtener condiciones de confort.
Para calcular la instalación de calefacción por agua, deberán seguirse los siguientes pasos:
Un plano claro y legible del edificio indicando la escala y la orientación del mismo.
Indicación de dónde estará colocada la caldera en el edificio y la localización de los tubos
de alimentación ascendentes y bifurcaciones dentro del edificio.
Dividir el edificio por habitaciones, asignando a cada una un nombre o referencia. La
vivienda deberá estar siempre bien aislada para que disminuyan las pérdidas por
transmisión a través de las paredes con el consiguiente ahorro energético que ello supone.
El diseño de la instalación deberá ser lo más simple posible, procurando evitar innecesarios
desarrollos o excesivas sinuosidades de las tuberías, ya que ello conduce a complicaciones
en los cálculos e incrementos de las pérdidas de carga. Si hay interferencias con la
estructura, la instalación sanitaria o eléctrica, etc., se salvarán de la forma más racional
posible.
Calcular el coeficiente global de transmisión térmica (U de cada uno de los cerramientos, a
partir de los datos de los materiales (espesor, conductividad, etc).
Calcular las demandas caloríficas de cada habitación.
Calcular los emisores necesarios para contrarrestar esas demandas. Los radiadores deberán,
siempre que sea posible, colocarse debajo de las ventanas sin ningún elemento que pueda
impedir la convección del aire en la habitación (cortinas, elementos decorativos, etc), no se
recomienda para todos los radiadores, sino para algunos. En un baño, en una oficina,
cocina, etc., irán donde convenga.
Calcular el diámetro de las tuberías de la instalación.
Calcular la caída de presión en el circuito.
Seleccionar la bomba de circulación.
Calcular la potencia de la caldera, está a su vez se ubicará de modo que favorezca el diseño
de la instalación en su aspecto y sin olvidar que los gases combustionados que deben
escapar al exterior, requieren una chimenea que debe poder salir lo más recta posible a los
cuatro vientos.
77
Condiciones de cálculo:
1.
La instalación a realizar se le considera como comerciales debido a que posee 48
habitaciones que no están climatizadas y por el desarrollo longitudinal de las tuberías.
2.
Sistema Bitubular alimentación inferior, retorno directo.
3.
Condiciones del ambiente [9].
4.
Calcular el coeficiente global de transmisión térmica [10].
5.
Calcular las demandas caloríficas de cada habitación.
6.
Cálculo de radiadores.
Con lo expuesto en condiciones de cálculo se tiene los siguientes resultados:
Cálculo de radiadores.
Figura 45: Temperatura de entrada y salida en radiadores.
La temperatura de entrada y de salida en el radiador será [11]:
Te (ºC)= 80
Temperatura diseño:
Ts (ºC) =65
Ta (ºC) = 21
Temperatura media:
Tr =
Te + Ts
2
Tr (ºC) = 73
(3.33)
• Carga calorífica real.- aquella relacionada con la carga calorífica de aire, techos,
paredes, ventanas, pisos, infiltración y ventilación (fig. 38).
78
Figura 46: Zonas en donde se genera la carga calorífica por agua.
TABLA 8: Resumen de carga calorífica por agua.
Piso
Nº dormitorios
E - Rad1
E - Rad5
rad1 - rad2
rad5 - rad6
rad2 - rad3
rad6 - rad7
rad3 - rad4
rad7 - rad8
1
2
3
4
5
6
7
8
E - Rad1
E - Rad5
rad1 - rad2
rad5 - rad6
rad2 - rad3
rad6 - rad7
rad3 - rad4
rad7 - rad8
1
2
3
4
5
6
7
8
DEMANDA C
(Kcal/h)
5ºPISO
977
977
809
809
809
809
1365
1365
6ºPISO
935
935
767
767
767
767
1314
1314
DEMANDA C
(Btu/h)
DEMANDA
TOTAL (Kcal/h)
3875
3875
3210
3210
3210
3210
5418
5418
7919
3710
3710
3042
3042
3042
3042
5216
5216
7565
• Cálculo del salto térmico, ∆t.- es la diferencia entre la temperatura media de entrada y
salida del radiador y la temperatura a climatizar. Ayuda a encontrar la emisión
calorífica que genera cada radiador.
∆t e = t e − t a = diferencia entre la temperatur a de entrada y la temperatur a ambiente.
∆t s = t s − t a = diferencia entre la temperatur a de salida y la temperatur a ambiente
∆t = t r − t a salto térmico
(3.34)
∆t = t r − t a = 51.5º C
79
• Carga térmica generada por radiadores:
 ∆t 
C = C 50  
 50 
n
(3.35)
Siendo:
C50: Emisión calorífica en Kcal/h según UNE EN-442 para ∆t= 50 °C. Anexo 7.
n: exponente que se encuentra tabulado para cada modelo de panel o radiador.
A continuación se detalla el tipo de radiador y la emisión calorífica que genera dependiendo
de la demanda calorífica real.
En virtud de ello el salto térmico de referencia pasaría a ser de ∆t = 60°C á ∆t = 50°C, es
decir el que corresponde a una temperatura media del radiador de 70°C y una temperatura de
diseño de 20°C.
Evidentemente cuando el salto térmico coincide con 50°C la formula será simplemente:
C = C50
TABLA 9: Resumen de carga térmica generada por radiadores.
Piso
Nº dormitorios
DEMANDA C
real (Kcal/h)
DEMANDA
Creal (Btu/h)
DEMANDA
TOTAL (Kcal/h)
RADIADOR MOD.
C50 Kcal/h
elem
5ºPISO
E - Rad1
E - Rad5
rad1 - rad2
rad5 - rad6
rad2 - rad3
rad6 - rad7
rad3 - rad4
rad7 - rad8
1
2
3
4
5
6
7
8
977
977
809
809
809
809
1365
1365
3875
3875
3210
3210
3210
3210
5418
5418
E - Rad1
E - Rad5
rad1 - rad2
rad5 - rad6
rad2 - rad3
rad6 - rad7
rad3 - rad4
rad7 - rad8
1
2
3
4
5
6
7
8
935
935
767
767
767
767
1314
1314
3710
3710
3042
3042
3042
3042
5216
5216
7919
Dubal 70(frontal aberturas)
Dubal 70(frontal aberturas)
Dubal 80(frontal aberturas)
Dubal 80(frontal aberturas)
Dubal 80(frontal aberturas)
Dubal 80(frontal aberturas)
Dubal 60(frontal aberturas)
Dubal 60(frontal aberturas)
119,1
119,1
133,7
133,7
133,7
133,7
103,9
103,9
Dubal 60(frontal aberturas)
Dubal 60(frontal aberturas)
Dubal 60(frontal plano)
Dubal 60(frontal plano)
Dubal 60(frontal plano)
Dubal 60(frontal plano)
Dubal 70(frontal aberturas)
Dubal 70(frontal aberturas)
103,9
103,9
99
99
99
99
119,1
119,1
6ºPISO
•
7565
Número de elementos.- Para hallar el número de elementos por radiador a colocar en
cada local, basta con dividir la carga calorífica total y la carga calorífica que emite el
radiador.
C Re al ( Kcal / h)
C ( Kcal / elem * h)
977
n º elem =
=8
124
n º elem =
(3.36)
80
TABLA 10: Número de elementos en los radiador del 1º al 5º y 6º piso.
Piso
Nº dormitorios
DEMANDA C
real (Kcal/h)
DEMANDA
Creal (Btu/h)
DEMANDA
TOTAL (Kcal/h)
C
(kcal/h*ele
m)
RADIADOR MOD.
Nºelem
5ºPISO
E - Rad1
E - Rad5
rad1 - rad2
rad5 - rad6
rad2 - rad3
rad6 - rad7
rad3 - rad4
rad7 - rad8
1
2
3
4
5
6
7
8
977
977
809
809
809
809
1365
1365
3875
3875
3210
3210
3210
3210
5418
5418
E - Rad1
E - Rad5
rad1 - rad2
rad5 - rad6
rad2 - rad3
rad6 - rad7
rad3 - rad4
rad7 - rad8
1
2
3
4
5
6
7
8
935
935
767
767
767
767
1314
1314
3710
3710
3042
3042
3042
3042
5216
5216
7919
Dubal 70(frontal aberturas)
Dubal 70(frontal aberturas)
Dubal 80(frontal aberturas)
Dubal 80(frontal aberturas)
Dubal 80(frontal aberturas)
Dubal 80(frontal aberturas)
Dubal 60(frontal aberturas)
Dubal 60(frontal aberturas)
124
124
139
139
139
139
108
108
8
8
6
6
6
6
13
13
Dubal 60(frontal aberturas)
Dubal 60(frontal aberturas)
Dubal 60(frontal plano)
Dubal 60(frontal plano)
Dubal 60(frontal plano)
Dubal 60(frontal plano)
Dubal 70(frontal aberturas)
Dubal 70(frontal aberturas)
108
108
103
103
103
103
124
124
9
9
8
8
8
8
11
11
6ºPISO
•
7565
Demanda calorífica necesaria.- aquella que se encuentra en los radiadores escogidos y
que no sobrepase la demanda calorífica real.
TABLA 11: Demanda calorífica necesaria para las habitaciones del 1º al 6º piso.
Piso
Nº dormitorios
DEMANDA C
real (Kcal/h)
DEMANDA
Creal (Btu/h)
E - Rad1
E - Rad5
rad1 - rad2
rad5 - rad6
rad2 - rad3
rad6 - rad7
rad3 - rad4
rad7 - rad8
1
2
3
4
5
6
7
8
977
977
809
809
809
809
1365
1365
3875
3875
3210
3210
3210
3210
5418
5418
E - Rad1
E - Rad5
rad1 - rad2
rad5 - rad6
rad2 - rad3
rad6 - rad7
rad3 - rad4
rad7 - rad8
1
2
3
4
5
6
7
8
935
935
767
767
767
767
1314
1314
3710
3710
3042
3042
3042
3042
5216
5216
DEMANDA
TOTAL (Kcal/h)
7919
7565
RADIADOR MOD.
5ºPISO
Dubal 70(frontal aberturas)
Dubal 70(frontal aberturas)
Dubal 80(frontal aberturas)
Dubal 80(frontal aberturas)
Dubal 80(frontal aberturas)
Dubal 80(frontal aberturas)
Dubal 60(frontal aberturas)
Dubal 60(frontal aberturas)
6ºPISO
Dubal 60(frontal aberturas)
Dubal 60(frontal aberturas)
Dubal 60(frontal plano)
Dubal 60(frontal plano)
Dubal 60(frontal plano)
Dubal 60(frontal plano)
Dubal 70(frontal aberturas)
Dubal 70(frontal aberturas)
C50 Kcal/h
elem
n
C
(kcal/h*ele
m)
119,1
119,1
133,7
133,7
133,7
133,7
103,9
103,9
1,34
1,34
1,33
1,33
1,33
1,33
1,35
1,35
124
124
139
139
139
139
108
108
8
8
6
6
6
6
13
13
991
991
834
834
834
834
1406
1406
103,9
103,9
99
99
99
99
119,1
119,1
1,35
1,35
1,34
1,34
1,34
1,34
1,34
1,34
108
108
103
103
103
103
124
124
9
9
8
8
8
8
11
11
973
973
824
824
824
824
1363
1363
Nºelem
Ctotal
kcal/h
3.2.2 Cálculo de tuberías por circulación forzada:
Una vez conocidos los radiadores a colocar en cada local, vamos a calcular el diámetro de las
tuberías por tramo de instalación, desde la caldera hasta el último radiador.
81
Hemos marcado un criterio de diseño de forma que la pérdida de carga no sobrepase en
tramos rectos los 20 mm.c.a/m [12] y que fija una velocidad máxima de 2 m/s.
Para la presente instalación se ha previsto instalar tubería de polipropileno.
Figura 47: Esquema de la instalación por agua.
Para establecer que diámetro es el adecuado, basta con entrar en el nomograma de pérdida de
carga - caudal - velocidad (ver anexo 7) con las Kcal/h a transportar, y leer que pérdida de
carga y que velocidad se corresponden con ella.
Las tablas adjuntas muestran un resumen de los diámetros elegidos por tramo, para las
tuberías de la instalación como ya se ha indicado, esta tabla corresponde a la impulsión y al
retorno pues serán idénticas:
82
Caldera a D-E
Tramo
Potencia
(Kcal./h)
Potencia (Kw.)
Diámetro
nominal (in)
Diámetro
nominal (mm)
Pérdidas
(mm.c.a/m)
Long. (m)
Pérdidas por
tubería
(mm.c.a)
TABLA 12: Diámetros de tuberías para Caldera a D-E.
Cald.-A
48626
40495
32363
24232
19474
57
47
38
28
23
1 1/4
1 1/4
1 1/4
1
1
42,2
42,2
42,2
33,7
33,7
20,97
14,99
9,90
17,87
16,86
2,5
2,2
2,2
2,2
2,2
52,43
32,98
21,78
39,32
37,10
A-B
B-C
C-D
D-E
E-RAD8 (Sexto piso).
Tramo
Potencia
(Kcal./h)
Potencia (Kw.)
Diámetro
nominal (in)
Diámetro
nominal (mm)
Pérdidas
(mm.c.a/m)
Long. (m)
Pérdidas por
tubería
(mm.c.a)
TABLA 13: Diámetros de tuberías para E -RAD8 (Sexto piso).
E - Rad1
3984
3011
2187
1363
3984
3011
2187
1363
5
4
3
2
5
4
3
2
3/4
1/2
1/2
1/2
3/4
1/2
1/2
1/2
26,9
21,3
21,3
21,3
26,9
21,3
21,3
21,3
8,5
7
4,4
3,1
8,5
7
4,4
3,1
9,9
4,7
2,8
4,5
9,9
4,7
2,8
4,5
84,15
32,90
12,32
13,95
84,15
32,90
12,32
13,95
rad2- rad1
rad3 - rad2
rad4 - rad3
E - Rad5
rad5 - rad6
rad6 - rad7
rad7 - rad8
E-RAD8 (primer a Quinto piso).
rad4 - rad3
E - rad5
rad5 - rad6
rad6 - rad7
rad7 - rad8
3/4
1/2
1/2
1/2
3/4
1/2
1/2
1/2
26,9
21,3
21,3
21,3
26,9
21,3
21,3
21,3
8,5
7
4,4
3,1
8,5
7
4,4
3,1
9,9
4,7
2,8
4,5
9,9
4,7
2,8
4,5
tubería
(mm.c.a)
Pérdidas por
Long. (m)
Pérdidas
(mm.c.a/m)
nominal (mm)
Diámetro
5
4
3
2
5
4
3
2
Diámetro
4066
3074
2240
1406
4066
3074
2240
1406
nominal (in)
Potencia (Kw.)
rad3 - rad2
(Kcal./h)
E - Rad1
rad2- rad1
Potencia
Tramo
TABLA 14: Diámetros de tuberías para E -RAD8 (primer a quinto piso).
84,15
32,90
12,32
13,95
84,15
32,90
12,32
13,95
3.2.3 Pérdidas de carga.- estas pérdidas ayudan a elegir la bomba para alimentar al circuito
de calefacción, para ello se buscará una bomba capaz de suministrar caudal a toda la
instalación y vencer las pérdidas de carga del circuito más desfavorable. Estas pérdidas de
carga son, por accesorios, por tuberías, caldera y radiadores.
83
Por accesorios:
i =n
∑ Ki * v
h( m ) =
2
i =1
2* g
h = pérdida en accesorio(m.c.a)
(3.37)
k = coeficiente de pérdida en accesorio.
v = velocidad en la tubería(m / s).
g = aceleración de gravedad (m / s 2 ).
Ida y retorno.Caldera al tramo D-E.
TABLA 15: Pérdidas por accesorios, Caldera a D-E.
A-B
B-C
C-D
D-E
1 te, 1 codos 90º, 1válvula check, 1
0.3,
válvula globo completamente abierta 0.42,2.5,10
1cruz, valvula globo completamente
abierta
1cruz, valvula globo completamente
abierta
1cruz, valvula globo completamente
abierta
1te, valvula globo copletamente
abierta
Cald.-A
0,3, 10
A-B
0,3, 10
B-C
0,3, 10
C-D
0,3, 10
D-E
D-E
Tramo
B-C
C-D
Calculo de tubería retorno
Accse
(mm.c.a)
A-B
k
0.3,
1 te, 1 codos 90º, 1válvula check, 1
0.42,2.5,0,
válvula globo completamente abierta
2
1cruz, valvula globo completamente
0,3, 10
abierta
1cruz, valvula globo completamente
0,3, 10
abierta
1cruz, valvula globo completamente
0,3, 10
abierta
1te, valvula globo copletamente
0,3, 10
abierta
Diámetro
nominal
(mm)
Tramo
Calculo de tuberías ida
Cald.-A
RETORNO
ACCESORIOS
42,2
42,2
42,2
33,7
33,7
2795,92
2102,04
2102,04
2102,04
2102,04
Cald.-A
A-B
B-C
C-D
D-E
Accse
(mm.c.a)
Cald.-A
k
Diámetro
nominal
(mm)
IDA
ACCESORIOS
42,2
42,2
42,2
33,7
33,7
2795,92
2102,04
2102,04
2102,04
2102,04
Sexto piso.
TABLA 16: Pérdidas por accesorios, E - Rad8 (sexto piso).
ACCESORIOS
IDA
k
ACCESORIOS
RETORNO
k
Rad1- E
rad2- rad1
rad3 - rad2
rad4 - rad3
E - rad5
rad5 - rad6
rad6 - rad7
rad7 - rad8
3codos,1 te, llave de reglaje
2codos,1 te, llave de reglaje
2codos,1 te, llave de reglaje
3codos,1 te, llave de reglaje
3codos,1 te, llave de reglaje
2codos,1 te, llave de reglaje
2codos,1 te, llave de reglaje
3codos,1 te, llave de reglaje
0.42, 0.3, 4
0.42, 0.3, 4
0.42, 0.3, 4
0.42, 0.3, 4
0.42, 0.3, 4
0.42, 0.3, 4
0.42, 0.3, 4
0.42, 0.3, 4
Rad1- E
rad2- rad1
rad3 - rad2
rad4 - rad3
E - rad5
rad5 - rad6
rad6 - rad7
rad7 - rad8
2codos,1 te, detentor
2codos,1 te, detentor
2codos,1 te, detentor
3codos, detentor
2codos,1 te, detentor
2codos,1 te, detentor
2codos,1 te, detentor
3codos, detentor
0.42, 0.3, 4
0.42, 0.3, 4
0.42, 0.3, 4
0.42, 0.3, 4
0.42, 0.3, 4
0.42, 0.3, 4
0.42, 0.3, 4
0.42, 0.3, 4
84
Tramo
Accse
(mm.c.a)
Tramo
Accse
(mm.c.a)
E - Rad1
828,57
E - Rad1
828,57
rad2- rad1
742,86
rad2- rad1
742,86
rad3 - rad2
742,86
rad3 - rad2
742,86
rad4 - rad3
828,57
rad4 - rad3
828,57
E - Rad5
828,57
E - Rad5
828,57
rad5 - rad6
742,86
rad5 - rad6
742,86
rad6 - rad7
742,86
rad6 - rad7
742,86
rad7 - rad8
828,57
rad7 - rad8
828,57
Por tuberías: como se describe en la selección de diámetros de tubería, estas no deben
sobrepasar una pérdida de carga de 20mm.c.a/m y su velocidad no superar los 2m/s los cuales
determinamos en los mismos nomogramas de selección de diámetros.
Ida y retorno.
TABLA 17: Pérdidas por tuberías, Caldera a D-E.
52,43
32,98
21,78
39,32
37,10
B-C
C-D
D-E
Pérdidas
por tubería
(m m.c.a)
2,5
2,2
2,2
2,2
2,2
Long. (m)
Pérdidas
por tubería
(m m.c.a)
20,97
14,99
9,90
17,87
16,86
Pérdidas
(mm .c.a/m )
Long. (m)
57
47
38
28
23
Potencia
(Kw .)
Pérdidas
(mm .c.a/m )
48626
40495
32363
24232
19474
A-B
Potencia
(K cal./h)
Potencia
(Kw .)
Cald.-A
Tram o
Potencia
(K cal./h)
Calculo de tubería retorno
Tram o
Calculo de tuberías ida
Cald.-A
48626
40495
32363
24232
19474
57
47
38
28
23
20,97
14,99
9,90
17,87
16,86
2,5
2,2
2,2
2,2
2,2
52,43
32,98
21,78
39,32
37,10
A-B
B-C
C-D
D-E
Sexto piso.
TABLA 18: Pérdidas por tuberías, E a Rad8 (sexto piso).
84,15
32,90
12,32
13,95
84,15
32,90
12,32
13,95
rad3 - rad2
rad4 - rad3
E - Rad5
rad5 - rad6
rad6 - rad7
rad7 - rad8
Pérdidas
por tubería
(mm.c.a)
9,9
4,7
2,8
4,5
9,9
4,7
2,8
4,5
Long. (m)
Pérdidas
por tubería
(mm.c.a)
8,5
7
4,4
3,1
8,5
7
4,4
3,1
Pérdidas
(mm.c.a/m)
Long. (m)
5
4
3
2
5
4
3
2
Potencia
(Kw.)
Pérdidas
(mm.c.a/m)
3984
3011
2187
1363
3984
3011
2187
1363
Potencia
(Kcal./h)
Potencia
(Kw.)
E - Rad1
rad2- rad1
Tramo
Potencia
(Kcal./h)
Calculo de tubería retorno
Tramo
Calculo de tuberías ida
E - Rad1
3984
3011
2187
1363
3984
3011
2187
1363
5
4
3
2
5
4
3
2
8,5
7
4,4
3,1
8,5
7
4,4
3,1
10,4
4,7
2,8
4,5
10,4
4,7
2,8
4,5
88,40
32,90
12,32
13,95
88,40
32,90
12,32
13,95
rad2- rad1
rad3 - rad2
rad4 - rad3
E - Rad5
rad5 - rad6
rad6 - rad7
rad7 - rad8
Pérdidas por caldera.- Valor que se genera por la pérdida de carga para agua y pérdida de
carga por humos [13].
∆PCAL = (20.40 + 2.24)mm.c.a
∆PCAL = 22.64mm.c.a
(3.38)
85
3.2.4 Cálculo de la bomba de circulación.
Pérdidas de carga total.- Entonces las pérdidas por accesorios, tuberías, caldera y
radiadores proporcionan un valor de:
∆pbomba = ∆ptub ida + ∆ptub ret + ∆pacc + ∆pcal + ∆ R adiadores
(3.39)
TABLA 19: Pérdidas de carga en la bomba.
PÉRDIDAS DE CARGA POR TUBERÍAS,
ACCESORIOS Y CALDERA.
mm.c.a
∆P
470
479
15057
∆ P CIRCIMP
∆ P CIRC
∆ P
RET
ACC
∆ P CAL
∆ P
23
7616
23645
rad
∆ P BOMBA
• Presión de la bomba.- es la pérdida de carga por tubería, accesorios y caldera,
generando una altura total de:
H total bomba = 23.65m.
• Caudal de la bomba de circulación.- se calcula mediante la potencia de la caldera
dividida para la diferencia de temperatura del circuito.
Pcaldera
∆T * 3600
Q=l/s
Q=
(3.40)
P = kcal / h
∆T =º C
70560
15 * 3600
Q = 1 .307 l / s = 20 .71 gpm
Q=
3.2.5 Pérdidas de calor por tuberías.
Q=
1
hagua * ragua
2 * π * L * (tagua − ta)
ln(r2 / r1 ) ln(r3 / r2 )
1
+
+
+
ktub
ktais
haire * raire
Q = pérdida de calor por tuberias (W )
k = coeficiente de conductividad térmica (W / mº C )
(3.41)
L = longitud de tuberías (m)
tagua = temperatura de agua(retorno, ida) (º C )
ta = temperatura ambiente (º C ).
h = coeficiente de convección térmica (W / m2 º C )
86
Coeficiente de transmisión para:
•
IDA.Q=
tubería de polipropileno, K = 0.35 W/mºk.
aislamiento en lana de vidrio K=0.033 W/mºk.
r1 = 0.0154m; r2 = 0.0211; r 3 = 0.0460m.
hagua = 9990.19 W/m 2ºk.
haire = 4.5 W/m 2ºk.
2 * π * 2 .5 * (80 − 21)
ln( 0 .0211 / 0 .0154 ) ln( 0 .046 / 0 .0211 )
1
1
+
+
+
9990 . 19 * 0 .0154
0 .35
0 . 033
4 . 5 * 0 . 0460
Q = 3460 W = 2979 .75 Kcal / h
TABLA 20: Pérdidas de calor por tuberías ida.
PÉRDIDAS DE CALOR POR TUBERÍAS
IDA
•
Tramo
P
(Kcal./h)
Cald.-A
A-B
B-C
C-D
D-E
27,18
23,92
23,92
23,92
23,92
Tramo
6piso
E - Rad1
rad2- rad1
rad3 - rad2
rad4 - rad3
E - Rad5
rad5 - rad6
rad6 - rad7
rad7 - rad8
P
(Kcal./h)
107,62
51,09
30,44
48,92
107,62
51,09
30,44
48,92
Tramo
1º al 5piso
E - Rad1
rad2- rad1
rad3 - rad2
rad4 - rad3
E - rad5
rad5 - rad6
rad6 - rad7
rad7 - rad8
P (Kcal./h) Total ida (Kcal./h)
107,62
51,09
30,44
48,92
107,62
51,09
30,44
48,92
2979,75
RETORNO.Q=
2 * π * 2.5 * (65 − 21)
ln(0.0211 / 0.0154) ln(0.046 / 0.0211)
1
1
+
+
+
9990.19 * 0.0154
0.35
0.033
4.5 * 0.0460
Q = 2637W = 2270.83Kcal / h
87
TABLA 21: Pérdidas de calor por tuberías retorno.
PÉRDIDAS DE CALOR POR TUBERÍAS
RETORNO
Tramo
P (Kcal./h)
Cald.-A
20,27
17,84
17,84
17,84
17,84
A-B
B-C
C-D
D-E
Tramo
P (Kcal./h)
6piso
Tramo
P (Kcal./h)
Total retorno
(Kcal./h)
1º y 5piso
84,32
38,10
22,70
36,48
84,32
38,10
22,70
36,48
E - Rad1
rad2- rad1
rad3 - rad2
rad4 - rad3
E - Rad5
rad5 - rad6
rad6 - rad7
rad7 - rad8
E - Rad1
rad2- rad1
rad3 - rad2
rad4 - rad3
E - rad5
rad5 - rad6
rad6 - rad7
rad7 - rad8
84,32
38,10
22,70
36,48
84,32
38,10
22,70
36,48
2270,83
3.2.6 POTENCIA DE LA CALDERA:
P ( kcal / h ) = (Q RADI + Q TUBS ) * a
Q RADS = potencia instalada en radiadores
(3.42)
Q TUBS = perdida de calor por tuberías
a = coeficient e de aumento por inercia (1 .1 − 1 .2 )
QRAD = 48626 Kcal. /h
QTUB IDA = 2979.75 Kcal./h
QTUB RET = 2270.83Kcal./h
P (kcal / h) = (48626 + 2979.75 + 2270.83) * 1.2
TABLA 22: Potencia de la caldera.
POTENCIA DE LA CALDERA
kw
P CALDERA (kcal/h)
P UTILCALDERA (Btu/h)
P UTILCALDERA (kcal/h)
75
64652
280000
70560
82
La potencia útil de la caldera es aquella que se encuentra en catálogos y con la que se trabaja
para los demás cálculos posteriores.
• Cálculo del quemador.- es la fracción entre la potencia de la caldera y la multiplicación
entre el poder calorífico inferior del combustible y rendimiento de la caldera.
Q=
P
PCI *η
(3.43)
Q = Caudal en Kg/h, de combustible
P caldera = 70560 kcal/h.
88
P.C.I. gas oil = 10200kcal/kg.
η =80% de la caldera.
70560 kcal / h
10200 kcal / kg * 0.80
Q = 8.65kg / h
Q=
• Volumen de caldera.- dada en catálogo su valor es:
Vcaldera = 102 lt
• Volumen radiador.-cada radiador tiene su capacidad en litros, para calcular el volumen
de cada radiador se multiplica el número de elementos por su capacidad.
TABLA 23: Volumen radiador.
Selección del Radiador
Local
Nº de
habitación
1, 2
5º Piso
Nº elem
Volum
Rádiador
(l)
8
3,4
Dubal 70(frontal aberturas)
3,4,5,6
Dubal 80(frontal aberturas)
6
3,0
7,8
Dubal 60(frontal aberturas)
13
4,7
Dubal 60(frontal aberturas)
9
3,2
Dubal 60(frontal plano)
8
2,9
Dubal 70(frontal aberturas)
11
4,7
1, 2
6º Piso
Rad. Mod.
3,4,5,6
7,8
V RAD 5 º piso 1− 2 = 8 * 0.43l = 3.4 * 2 = 6.88l
V RA5 º pisoD 3− 4 −5− 6 = 6 * 0.5l = 3 * 4 = 12l
V RAD 5 º piso
7 −8
= (13 * 0.36) = 4.7 * 2 = 9.36l
VTotalRAD 5 º piso = (6.88 + 12 + 9.36)l * 5 = 141.2l
V RAD 6 º PIS 1− 2 = 9 * 0.36l = 3.2l * 2 = 6.48l
= 8 * 0.36l = 2.9l * 4 = 11.52l
V RAD 6 º PISO
3− 4 − 5 − 6
V RADTOTAL
6 º piso 7 −8
= 11* 0.43l = 4.7 * 2 = 9.46l
VTotalRAD 6 º piso = (6.48 + 11.52 + 9.46)l = 27.46l
Vradiador total = 141.2+27.46= 168.66 lt.
•
Volumen de tubería.Vtube =
π *φ 2
4
*l
(3.44)
Tubería de ida y retorno.-
89
Caldera a E.TABLA 24: Volumen de tubería Caldera a E.
B-C
C-D
D-E
Tramo
(l)
Volum
Tubería
3,08
3,08
3,08
2,39
2,23
1,86
1,64
1,64
0,99
0,86
Cald.-A
A-B
B-C
C-D
D-E
Volum
Tubería (l)
A-B
Calculo de tubería retorno
Diámetro
(cm.)
Cald.-A
Diámetro
(cm.)
Tramo
Calculo de tuberías ida
3,08
3,08
3,08
2,39
2,23
1,86
1,64
1,64
0,99
0,86
E a rad8 (6º piso).TABLA 25: Volumen de tubería E a rad8 (6º piso).
rad4 - rad3
E - Rad5
rad5 - rad6
rad6 - rad7
rad7 - rad8
Tramo
(l)
Volum
Tubería
2,84
0,78
0,46
0,74
2,84
0,78
0,46
0,74
E - Rad1
rad2- rad1
rad3 - rad2
rad4 - rad3
E - Rad5
rad5 - rad6
rad6 - rad7
rad7 - rad8
Volum
Tubería (l)
rad3 - rad2
1,91
1,45
1,45
1,45
1,91
1,45
1,45
1,45
Calculo de tubería retorno
Diámetro
(cm.)
E - Rad1
rad2- rad1
Diámetro
(cm.)
Tramo
Calculo de tuberías ida
1,91
1,45
1,45
1,45
1,91
1,45
1,45
1,45
2,98
0,78
0,46
0,74
2,98
0,78
0,46
0,74
E a rad8 (1º al 5ºpiso).TABLA 26: Volumen de tubería E a rad8 (1º al 5ºpiso).
rad4 - rad3
E - rad5
rad5 - rad6
rad6 - rad7
rad7 - rad8
•
Tramo
(l)
Volum
Tubería
2,84
0,78
0,46
0,74
2,84
0,78
0,46
0,74
E - Rad1
rad2- rad1
rad3 - rad2
rad4 - rad3
E - rad5
rad5 - rad6
rad6 - rad7
rad7 - rad8
Volum
Tubería (l)
rad3 - rad2
1,91
1,45
1,45
1,45
1,91
1,45
1,45
1,45
Calculo de tubería retorno
Diámetro
(cm.)
E - Rad1
rad2- rad1
Diámetro
(cm.)
Tramo
Calculo de tuberías ida
1,91
1,45
1,45
1,45
1,91
1,45
1,45
1,45
2,98
0,78
0,46
0,74
2,98
0,78
0,46
0,74
Volumen total de tubería.-
VTUBERIA = V IDA + V RETORNO
VTUBERIA = (VCald.-A + V
1º AL5º PISO E - Rad8
+V
)
6º PISO E - Rad8 IDA
+ (VCald.-A + V
1º AL5º PISO E - Rad8
+V
)
6º PISO E - Rad8 RETORNO
VTUBERIA = (6.99 + 9.64 + 48.18)l + (6.99 + 9.92 + 49.61)l
V Tubería = 64.80 + 66.52 = 131.33 lt.
(3.45)
90
Entonces el volumen de instalación será:
VINSTALA = VCALDE + VRADIA + VTUBE
VINSTALA = 102 + 168.66 + 131.33(l )
•
(3.46)
V Instalación = 401.99 lt.
Determinar el volumen de un depósito de expansión cerrado:
Vexp =
(0.738 * t − 33.48) * VINS * PM
PM − Pm
(3.47)
t = temperatura media de retorno e ida. (ºC).
VINS = volumen de la instalación. (m3).
Pm= presión absoluta = la altura del último radiador sobre el vaso de expansión incrementada
en 21.51 inHg.
PM = Pm +21.51 inHg, el anterior valor más otros 21.51inHg como factor de seguridad para el
tarado de la válvula de seguridad.
Pm = 3m *
3.28ft 0.8826inHg 3386.4 Pa
3386.4 Pa
*
*
+ 21.51inHg *
1m
1 ftH 2 O
1inHg
1inHg
Pm = (29.410 + 72.841) KPa
Pm = 102.252 KPa
PM = 102.252kpa +72.841kpa = 175.093kpa.
V exp =
(0.738 * 72.5 − 33.48) * 401.99 *175.093
175.093 − 102.252
Capacidad total vaso de expansión: Vve = 19.35lt.
3.2.7 Cálculo de la chimenea.- viene determinada por:
•
Sección de la chimenea
S=
k *P
(3.48)
h
Donde:
S = sección de la chimenea (cm2).
K = 0.03 para gas oil.
P = potencia de la caldera = 70560 kcal/h.
h = altura reducida. =H – (0.5*n + L + P)
H = Es la altura real desde la caldera al punto más alto de la chimenea. La chimenea
debe sobresalir 1m del punto más alto del tejado.
n = número de codos.
L = longitud horizontal de la chimenea.
91
P = coeficiente dependiente de la potencia calorífica de la caldera, 2
TABLA 27: Cálculo de la chimenea.
Cálculo de la chimenea
P CALDERA
Kcal./h
altura reducida
m
altura vertical
m
# de codos
longitud horizontal
m
Coeficiente de potencia
Coeficiente para gasoleo
Sección de chimenea
cm^2
Sección de chimenea mínima
cm^2
Sección de chimenea mínima corregida
cm^2
70560,00
11
14
1
0,5
2
0,03
638,24
300,00
399,00
Por cada 500m de altura sobre el nivel del mar, se aumenta un 6% a la sección de chimenea.
Al ser una instalación realizada en la ciudad de Riobamba y con una altura sobre el nivel del
mar de 2753m, se añadirá un 33% de aumento a la sección de la chimenea. Siendo la sección
de la chimenea:
Sección de chimenea mínima corregida = 399,00 cm2
3.2.8 Consumo anual de combustible.
Se estima que la cantidad de combustible en kg que consume la caldera en un período z de
tiempo es:
C=
12 * z * (t a − t m ) * a * b * c * P
(t a − t em ) * t min * PCI *η
(3.49)
Z = número de días que se tendrá funcionando la calefacción.
ta = temperatura interior del local a calefaccionar.
tm = temperatura media exterior.
A = factor de reducción de temperatura = 0.95 en viviendas.
B = factor de reducción de servicio = 1 en viviendas.
C = factor de corrección = 0.9.
P = potencia calorífica que suministra la caldera.
tem = temperatura mínima exterior que se tendrá en temporada fría.
PCI = poder calorífico inferior de un combustible = 10200 Kcal. /kg.
η = rendimiento de la instalación = 0.85
92
TABLA 28: Cálculo de la capacidad anual.
P CALDERA
z
a
b
c
PC
PCI (gasoleo C)
n
Ti
Te
T e xt e rior me dia
Rendimiento Global de
Capacidad anual
Kcal./h
número de dias que funciona la calefacción
factor de reducción de temperatura
factor de reducción del servicio
factor de corección
rendimiento de instalación
ºC
ºC
ºC
Kg
70560,00
8,00
0,95
1,00
0,90
0,88
10200,00
0,80
21,00
11,00
4,7
0,85
1314,65
93
3.3 DISEÑO DE CONDUCTOS.
Diseño de Ductos para el 5º Piso.
Determinación del tramo crítico:
El tramo crítico es aquel que contiene el mayor flujo, inicia en la boca del ventilador y
termina en el último difusor, de acuerdo a los planos se ubicará el ventilador en la sección
oeste en un cuarto de maquinas, ductos subirán hasta el cielo raso por donde se desplegará a
todos los dormitorios a través de ductos flexibles y cada uno terminará con un difusor por lo
que se inicia con los ductos primarios; el diseño se realiza por el método de igual fricción.
Ductos primarios:
Para poder instalar la tubería se necesita la temperatura de impulso y el caudal para lo cual se
realiza el siguiente cálculo:
Temperatura de impulso = 29ºC = 83.77ºF.
Volumen de impulso por dormitorio:
VI =
QS
(cfm)
1.08 * (TBSL − TBSI )
2781
=
1.08 * (83.77 − 69.8)
V I = 184.28 cfm
VI =
Volumen de impulso por piso:
VI = 184.28*2+240*4+386*2=2300cfm
Con estos valores se inicia el diseño.
Figura 48: Esquema de la distribución de ductos.
94
El método utilizado es igual fricción razón por lo cual en el monograma de pérdidas de
fricción en ductos rectangulares con la velocidad y el caudal (Anexo 8) encontramos el factor
de fricción que se utilizara en todo el diseño.
De acuerdo al esquema se determina como tramo crítico O-h para el diseño se determina:
1. Reconocer la sección desde un punto a otro para realizar el análisis. Como se observa en
el esquema.
TABLA 29: Secciones
TRAMO PRIMARIO
O-A
A-B
B-C
C-D
D-g
.
2. Se tomará en cuenta todos los elementos que se encuentren en éste tramo como codos,
filtros, dámper, acoples, etc.
TABLA 30: Accesorios.
TRAMO
PRIMARIO
O-A
A-B
B-C
C-D
D-g
ELEMENTO
Ducto
2Codos
Dámper Fire
Ducto
Reducción
Dámper
Ducto
Reducción
Dámper
Ducto
Reducción
Y simétrica en
cola de milano
Dámper
Ducto flexible
Dámper
Difusor
3. El caudal que circula es el caudal de impulso ya calculado.
TABLA 31: Volumen de impulso.
VOLUMEN DE IMPUSLO
5º Total
CFM
2300,00
95
4. A través de la formula de Caudal se determina el área del ducto, la velocidad que se
considera es de 1500fpm Anexo 9.
Q
V
2300 cfm
A=
= 1.54 ft 2
1500 fpm
A=
5. Del área se despeja el diámetro equivalente y con este valor a las referencias de los
diámetros comerciales.
A = 1.54 ft 2
φequivalente =
4* A
φequivalente =
4 *1.54 ft 2
π
φequivalente = 1.40 ft
π
φequivalente = 16.80 in
TABLA 32: Equivalencia de ductos circulares a rectangulares para igual fricción y
capacidad.
6. Velocidad real del ducto.
Q
A
2300cfm
ft
Vr =
= 1493 min
2
1.54 ft
Vr =
7. Un punto necesario es expresar la longitud.
Longitud Tramo (ft) = 31.8
8.
Todo accesorio produce pérdidas de carga (Co), es por lo tanto necesario buscar en
catálogos o en manuales dichos coeficientes. Anexo (10)
Codos,
1. H=500
W=300
H 500
=
= 1.6
W 300
96
Co = 0.08
2. H=300
W=500
H 300
=
= 0.6
W 500
Co = 0.6
9. Presión dinámica:
 V 
Pv = 

 4005
2
(in wg)
2
 1493
Pv = 
 =
 4005
Pv = 0.139 in wg
10. Todas los ductos producen pérdidas y están en función de su caudal, diámetro y
velocidad, con estos valores en la gráfica de pérdidas de carga (f) se determina su valor.
Ducto, f = 0,175inwg/100ft.
11. La presión estática permite determinar el equipo que vencerá todas las pérdidas.
(in wg )
SP = L * f
S P = 31.8 * 0.175 =
S P = 0.042 in wg
S Paccesorios = C o * Pv
(3.50)
(in wg )
S Paccesorios = 0.15 * 0.135 =
S Paccesorios = 0.020 in wg
TABLA 33: Presión estática accesorios.
DUCTOS
TRAMO
PRIMARIO
O-A
ELEMENTO
Ducto
Codo
Codo
Dámper Fire
CAUDAL
(CFM )
2300
DUCTO
DIAM.
RECTANGULAR
DIAM.
EQUIV.
(in)
EQUIV. (ft)
(in)
W
H
1,53
1,40 16,77 20
12
20
12
12
20
AREA
(ft^2)
Co
Pv
(in wg)
0,139
0,08
0,12
f
SP
Long.
(in wg/100ft) (in wg) Equiv. (ft)
0,172
0,055
0,011
0,017
0,090
31,8
6,5
9,7
52,3
Con el valor total de Sp corregido existente seleccionamos el equipo y comprobamos que nos
del mismo factor de fricción en caso contrario volvemos a calcular tomando el nuevo valor:
Sp equipo seleccionado
Longitud equivalente
factor de fricción
=
=
=
=
0,8000
289,71
0,0028
0,28
in wg
ft
in wg/ft
in wg/100 ft
97
El factor de fricción es diferente por lo tanto volvemos a realizar los cálculos.
DUCTOS
TRAMO
PRIMARIO
ELEMENTO
CAUDAL AREA DIAM. EQUIV.
(CFM )
(ft^2)
(ft)
Ducto
Codo
O-A
Codo
Dámper Fire
Ducto
Reducción
A-B
Cruz 90º
Dámper
Ducto
B-C
Reducción
Dámper
Ducto
Reducción
C-D
Y simétrica en
cola de milano
Dámper
Ducto flexible
D-g
Dámper
Difusor
SP TOTAL
2300
1732
1,53
1,16
1,40
1,22
DIAM. EQUIV.
(in)
16,80
14,58
DUCTO
RECTANGULAR
(in)
W
20
20
12
H
12
12
20
16
12
AREA
ft^2
VELOCIDAD VELOCIDAD
(ft/min)
(m/s)
1,54
1494
8
LONGITUD
TRAMO (ft)
Co
31,8
Pv
(in wg)
f
(in wg/100ft)
SP
(in wg)
0,139
0,28
0,04
0,089
0,011
0,017
0,090
0,055
0,005
0,024
0,040
0,029
0,004
0,040
0,058
0,004
0,122
0,28
0,111
0,28
0,088
0,28
0,20
0,018
0,08
0,12
1,24
1397
7
19,7
0,04
0,20
1252
0,90
1,07
12,82
12
12
0,94
1332
7
10,5
0,04
772
386
0,58
0,33
0,86
0,64
10,31
7,72
10
////
10
10
0,65
1188
0,5
708
6
4
20,7
9,8
0,031
0,28
0,040
0,028
0,040
0,048
0,640
Ductos secundarios.
Con el Sp total se procederá a calcular el Sp en cada nodo para lo cual conviene realizar los
siguientes pasos:
1.
Primero determinar los accesorios para cada nodo.
TABLA 34: Presión estática en nodos.
NODOS
O
A
B
C
D
g
Spaccesorios
0,048
0,181
0,106
0,065
0,098
0,060
.
2.
Determinación de la Presión estática de recuperación.
2
2
1  V   V 2  
Sprecuperación A =  1  − 

2  4005  4005 
2
2
1  1493  1397 
Sprecuperación A = 
 −
 =
2  4005  4005 
(in wg)
(3.51)
Sprecuperación A = 0.009 in wg
98
TABLA 35: Presión estática de recuperación.
NODOS
Sp
recuperacion
O
A
B
C
D
g
0,054
0,009
0,006
0,011
0,028
En el nodo O se encuentra la sumatoria de todos los Sp debido a que este es el punto de
partida.
Sprecuperación O = ∑ A + B + C + D =
Sprecuperación O = ∑ 0.012 + 0.009 + 0.012 + 0.018 =
Sprecuperación O = 0.050 in wg
3.
Cálculo de Sp disponible.
Realizando la resta del Sp total menos los Sp de los accesorios se determinan el Sp disponible
en cada nodo.
Sp disponible A = 0.558 − 0.181 =
Sp disponible A = 0.377 in wg
(3.52)
TABLA 36: Presión estática disponible.
NODOS
O
A
B
C
D
g
4.
Spaccesorios
Sp disponible
0,048
0,181
0,106
0,065
0,098
0,060
0,558
0,377
0,271
0,206
0,108
0,048
Cálculo de Sp en cada nodo.
Con todos los valores ya previamente calculados se realiza las operaciones apropiadas
determinado así el Sp.
En el punto O se encuentra el Sp sin recuperación debido a que esta en la caja de ventilación.
SpO = Sp total − Sp recuperación
SpO = 0.558 − 0.048 =
SpO = 0.51 in wg
Para el Sp en el nodo A se resta los accesorios hasta este punto:
99
SpA = SpO − Sp accesorios A
SpA = 0.508 − 0.181 =
SpA = 0.327 in wg
A partir del punto B se puede observar la influencia de la recuperación debido al cambio de
velocidades:
SpB = SpA − Sp accesorios B + Sp recuperación
SpB = 0.327 − 0.106 + 0.009 =
SpB = 0.230 in wg
TABLA 37: Presión estática total.
NODOS
O
A
B
C
D
g
Sptotal
0,640
0,586
0,387
0,269
0,206
0,116
Spaccesorios
Sp
recuperacion
0,048
0,207
0,124
0,074
0,119
0,068
Sp disponible
0,054
0,009
0,006
0,011
0,028
Spnodo
0,640
0,433
0,308
0,235
0,116
0,048
0,586
0,387
0,269
0,206
0,116
0,048
Para los siguientes nodos se realiza la operación en el nodo B, para g solo restamos el
accesorio del ducto, de tal forma comprobamos que el Spg es el mismo que el del difusor que
se va a instalar.
TABLA 38: Comprobación del Sp del difusor.
TRAMO
PRIMARIO
ELEMENTO
D-g
Ducto flexible
Dámper
Difusor
SP (in wg)
0,013
0,040
0,048
Sp disponible
0,048
Con los Spnodo se empieza el diseño de los ductos que se distribuirán a cada dormitorio.
De cada nodo salen dos ramales con la misma cantidad de fluido debido a que tienen la
misma carga térmica.
100
TABLA 39: Presión estática por ducto flexible.
Tramo
SP
A-b
A-a
B-d
B-c
C-f
C-e
D-h
D-g
5.
0,293
0,293
0,134
0,134
0,103
0,103
0,048
0,048
Diámetro del ducto flexible:
Con el caudal se calcula el diámetro y en catálogo se selecciona el más adecuado. Anexo 13
A = 0.35 ft 2
Q
V=
A
284.89 cfm
V=
0.35 ft 2
V = 816.80 fpm
6.
Factor de fricción. Anexo 11.
f = 0.018 in wg
7.
Determinación del Spreal..
Longitud * factor de fricción
(in wg )
100 ft
9.84 ft * 0.018in wg
=
= 0.013 in wg
100 ft
Spreal =
Spreal
(3.53)
Diseño de ductos para el retorno.
1. Reconocer la sección desde un punto a otro para realizar el análisis. Como se observa en
el esquema.
TABLA 40: Secciones
TRAMO PRIMARIO
K -O
I-K
J-I
H-I
101
2. Se tomará en cuenta todos los elementos que se encuentren en éste tramo como codo,
reducciones, ducto, rejilla.
TABLA 41: Accesorios.
TRAMO PRIMARIO
K -O
ELEMENTO
Ducto
Codos
Reducción
I-K
J-I
Ducto
Reducción
Ducto
Reducción
Ducto
H-I
Reducción
Rejilla
3. El caudal de retorno es la suma de los caudales por dormitorio menos 7.5 cfm de aire
nuevo por persona en este caso existen 2 personas en la habitación
TABLA 42: Volumen de retorno.
TRAMO
PRIMARIO
CAUDAL
(CFM )
2180
O-H
H-I
I-J
J-K
1911
1686
1461
1090
K-L
L-M
M-N
N-O
719
494
269
269
O -P
4. A través de la formula de Caudal se determina el área del ducto, la velocidad que se
considera es de 1300fpm Anexo 9.
Q
V
2180 cfm
A=
= 1.677 ft 2
1300 fpm
A=
102
5. Del área se despeja el diámetro equivalente y con este valor a las referencias de los
diámetros comerciales.
A = 1.677 ft 2
φ equivalente =
4* A
φ equivalente =
4 * 1.677 ft 2
π
φ equivalente = 1.46 ft
π
φ equivalente = 17.5 in
Ducto seleccionado: 22*12 in
6. Nuevamente utilizando la formula de caudal encontramos la velocidad real del ducto.
Q
A
2380 cfm
ft
Vr =
= 1290 min
1.69 ft 2
Vr =
7. Un punto necesario es expresar la longitud.
Longitud Tramo (ft) = 27
8.
Todo accesorio produce pérdidas de carga (Co), es por lo tanto necesario buscar en
catálogos o en manuales dichos coeficientes.
a. H=550
W=300
H 550
=
= 1.83
W 300
Co = 0.08
b. H=300
W=300
H 300
=
=1
W 300
Co = 0.09
9. Presión dinámica:
 V 
Pv = 

 4005
2
(in wg)
2
 1290
Pv = 
 =
 4005
Pv = 0.104in wg
103
10. Todas los ductos producen pérdidas y están en función de su caudal, diámetro y
velocidad, con estos valores en la gráfica de pérdidas de carga (f) se determina su valor.
Ducto, f = 0,13inwg/100ft
11. La presión estática permite determinar el equipo que vencerá todas las pérdidas.
SP = L * f
(in wg )
S P = 27 * 0.135 =
S P = 0.036 in wg
(in wg )
S Paccesorios = C o * Pv
S Paccesorios = 0.08 * 0.104 =
S Paccesorios = 0.008 in wg
TABLA 43: Presión estática accesorios.
TRAMO
CAUDAL AREA DIAM. EQUIV. DIAM. EQUIV.
ELEMENTO
PRIMARIO
(CFM ) (ft^2)
(ft)
(in)
O-H
H-I
I-J
J-K
K-L
L-M
M-N
N-O
O -P
Sp total
Ducto
Codo
Reducción
Ducto
Reducción
Ducto
Reducción
Ducto
Reducción
Ducto
Codos
Reducción
Ducto
Reducción
Ducto
Reducción
Ducto
Codo
Ducto
Damper
Rejilla
2180 1,677
1911 1,481
1,46
1,37
17,0
16,5
Diseño ductos de retorno
DUCTO
AREA VELOCIDAD VELOCIDAD
LONG.
ft^2
(ft/min)
(m/s)
TRAMO (ft)
W
H
22
22
12
12
1,69
20
12
1,54
1290
7
Co
27,0
Pv
f
SP
(in wg) (in wg/100ft) (in wg)
0,104
0,24
0,096
0,24
0,090
0,24
0,087
0,24
0,084
0,24
0,076
0,24
0,056
0,24
0,026
0,24
0,015
0,24
0,08
0,05
1241
6
10,0
0,05
1686 1,359
1,32
15,8
18
12
1,4
1204
6
20,0
1461 1,213
1,24
14,9
16
12
1,24
1178
6
10,0
0,05
0,05
1090 0,925
719 0,620
1,09
0,89
13,0
10,7
12
12
12
12
0,94
10
10
0,65
1160
6
37,0
0,09
0,05
1106
6
10,0
0,05
494 0,447
0,75
9,0
8
10
0,52
950
5
20,0
0,05
269 0,283
0,60
7,2
8
8
0,42
640
3
10,0
0,09
269 0,420
0,73
8,8 φ circ.
10
0,55
493
3
4,0
0,17
=
0,065
0,008
0,005
0,024
0,005
0,048
0,005
0,024
0,004
0,089
0,015
0,004
0,024
0,004
0,048
0,003
0,024
0,002
0,010
0,003
0,020
0,433
Diseño de ductos secundarios.
El diseño de ductos secundarios se realizó según el método descrito en circulación por
impulso con las siguientes características.
Velocidad = 1200 rpm
Factor de corrección = 1.41. Todos los cálculos los encontramos en el anexo 14.
TABLA 44: Ductos secundarios quinto piso.
104
DUCTOS SECUNDARIOS 5º PISO
Tramo
H-a
I-b
J-c
K-d
L-e
M-f
N-g
O-p
LONG.
(ft)
SP
0,187
0,172
0,142
0,126
0,060
0,053
0,039
0,028
7,00
7,00
7,00
7,00
7,00
7,00
7,00
7,00
LONG.
EQUIV.
10,50
10,50
10,50
10,50
10,50
10,50
10,50
10,50
DIAM. DIAM.
carga unitaria Caudal Caudal
DIAM.
AREA VELOCIDA VELOCIDAD
f
SPDIFUS
EQUIV. comercial
AREA (in^2)
Spreal
SPDV
(inwg/100ft) (cfm) (m^3/h)
comercial (in)
(ft^2) D (ft/min)
(m/s)
(in wg/100ft)
OR
(ft)
(in)
1,78
1,64
1,36
1,20
0,57
0,51
0,37
0,27
269
225
225
371
371
225
225
269
457
382
382
630
630
382
382
457
0,53
0,49
0,49
0,63
0,63
0,49
0,49
0,53
6
6
6
8
8
6
6
6
8
8
8
10
10
8
8
8
50,27
50,27
50,27
78,54
78,54
50,27
50,27
50,27
0,35
0,35
0,35
0,54
0,54
0,35
0,35
0,35
771
645
645
681
681
645
645
771
3,92
3,28
3,28
3,46
3,46
3,28
3,28
3,92
0,130
0,130
0,130
0,130
0,130
0,130
0,130
0,130
0,009
0,009
0,009
0,009
0,009
0,009
0,009
0,009
0,020
0,020
0,020
0,020
0,020
0,020
0,020
0,020
0,158
0,143
0,113
0,097
0,031
0,024
0,029
0,019
105
3.4 SELECCIÓN DE EQUIPOS Y ELEMENTOS.
3.4.1.- Sistema de calefacción por aire.
5 º Piso
Capacidad: 50000 BTU/h.
•
Unidad de calefacción.
Fabricante: Goodman
Alimentación: Gas.
Serie: CPG060 (50000 Btu/h; 2300 cfm; 0.8Sp) Codificación Anexo.
•
Dámper.- Los dos tipos de dámpers son construidos de acuerdo a las
dimensiones de los cálculos.
Dámper Fire:
W = 20
H = 12
Relación de forma = 1.6
Nº = 1
Dámper de presión:
φ = 10 in.
Nº = 8
•
Ductos Flexibles:
Fabricante: Flexiver D o Flexiver Clima.
φ = 8 in.
φ = 10 in.
L = 9.51 ft.
•
Reducciones (in)= construcción de acuerdo a los cálculos.
20*12 a 16*12
16*12 a 12*12
12*12 a 10*10
•
Y simétrica (in) = construcción de acuerdo a los cálculos.
W= 10
H= 10
•
Codo (in) = construcción de acuerdo a los cálculos
W1= 20
106
H1= 12
W2= 12
H2= 20
•
Difusores para esta selección se toma en cuenta los valores de niveles
sonoros.
Figura. 49: Niveles sonoros.
Q1= 284 cfm = 482 m3/h.
Q2= 240 cfm = 407 m3/h.
Q3= 386 cfm = 655 m3/h.
De acuerdo al catálogo tenemos:
Dormitorio Nº 1y 2 = DCQ 300*300
Dormitorio Nº 3, 4, 5, 6 = DCQ 225*225
Dormitorio Nº 7y 8 = DCQ 300*300
•
Ducto: Tol galvanizado.
Ducto (in)
20*12
Longitud (ft).
31.8
16*12
19.7
12*12
10.5
10*10
20.7
Adquisición de láminas de tol de 1200 * 2100*2 mm
Ductos de Retorno.
•
Ventilador
Fabricante: Greenheck
107
Alimentación: Electricidad.
Serie: SQ-140 Codificación.
Sp permisible: 0.75 in wg.
Nivel de ruido: 24. Según las tablas expuestas el nivel está acorde a lo
permisible en funcionamiento nocturno (menor a 35).
•
Dámper.- Los dos tipos de dámper son construidos de acuerdo a las
dimensiones de los cálculos.
Dámper de presión:
φ = 8 in.
Nº = 8
•
Ductos Flexibles:
Fabricante: Flexiver D o Flexiver Clima.
φ = 8 in.
L = 4 ft.
•
Reducciones (in)= construcción de acuerdo a los cálculos.
22*12 a 20*12
20*12 a 18*12
18*12 a 16*12
16*12 a 12*12
12*12 a 10*10
10*10 a 10*8
10*8 a 8*8
•
Codo (in) = construcción de acuerdo a los cálculos
W1= 20
H1 = 12
W2= 12
H2 = 12
W2= 12
H2 = 12
•
Rejillas de retorno para esta selección se toma en cuenta los valores de
niveles sonoros.
108
Q1= 269 cfm = 457 m3/h; φ = 8 in.
Q2= 225 cfm = 382 m3/h; φ = 8 in.
Q3= 371 cfm = 630 m3/h; φ = 10 in.
De acuerdo al catálogo tenemos:
Dormitorio Nº 1y 2 = RMT 200*300
Dormitorio Nº 3, 4, 5, 6 = RMT 200*250
Dormitorio Nº 7y 8 = RMT 250*300
•
Ducto: Tol galvanizado.
Ducto (in)
22*12
Longitud (ft).
27
20*12
10
18*12
20
16*10
10
12*12
37
10*10
10
10*8
20
8*8
10
Adquisición de láminas de tol de 1200 * 2100*2 mm
Selección para cada dos pisos. 1º & 2º
Capacidad: 100000 BTU/h.
•
Unidad de calefacción.
Fabricante: Goodman
Alimentación: Gas.
Serie: GMP 050 Codificación (100000Btu/h; 4500 cfm; 0.8”Sp).
109
•
Dámper.- Los dos tipos de dámper son construidos de acuerdo a las
dimensiones de los cálculos.
Dámper Fire:
W = 32
H = 16
Relación de forma = 2
Nº = 1
Dámper en wye:
W = 32
H = 16
Relación de forma = 2
Nº = 1
Dámper de presión:
φ = 8 in.
Nº = 8
•
Ductos Flexibles:
Fabricante: Flexiver D o Flexiver Clima.
φ = 8 in.
•
Reducciones (in)= construcción de acuerdo a los cálculos.
Primarios:
32*16 a 16*16
16*16 a 14*14
14*14 a 12*12
12*12 a 10*10
Secundarios:
26*12 a 20*12
20*12 a 20*12
16*12 a 10*12
•
Y simétrica (in) = construcción de acuerdo a los cálculos.
Primario = W= 10
H= 10
110
•
Secundario = W= 10
H= 10
Codo (in) = construcción de acuerdo a los cálculos
W1= 44
H1 = 12
W2= 20
H2 = 12
•
Difusores para esta selección se toma en cuenta los valores de niveles
sonoros.
Primarios.
Q1= 286 cfm = 486 m3/h; φ = 10 in.
Q2= 242 cfm = 411 m3/h; φ = 10 in.
Q3= 388 cfm = 600 m3/h; φ = 10 in.
De acuerdo al catálogo tenemos:
Dormitorio Nº 1y 2 = DCQ 300*300
Dormitorio Nº 3, 4, 5, 6 = DCQ 225*225
Dormitorio Nº 7y 8 = DCQ 300*300
Secundarios:
Q1= 286 cfm = 486 m3/h; φ = 10 in.
Q2= 242 cfm = 411 m3/h; φ = 10 in.
Q3= 388 cfm = 600 m3/h; φ = 10 in.
De acuerdo al catálogo tenemos:
Dormitorio Nº 1y 2 = DCQ 300*300
Dormitorio Nº 3, 4, 5, 6 = DCQ 225*225
111
Dormitorio Nº 7y 8 = DCQ 300*300
•
Ducto: Tol galvanizado.
Ducto (in)
32*16
16*16
14*14
12*12
10*10
Secundarios:
Longitud (ft).
16.40
26.24
19.68
10.40
20.50
Ducto (in)
26*12
20*12
16*12
10*10
Longitud (ft).
15.84
18.83
10.69
25.81
Adquisición de láminas de tol de 1200 * 2100 *2mm
Ductos de Retorno.
•
Ventilador
Fabricante: Greenheck
Alimentación: Electricidad.
Serie: SQ-140 Codificación.
Sp permisible: 0.75 in wg.
Nivel de ruido: 24. Según las tablas expuestas el nivel está acorde a lo
permisible en funcionamiento nocturno (menor a 35).
•
Dámper.- Los dos tipos de dámper son construidos de acuerdo a las
dimensiones de los cálculos.
Dámper de presión:
φ = 10 in.
Nº = 8
•
Ductos Flexibles:
Fabricante: Flexiver D o Flexiver Clima.
φ = 10 in.
L = 4 ft.
•
Reducciones (in)= construcción de acuerdo a los cálculos.
24*12 a 22*12
112
22*12 a 20*12
20*12 a 18*12
18*12 a 14*12
14*12 a 12*10
12*10a 10*10
10*10 a 8*8
•
Codo (in) = construcción de acuerdo a los cálculos
W1= 20
H1 = 14
W2= 12
H2 = 14
W2= 12
H2 = 14
•
Rejillas de retorno para esta selección se toma en cuenta los valores de
niveles sonoros.
Q1= 269 cfm = 127 l/s; φ = 10 in.
Q2= 225 cfm = 106 l/s; φ = 10 in.
Q3= 371 cfm = 175 l/s; φ = 10 in.
De acuerdo al catálogo tenemos:
Dormitorio Nº 1y 2 = RMT 200*200
Dormitorio Nº 3, 4, 5, 6 = RMT 350*200
Dormitorio Nº 7y 8 = RMT 250*250
•
Ducto: Tol galvanizado.
Ducto (in)
30*18
Longitud (ft).
4.8
113
20*14
23.7
18*14
10
16*14
20
14*14
10
12*14
37
12*10
10
10*10
20
8*8
10
Adquisición de láminas de tol de 1200 * 2100
3.4.2.-.- Sistema de calefacción por agua.
•
Elección de radiadores.
12 radiadores Dubal 60 con capacidad de 0.36 l, potencia calorífica por
elemento de 103.9 Kcal/h, frontal aberturas.
4 radiadores Dubal 60 con capacidad de 0.36 l, potencia calorífica por
elemento de 99 Kcal/h, frontal plano.
12 radiadores Dubal 70 con capacidad de 0.43 l, potencia calorífica por
elemento de 103.9 Kcal/h, frontal aberturas.
20 radiadores Dubal 80 con capacidad de 0.50 l, potencia calorífica por
elemento de 133.7 Kcal/h, frontal aberturas.
•
Elección de la tubería.- se selecciona tuberías tipo PLASTIGAMA, para
diámetros de 1 ¼. ¾, 1, 1/2, similar a Uponor wirsbo eval-PEX.
•
Elección de la caldera.- Se elige una caldera tipo DR SERIES STEAM
AND WATER BOILERS ( Bryan Boilers), con una potencia calorífica útil de
82Kw. La misma que incluye quemador automático de dos marchas, reglaje
automático de caudal de aire en función de la marcha y accesorios para la
instalación.
•
Elección de la bomba de circulación.La bomba a seleccionar tiene las siguientes características:
Marca: Grainger.
Modelos: NOS. 4PC77, 4PC80 y 4PC84. 0013-F3-1.
114
Características: Usados en sistemas de alta velocidad, sistemas hidrónicos de
calentamiento o enfriamiento, instalación en serie.
Caudal = 1.307 l/s = 20.71gpm.
•
Presión = 23.65 m.c.a = 33.61 Psi.
Elección del vaso de expansión.- se selecciona un vaso de expansión de
Salvador Escoda con membrana fija, validas para circuito cerrado y
temperaturas comprendidas entre -10ºC a 110ºC, MF 25 litros,.
•
Elección de la chimenea.
Sección de chimenea mínima corregida = 399,00 cm2
3.4.3. Restaurante.
Equipo de extracción:
•
Caja de ventilación.
Determinación del caudal.
Caudal
l/s
m^3/h
Cfm
819
2948,397
1735,36
115
La caja seleccionada es CVB-270/200-N-250W y un caudal máximo de 3430m3/h.
•
Bridas.
Brida CVB-270 con dimensiones CBR 400*400.
•
Sombrero protector.
El sombrero seleccionado de acuerdo a las características de la caja de ventilación
será Sombrero CSC 270.
•
Rejillas de retorno
Rejillas RMT 8”*10”
116
El Difusor seleccionado es Tipo 2000 con tamaño de cuello 3 in.
•
Acoplamientos.
Acoplamiento seleccionado CVB-270, tipo rectangular Impulsor+CBR,
KAD – 400*400.
Equipo de impulsión:
•
Caja de ventilación.
La caja seleccionada es CVB-270/200-N-370W y un caudal máximo de 3160m3/h.
•
Filtro para polvo.
117
•
Rejillas de impulsión.
Caudal
velocidad
m^3/s
3000
m/s
3,9
cfpm
1750
fpm
771
Rejilla tipo AMT con H=16” y L=18”.
118
3.4.4 Cocina.
•
Extractor:
Caudal de aire actual
•
acfm
a m^3/h
18236
30983
Base techo para el extractor.
119
CAPÍTULO IV.
COMPARACIÓN ECONÓMICA EN LOS SISTEMAS DE CALEFACCIÓN.
4.1 GENERALIDADES.
El análisis económico del proyecto considera el diseño de Sistemas de Calefacción,
con difusores ubicados en las diferentes pisos a climatizarse, dispuestos
estratégicamente entre la losa y el cielo falso conectadas a un sistema de red de
ductos aislados como se indica en los planos, lo cual permite la climatización y el
control individual de temperatura en cada ambiente, con unidades calefactores
interiores ubicadas en la parte posterior del edificio. Se utilizan unidades calefactores
de la marca Goodman; difusores, rejillas y cajas de ventilación de la marca Mabel de
Soler y Palao.
Los Sistemas de Ventilación distribuyen el aire a través de ductos dimensionados a
baja presión con la ayuda de ventiladores, lo que provoca una depresión respecto a la
presión atmosférica. En un sistema de ventilación óptimo siempre debe existir el
suministro y la extracción de aire para renovar el volumen de aire contenido en un
lugar con la frecuencia necesaria y movimiento de aire mantener un medio ambiente
confortable, también puede ser utilizado para retirar gases contaminantes, controlar
el calor generado por alguna máquina y retirar olores en baños, cocinas, etc.
En lo que respecta al agua se considera una caldera de marca BRAYAN BOILERS
ubicada en el cuarto de máquinas que por el momento es el gimnasio del hotel
ubicado en la parte posterior, radiadores marca Dubal de aluminio los cuales serán
colocados en la parte inferior de la ventana, todas las zonas fueron analizadas de tal
forma que se facilite el mantenimiento de dichos equipos y que su costo de
instalación sea más económico.
Con la finalidad de evaluar el costo total que genera el proyecto, convencionalmente
se ha adoptado un criterio para agruparlos en dos elementos fácilmente identificables
y diferenciados entre si, estos son:
Costos directos.
Costos indirectos.
120
4.2 VALORACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CALEFACCIÓN.
SISTEMA DE CALEFACCIÓN POR AIRE POR PISO.
Costos directos.- Son aquellos cuya incidencia monetaria en un producto o en una
orden de trabajo puede establecerse con precisión. Para evaluar los costos directos se
les clasifica en:
Costos de materiales.
Costos de mano de obra.
Costos de equipos y herramientas.
Costos de transporte
En el cálculo de consumo eléctrico, se tomó los datos técnicos de cada equipo,
llegando a valorar un consumo en Kw, que se representan en las tablas expuestas.
4.2.1
Costos de materiales.
Son los costos de adquisición de todos los materiales que con el tiempo reconvierten
en parte del objeto de costos y que puede realizarse su seguimiento a ese objeto de
costos en forma económicamente factible.
Los costos de los materiales que se utilizaron para el proyecto se detallan en las
siguientes tablas, cabe recalcar que se realiza para tres alternativas:
Costos de materiales para el sistema de calefacción por aire para un piso.
121
HOTEL ZEUS
S IS TEMA DE CALEFACCIÓN POR AIRE POR UN PIS O.
DESCRIPCIÓN
UNIDAD CANTIDAD
P.
UNITARIO
P.
TOTAL
EQUIPO - INSTALACIÓN
1. SISTEM A DE CALEFACCIÓN POR AIRE. PISO POR PISO (EQUIPO E INSTALACIÓN)
CALEFACTOR 50000BTU/H"GOODM AN"-CPG-USA, Cap. 2,465
CFM @0,75"SP
INSTALACIÓN DE UN CALEFACTOR 50000BTU/H"GOODM AN"CPG-USA, Cap. 2,465 CFM @0,75"SP
VENTILADOR CENTRÍFUGO BSQ-120-LM DX-QD 2563 CFM ,
INCLUYE ACCESORIOS, 0,75" SP
INSTALACIÓN DE UN VENTILADOR CENTRÍFUGO BSQ-120LM DX-QD 2500 CFM , INCLUYE ACCESORIOS
DÁM PER FIRE DE 20"x12"
DÁM PERS DE PRESION 8"
M ANGUERA FLEXIBLE CON AISLAM IENTO DIAM . 8"
DIFUSORES DE SUM INISTRO DE 10" X 10" M OVILES DE 4 VIAS .
DIFUSORES DE SUM INISTRO DE 8" X 8" M OVILES DE 4 VIAS .
SUM INISTRO E INSTALACIÓN DE DUCTOS DE TOL
GALVANIZADO AISLADOS
LOUVERS DE 400x400mm 200mm EN TOL GALVANIZADO
RETORNO
VENTILADOR CENTRÍFUGO BSQ-140-LM DX-QD 2650 CFM ,
INCLUYE ACCESORIOS, 0,5 SP
INSTALACIÓN DE UN VENTILADOR CENTRÍFUGO BSQ-140LM DX-QD 2650 CFM , INCLUYE ACCESORIOS
SUM INISTRO E INSTALACIÓN DE DUCTOS DE TOL
GALVANIZADO AISLADOS
M ANGUERA FLEXIBLE CON AISLAM IENTO DIAM . 8"
M ANGUERA FLEXIBLE CON AISLAM IENTO DIAM . 10"
DÁM PERS DE PRESION 10"
DÁM PERS DE PRESION 12"
REJILLAS DE EXTRACCIÓN DE 6"x14" M OD. RA-A
REJILLAS DE EXTRACCIÓN DE 12"x12" M OD. RA-A
RESTAURANTE:
CAJA DE VENTILACIÓN EXTRACCIÓN M od. CVB-270/200, Cap.
2,000 CFM @0,24"SP
INSTALACIÓN DE UNA CAJA DE VENTILACIÓN M od. CVB270/200, Cap. 2,000 CFM @0,24"SP
CAJA DE VENTILACIÓN IM PULSIÓN M od. CVB-270/200, Cap.
3,000 CFM @0,48"SP
INSTALACIÓN DE UNA CAJA DE VENTILACIÓN M od. CVB270/200, Cap. 3,000 CFM @0,48"SP
REJILLAS DE IM PULSIÓN M OD. AM T 16X 18"
REJILLAS DE EXTRACCIÓN 8X10"
SUM INISTRO E INSTALACIÓN DE DUCTOS REFORZADOS DE
TOL GALVANIZADO SIN AISLAM IENTO.
LOUVERS DE 900x400mm 200mm EN TOL GALVANIZADO
PORTAFILTROS DE 16"X16" EN TOL GALVANIZADO
FILTROS M ETÁLICOS M abel 0,16m2
COCINA
EXTRACTOR DE COCINA M OD. CENTRIFUGAL EXHAUST
CUBE-420 CAP. 21000 m3/h
INSTALACIÓN DE UN EXTRACTOR DE COCINA M OD.
CENTRIFUGAL EXHAUST CUBE-420 CAP. 21000 m3/h INCLUYE
ACCESORIOS.
FILTRO SEPARADOR DE LAM AS 50 mm. INOX. AISI 430
U
6,0
1.330,6
7.983,4
U
6,0
700,0
4.200,0
U
6,0
1.128,8
6.772,6
U
6,0
186,0
1.116,0
U
U
m
U
U
6,0
48,0
150,0
12,0
36,0
528,6
140,5
9,6
21,4
17,6
3.171,7
6.744,0
1.443,8
257,1
635,0
Kg
1.597,6
5,6
8.947,5
U
6,0
386,4
2.318,3
U
6,0
1.126,6
6.759,3
U
6,0
186,0
1.116,0
Kg
2.551,0
m
m
U
U
U
U
81,0
25,0
24,0
24,0
36,0
12,0
9,6
10,7
172,5
207,0
41,2
26,6
780,0
268,3
4.140,0
4.968,0
1.483,8
318,8
U
1,00
644,60
644,60
U
1,00
231,25
231,25
U
1,00
847,80
847,80
U
1,00
231,25
231,25
U
U
2,00
4,00
27,50
41,22
55,00
164,86
Kg
295,30
5,6 14.286,9
4,50 1.327,82
U
U
U
1,00
2,00
1,00
897,00
133,75
25,40
897,00
267,50
25,40
U
1,0
5.680,1
5.680,1
U
1,0
432,5
432,5
U
2,0
85,7
171,3
SUBTOTAL
88.686,8
Fuente: SEINGPROAÑO Cía. Ltda.
122
Costos de accesorios.
MATERIALES (incluye costo de transporte)
Descripción
Unidad
Lámina de tol galvanizado
Duct Aislamiento.
Pletinas 1"x1/8" para anclaje
Remaches
Clavos HILTI
Caja de tol galvanizado de 8"x8"con salida de 8" para manguera
Caja de tol galvanizado de 12"x12"
Electrodos 6011
Disco de Desbaste 7"
Material Menudo de Instalacion
Alambre Galvanizado N.16
Ventilación - extracción.
Angulo 1 1/2"X1/8"
Disco de Corte 7"
Disco de Desbaste 7"
Electrodos 6011
Anticorrosivo Negro Mate
Thiñer Laca
Lona Flexible
Pernos Hylty 2 1/2"x3/8"
Material Menudo de Instalacion
Pletinas 1"x1/8" para anclaje
Remaches
Clavos HILTI
kg
m2
kg
U
U
U
U
Kg
U
Gbl
lb
U
U
U
Kg
Gal
Gal
m2
U
Gbl
kg
U
U
Precio
Cantidad
Unitario
1,50
4,40
0,50
0,02
0,35
0,80
0,60
3,25
3,75
10,67
1,00
Costo
48
0,4
4
16
2
48
4
2,5
3
1
0,05
72,00
10,56
2,00
0,24
0,70
38,40
2,40
8,13
11,25
10,67
0,05
12,80
12
3,26
2
3,75
1
3,25
0,5
14,90
0,25
4,50
0,25
25,00
0,5
3,50
12
18,89
3
0,50
4
0,02
16
0,35
2
Subotal Costo de Materiales
153,60
6,52
3,75
1,63
3,73
1,13
12,50
42,00
56,67
2,00
0,24
0,70
440,85
Costo total de materiales.
CALEFACCIÓN POR AIRE (1*1)
PRECIO
Un Piso.
Calefacción en impulso
Calefacción en retorno
Ventilación en restaurante
Extracción en cocina
Accesorios
4.2.2
43.589,4
34.121,0
4.692,5
6.283,9
440,8
Costos de mano de obra.
Representan las compensaciones de toda la mano de obra que participan
directamente en la construcción, fabricación y elaboración de un equipo, maquinaria,
artículo u otros en los que intervenga un proceso.
A Continuación se describen los costos de mano de obra directa que será necesaria
para la realización de este proyecto.
Costos de mano de obra para el sistema de calefacción por aire para un piso.
123
PERSONAL (CATEGORIA)
Ingeniero
Ayudante
Instalador
Soldador
Electricista
Total.
4.2.3
Mano de obra calefacción por aire. Por Piso
Salario
Costo
Costo
N/Personal
Horas/Hombre
Real/Hora
Subtotal/Piso.
Total/Edificio.
1
8
1,78
427,20
7689,6
1
8
1,51
362,40
6523,2
2
8
1,94
931,20
16761,6
1
4
2,03
243,60
4384,8
1
4
1,78
213,60
3844,8
1.964,40
35.359,20
Costos de equipos y herramientas.
Constituye los costos debido al alquiler de equipos y herramientas para ejecutar la
obra.
Costos de equipos y herramientas para el sistema de calefacción por aire para
un piso.
Descripción
Herramienta menor
Taladro de Mano
Soldadora eléctrica
EQUIPOS MENOR - CALEFACCIÓN POR AIRE.
Costo
Horas/Equipo Costo/Hora
Subtotal Costo obra
Equipo/H
0,10
4
0,40
12
36
0,15
4
0,60
18
54
0,54
3
1,62
48,6
145,8
Total
2,62
78,60
235,80
Costos de transporte.- Estos costos están incluidos en costos por materiales.
4.2.4
Costos indirectos.- son aquellos costos que no pueden asignarse con
precisión. Dentro de los costos tenemos:
Costos de ingeniería.
Utilidad.
Costos de ingeniería.
Un costo adicional de los anteriores mencionados y que muchas veces es ignorado,
es el criterio de ingeniería que toma en cuenta el trabajo realizado por parte del
profesional encargado de la investigación y diseño del equipo. El valor del criterio de
ingeniería esta en el rango del 10% al 15% de los costos directos.
Criterio de ingeniería para el sistema de calefacción por aire para un piso.
COSTO
Criterio de ingeniería
VALOR
12.472,20
Utilidad.
Se considera el 0% del costo total debido a que es un trabajo de tesis de grado.
4.2.5
Costo total del proyecto.
124
El costo total del proyecto está dado por la suma de todos los costos especificados
anteriormente, a continuación se presenta el costo total.
COSTO
VALOR
MATERIALES
89.127,59
MANO DE OBRA
35.359,20
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
235,80
CRITERIO DE INGENIERÍA
12.472,20
TOTAL
137.194,79
Entonces el presupuesto que se genera por equipo, tanto para la climatización,
ventilación para restaurante y extracción en la cocina es de ciento treinta y siete mil
ciento noventa y cuatro dólares con setenta y nueve centavos.
SISTEMA DE CALEFACCIÓN POR AIRE PARA DOS PISOS.
Costos de materiales para el sistema de calefacción por aire cada dos pisos.
125
HOTEL ZEUS .
S IS TEMA DE CALEFACCIÓN POR AIRE EN DOS PIS O.
DESCRIPCIÓN
UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO
EQUIPO - INSTALACIÓN
1. SISTEM A DE CALEFACCIÓN POR AIRE. (EQUIPO E INSTALACIÓN)
CALEFACTOR 180000BTU/H"GOODM AN"-GM P050-USA, Cap.
U
4600 CFM @0,75"SP
INSTALACIÓN DE UN CAELFACTOR 180000BTU/H"GOODM AN"GM P050-USA, Cap. 2,610 CFM @0,75"SP
VENTILADOR CENTRÍFUGO BSQ-160 4600 CFM , INCLUYE
ACCESORIOS
INSTALACIÓN DE UN VENTILADOR CENTRIFUGO BSQ-160 4600
CFM , INCLUYE ACCESORIOS
DÁM PER FIRE DE 22"x12"
DÁM PERS DE PRESION 8"
M ANGUERA FLEXIBLE CON AISLAM IENTO DIAM . 10"
DIFUSORES DE SUM INISTRO DE 12" X 12" CTM
DIFUSORES DE SUM INISTRO DE 8" X 8" .RTM
SUM INISTRO E INSTALACIÓN DE DUCTOS DE TOL
GALVANIZADO AISLADOS
LOUVERS DE 800x400mm 200mm EN TOL GALVANIZADO
RETORNO
VENTILADOR CENTRÍFUGO BSQ-160 4504 CFM , INCLUYE
ACCESORIOS
INSTALACIÓN DE UN VENTILADOR CENTRÍFUGO BSQ-160 4504
CFM , INCLUYE ACCESORIOS
SUM INISTRO E INSTALACIÓN DE DUCTOS DE TOL
GALVANIZADO AISLADOS
M ANGUERA FLEXIBLE CON AISLAM IENTO DIAM . 10"
M ANGUERA FLEXIBLE CON AISLAM IENTO DIAM . 12"
DÁM PERS DE PRESIÓN 10"
DÁM PERS DE PRESIÓN 12"
REJILLAS DE EXTRACCIÓN DE 6"x14" M OD. RA-A
REJILLAS DE EXTRACCIÓN DE 12"x12" M OD. RA-A
RESTAURANTE:
CAJA DE VENTILACIÓN EXTRACCIÓN M od. CVB-270/200, Cap.
2,000 CFM @0,24"SP
INSTALACIÓN DE UNA CAJA DE VENTILACIÓN M od. CVB270/200, Cap. 2,000 CFM @0,24"SP
CAJA DE VENTILACIÓN IM PULSIÓN M od. CVB-270/200, Cap.
3,000 CFM @0,48"SP
INSTALACIÓN DE UNA CAJA DE VENTILACIÓN M od. CVB270/200, Cap. 3,000 CFM @0,48"SP
REJILLAS DE IM PULSIÓN M OD. AM T 16X 18
REJILLAS DE EXTRACCIÓN 8X8
SUM INISTRO E INSTALACIÓN DE DUCTOS REFORZADOS DE
TOL GALVANIZADO SIN AISLAM IENTO.
LOUVERS DE 900x400mm 200mm EN TOL GALVANIZADO
PORTAFILTROS DE 16"X16" EN TOL GALVANIZADO
FILTROS M ETÁLICOS M abel 0,16m2
COCINA
EXTRACTOR DE COCINA M OD. CENTRIFUGAL EXHAUST
CUBE-420 CAP. 21000 m3/h
INSTALACIÓN DE UN EXTRACTOR DE COCINA M OD.
CENTRIFUGAL EXHAUST CUBE-420 CAP. 21000 m3/h INCLUYE
ACCESORIOS.
FILTRO SEPARADOR 50 mm. INOX. AISI 430
P.TOTAL
3,00
4.091,04
12.273,12
U
3,00
700,00
2.100,00
U
3,00
2.464,94
7.394,82
U
3,00
276,00
828,00
U
U
m
U
U
3,00
48,00
150,00
28,00
20,00
535,99
140,50
9,63
21,43
17,64
1.607,97
6.744,00
1.443,75
600,01
352,78
Kg
1.607,18
5,60
9.001,01
U
6,00
756,00
4.536,00
U
3,00
2.464,94
7.394,82
U
3,00
276,00
828,00
Kg
2.582,00
5,60
14.460,49
m
m
U
U
U
U
81,00
25,00
24,00
24,00
36,00
12,00
9,63
10,73
172,50
207,00
41,22
26,57
780,03
268,25
4.140,00
4.968,00
1.483,78
318,78
U
1,00
644,60
644,60
U
1,00
231,25
231,25
U
1,00
847,80
847,80
U
1,00
231,25
231,25
U
U
2,00
4,00
27,50
41,22
55,00
164,86
Kg
295,30
4,50
1.327,82
U
U
U
1,00
2,00
1,00
897,00
133,75
25,40
897,00
267,50
25,40
U
1,00
5.680,05
5.680,05
U
1,00
432,50
432,50
U
2,00
85,67
SUBTOTAL
171,34
92.500,0
Costos de accesorios.
126
MATERIALES (incluye costo de transporte)
Descripción
Unidad
Lámina de tol galvanizado
Duct Aislamiento.
Pletinas 1"x1/8" para anclaje
Remaches
Clavos HILTI
Caja de tol galvanizado de 8"x8"con salida de 8" para manguera
Caja de tol galvanizado de 12"x12"
Electrodos 6011
Disco de Desbaste 7"
Material Menudo de Instalacion
Alambre Galvanizado N.16
Ventilación - extracción.
Angulo 1 1/2"X1/8"
Disco de Corte 7"
Disco de Desbaste 7"
Electrodos 6011
Anticorrosivo Negro Mate
Thiñer Laca
Lona Flexible
Pernos Hylty 2 1/2"x3/8"
Material Menudo de Instalacion
Pletinas 1"x1/8" para anclaje
Remaches
Clavos HILTI
kg
m2
kg
U
U
U
U
Kg
U
Gbl
lb
U
U
U
Kg
Gal
Gal
m2
U
Gbl
kg
U
U
Precio
Cantidad
Unitario
1,50
4,40
0,50
0,02
0,35
0,80
0,60
3,25
3,75
10,67
1,00
Costo
48
0,4
4
16
2
48
4
2,5
3
1
0,05
72,00
10,56
2,00
0,24
0,70
38,40
2,40
8,13
11,25
10,67
0,05
12,80
12
3,26
2
3,75
1
3,25
0,5
14,90
0,25
4,50
0,25
25,00
0,5
3,50
12
18,89
3
0,50
4
0,02
16
0,35
2
Subtotal Costo de Materiales
153,60
6,52
3,75
1,63
3,73
1,13
12,50
42,00
56,67
2,00
0,24
0,70
440,85
Costos de materiales.
CALEFACCION POR AIRE (2*2)
PRECIO
Calefacción en impulso
Calefacción en retorno
Ventilación en restaurante.
extracción en cocina
Accesorios.
Total
46.912
34.642
4.692
6.284
441
92.971
Costos de mano de obra para el sistema de calefacción por aire para dos pisos.
Mano de obra calefacción por aire. Dos Pisos
PERSONAL (CATEGORIA)
N/Personal
Ingeniero
Ayudante
Instalador
Soldador
Electricista
Total.
Salario
Real/Hora
Horas/Hombre
1
1
2
1
1
8
8
8
4
4
1,78
1,51
1,94
2,03
1,78
Costo
Subtotal/Piso.
Costo
Total/Edificio.
427,20
362,40
931,20
243,60
213,60
1.964,40
7689,6
6523,2
16761,6
4384,8
3844,8
35.359,20
Costos de equipos y herramientas para el sistema de calefacción por aire para
dos pisos.
EQUIPOS MENOR - CALEFACCION POR AIRE.
Costo
Horas/Equipo Costo/Hora
Subtotal
Costo obra
Equipo/H
Herramienta menor
0,10
4
0,40
12
36
Taladro de Mano
0,15
4
0,60
18
54
Soldadora eléctrica
0,54
3
1,62
48,6
145,8
Descripción
Total
2,62
78,60
235,80
Criterio de ingeniería para el sistema de calefacción por aire por dos pisos.
COSTO
Criterio de ingeniería
VALOR
12.857
Costo total del proyecto
127
CALEFACCIÓN POR AIRE (2*2)
PRECIO
EQUIPO E INSTALACION
92.971,16
MANO DE OBRA
35.359,20
EQUIPO MENOR
235,80
CRITERIO DE INGENIERÍA
12.857
TOTAL
141.422,76
Entonces el presupuesto que se genera por equipo, tanto para la climatización,
ventilación para restaurante y extracción en la cocina es de ciento cuarenta y un mil
cuatrocientos veinte y dos dólares con setenta y seis centavos.
SISTEMA DE CALEFACCIÓN POR AGUA.
Costos de materiales para el sistema de calefacción por agua.
128
HOTEL ZEUS.
SISTEMA DE CALEFACCIÓN POR AGUA.
PRESUPUESTO REFERENCIAL
DESCRIPCIÓN
1. SISTEMA DE CALEFACCIÓN POR AGUA.
CALDERA BRYAN DR 350W (82kW), INCLUYE QUEMADOR Y
ACCESORIOS.
INSTALACIÓN CALDERA BRYAN DR 350W (82kW), INCLUYE
QUEMADOR Y ACCESORIOS.
DUBAL 80(frontal aberturas), 9 elementos
DUBAL 60(frontal aberturas),14 elementos
DUBAL 70(frontal aberturas), 9 elementos
DUBAL 60(frontal aberturas), 12 elementos
INSTLACION DE RADIADORES DUBAL
REDUCCIONES 1" x 3/4"
PURGADOR AUTOMATICO 1"D.ROSCA DERECHA(EMBALADOS
EN CAJAS DE 10 u.),
TAPONES 1" DB
SOPORTE DE PIE 100/JPARA RADIADOR JET y ALIS
(EMBALADOS EN CAJAS DE 25 u.)
SOPORTE DE EMPOTRAR 73 A
LLAVE MONOGIRO NT 3/4" recta
DETENTOR 3/4" recto
TUBERÍA DE POPLIPROPLILENO CON AISLAMIENTO 32mmx3
TUBERÍA DE POPLIPROPLILENO CON AISLAMIENTO 25mmx2,5
TUBERÍA DE POPLIPROPLILENO CON AISLAMIENTO 20mmx2
TUBERÍA DE POPLIPROPLILENO CON AISLAMIENTO 16mmx2
CODOS 32
CODOS 25
CODOS 15
TE 32
TE 25
TE 20
TE 16
VASO DE EXPANCIÓN 35 LTROS SOPORTE COMPLETO PARA
VASOS SENCILLAS PARA SISTEMAS DE CALEFACCIÓN
BOMBAS
INDIVIDUAL. SERIE GRAINGER
RESTAURANTE:
CAJA DE VENTILACIÓN EXTRACCIÓN Mod. CVB-270/200, Cap. 2,000
CFM@0,24"SP
INSTALACIÓN DE UNA CAJA DE VENTILACIÓN Mod. CVB-270/200, Cap.
2,000 CFM@0,24"SP
CAJA DE VENTILACIÓN IMPULSIÓN Mod. CVB-270/200, Cap. 3,000
CFM@0,48"SP
INSTALACIÓN DE UNA CAJA DE VENTILACIÓN Mod. CVB-270/200, Cap.
3,000 CFM@0,48"SP
REJILLAS DE IMPULSIÓN MOD. AMT 16X 18
REJILLAS DE EXTRACCIÓN 8X8
SUMINISTRO E INSTALACIÓN DE DUCTOS REFORZADOS DE TOL
GALVANIZADO SIN AISLAMIENTO.
LOUVERS DE 900x400mm 200mm EN TOL GALVANIZADO
PORTAFILTROS DE 16"X16" EN TOL GALVANIZADO
FILTROS METÁLICOS Mabel 0,16m2
COCINA
EXTRACTOR DE COCINA MOD. CENTRIFUGAL EXHAUST CUBE-420
CAP. 21000 m3/h
INSTALACIÓN DE UN EXTRACTOR DE COCINA MOD. CENTRIFUGAL
EXHAUST CUBE-420 CAP. 21000 m3/h INCLUYE ACCESORIOS.
FILTRO SEPARADOR 50 mm. INOX. AISI 430
UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO
U
P.TOTAL
1,00
8.473,42
8.473,42
U
1,00
2.000,00
2.000,00
U
U
U
U
U
U
30,00
10,00
6,00
2,00
2,00
12,00
382,94
441,47
337,47
378,41
65,00
25,70
11.488,20
4.414,70
2.024,82
756,82
130,00
308,40
C
5,00
13,80
69,00
U
50,00
1,54
77,00
C
4,00
14,06
56,24
U
U
U
L(m)
L(m)
L(m)
L(m)
U
U
U
U
U
U
U
U
100,00
48,00
48,00
12,00
16,00
48,00
136,00
12,00
2,00
4,00
4,00
6,00
4,00
7,00
1,00
1,56
34,89
24,99
16,14
11,58
8,48
6,37
7,55
6,35
4,30
10,10
9,11
7,50
6,61
132,74
156,00
1.674,72
1.199,52
193,68
185,28
407,04
866,32
90,60
12,70
17,19
40,41
54,68
30,00
46,30
132,74
U
1,00
487,46
487,46
U
1,00
644,60
644,60
U
1,00
231,25
231,25
U
1,00
847,80
847,80
U
1,00
231,25
231,25
U
U
2,00
4,00
27,50
41,22
55,00
164,86
Kg
295,30
4,50
1.327,82
U
U
U
1,00
2,00
1,00
897,00
133,75
25,40
897,00
267,50
25,40
U
1,00
5.680,05
5.680,05
U
1,00
432,50
432,50
U
2,00
85,67
SUBTOTAL
171,34
46.369,61
Costos por accesorios.
129
MATERIALES (incluye costo de transporte)
Aislamiento.
Abrazaderas
Remaches
Teflón
Permatex
Clavos de anclaje
Material Menudo de Instalacion
Ventilación - extracción.
Angulo 1 1/2"X1/8"
Disco de Corte 7"
Disco de Desbaste 7"
Electrodos 6011
Anticorrosivo Negro Mate
Thiñer Laca
Lona Flexible
Pernos Hylty 2 1/2"x3/8"
m2
U
U
U
U
U
Gbl
Precio
Unitario
4,40
0,50
0,02
0,35
0,80
0,60
10,67
U
U
U
Kg
Gal
Gal
m2
U
12,80
3,26
3,75
3,25
14,90
4,50
25,00
3,50
Material Menudo de Instalacion
Gbl
18,89
Descripción
Unidad
Pletinas 1"x1/8" para anclaje
Remaches
Clavos HILTI
Cantidad
Costo
0,4
4
16
150
80
10
1
10,56
2,00
0,24
52,50
64,00
6,00
10,67
12
2
1
0,5
0,25
0,25
0,5
12
153,60
6,52
3,75
1,63
3,73
1,13
12,50
42,00
3
kg
0,50
4
U
0,02
16
U
0,35
2
Subtotal Costo de Materiales
56,67
2,00
0,24
0,70
430,42
Costos de materiales.
COSTO
Calefacción por agua
Ventilación en restaurante
Extracción en cocina
Accesorios
TOTAL
VALOR
46.369,61
4.692,00
6.284,00
430,42
57.776,03
Costos de mano de obra para el sistema de calefacción por agua.
MANO DE OBRA CALEFACCIÓN POR AGUA.
PERSONAL (CATEGORIA)
N/Personal Salario Real Horas/Hombre Costo Subtotal
Ingeniero
1
1,78
8
1281,6
Ayudante
7
1,51
8
7610,4
Instalador
7
1,94
8
9777,6
Soldador
1
2,03
4
730,8
Electricista
1
2,03
4
730,8
Total:
20.131,20
Costos de equipos y herramientas para el sistema de calefacción por agua.
Descripción
Herramienta menor
Taladro de Mano
Soldadora eléctrica
EQUIPOS MENOR - CALEFACCIÓN POR AGUA
Costo
Horas/Equipo Costo/Hora
Subtotal
Costo obra
Equipo/H
0,10
4
0,40
12
36
0,15
4
0,60
18
54
0,54
3
1,62
48,6
145,8
Total
2,62
78,60
235,80
Criterio de ingeniería para el sistema de calefacción por agua.
COSTO
VALOR
Criterio de ingeniería
6717
130
Costo total del proyecto
COS TO
EQUIPO E INSTALACIÓN
PRECIO
46.800,03
M ANO DE OBRA
20.131,20
EQUIPO M ENOR
CRITERIO DE INGENIERÍA
TOTAL
235,80
6717
73.883,71
Entonces el presupuesto que se genera por equipo, tanto para la climatización,
ventilación para restaurante y extracción en la cocina es de setenta y tres mil
ochocientos ochenta y tres dólares con setenta y un centavos.
Consumo eléctrico.
El consumo eléctrico para los tres sistemas se detalla a continuación.
TABLA 45: Resumen
de consumo eléctrico.
TOTAL KW (AIRE 1 EN 1)
208/1/60
TOTAL KW
0,00
208/3/60
TOTAL KW
91,00
230/3/60
TOTAL KW
0,74
TOTAL KW (AIRE 2 EN 2)
208/1/60
208/3/60
230/3/60
TOTAL KW
TOTAL KW
TOTAL KW
87,30
4,00
0,74
TOTAL KW (AGUA)
208/1/60
TOTAL KW
0,00
4.3
208/3/60
TOTAL KW
86,00
230/3/60
TOTAL
KW
2,00
ALTERNATIVA ECONÓMICA FINAL.
La realización de la obra se la estima para un tiempo de 3 meses con los siguientes
costos por presupuesto de calefacción y consumo eléctrico aproximados debido a la
valoración y análisis técnico de producción descrito se comprobó que la alternativa
más favorable para el proyecto es el sistema de climatización por agua, como se
indica en las tablas.
Factor objetivo.- Con el propósito de establecer una comparación entre los tres
sistemas se da una calificación cuantitativa en una escala del 1 al 10.
FACTOR OBJETIVO
FACTOR CUALITATIVO
UTILIDAD FACTOR U
Aire piso por piso
Aire por dos piso
Por agua.
6
7
9
22
0,27273
0,31818
0,40909
131
Factor Subjetivo.
INVERSIÓN 1/INVERSIÓN
137195
7,2889E-06
141423 7,07099E-06
73883 1,35349E-05
2,78948E-05
FACTORES SUBJETIVOS
FACTOR I DEMANDA FACTOR D COSTO DE MANT. FACTOR CM
0,38
6
0,250
5
0,294
0,32
8
0,333
4
0,235
0,30
10
0,417
8
0,471
24
17
Factor objetivo y subjetivo.
F.O
F.S
2
0,66
1
0,33
Grado de importancia.
GRADO DE IMPORTANCIA
INVERSIÓN DEMANDA COSTO MANT.
0,35
0,25
0,15
0,5
0,35
0,22
0,2
0,13
0,05
Porcentaje de cada factor de importancia.
PORCENTAJE DE CADA FACTOR DE IMPORTANCIA
F.Q INVERSIÓN DEMANDA COSTO MANT. F. IMPORTANCIA % PRODUCCIÓN
PISO POR PISO 0,18
0,05833
0,04167
0,02500
0,33
27,73
POR DOS PISOS 0,21
0,08333
0,05833
0,03667
0,30
25,21
POR AGUA
0,27
0,03333
0,02167
0,00833
0,56
47,06
1,19
TABLA 46: Resumen de presupuestos.
132
4.4 MANTENIMIENTO EN LAS INSTALACIONES.
El RITE, en lo que se refiere al mantenimiento de las instalaciones, establece un
programa de mantenimiento preventivo de la instalación, distinguiendo para la
periodicidad de las operaciones de mantenimiento entre instalaciones con potencia
mayor o menor de 70 kW.
Se adjunta a continuación una tabla con las operaciones de mantenimiento, así como
su periodicidad, relativas a los conductos y elementos afines de las instalaciones que
aparece en el apartado ITE 08.1.3., titulado “Operaciones de mantenimiento”:
TABLA Nº 47: RITE Mantenimiento de instalaciones.
s: una vez cada semana; m: una vez al mes, la primera al inicio de la temporada; t:
una vez por temporada (año); 2 t: dos veces por temporada (año), una al inicio de
la misma y otra a la mitad del período de uso, siempre que haya una diferencia
mínima de 2 meses entre ambas.
Limpieza de ductos para el restaurante.
Este ítem está basado en el “Manual de prácticas recomendadas para la inspección,
apertura, limpieza, cierre y puesta en servicio de los conductos para la distribución de
133
aire en lana de vidrio”, editado por la Asociación Norteamericana de Fabricantes de
Aislamiento (NAIMA).
El procedimiento para la operación de limpieza de los conductos se desglosa en:
-
Inspección del sistema de aire acondicionado y evaluación para determinar si
existe necesidad de limpiar los conductos y, en caso positivo, acciones a
seguir.
-
En caso necesario, apertura de los conductos para su limpieza.
-
Métodos de limpieza.
-
Cierre de los conductos después de la limpieza, inspección final y puesta en
funcionamiento.
a) Inspección de la instalación.
La limpieza de la red de conductos puede ser costosa e ineficaz para resolver el
problema de la calidad del aire interior si la fuente de la contaminación está en otra
parte. Por esa razón, antes de tomar la decisión de limpiar los conductos, deben de
investigarse completamente todas las causas potenciales del problema, realizando un
chequeo total del ambiente interior y de la instalación de aire acondicionado en el
caso de que este análisis nos dirija hacia la misma. Según Norma UNE 100012
RITE indica: “las redes de conductos deben estar
equipadas con aperturas de servicio de acuerdo a lo
indicado en la norma UNE-EN 12097 para permitir las
operaciones de limpieza y desinfección”.
134
CAPÍTULO V.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
5.1
CONCLUSIONES.
Mediante un análisis detallado durante todo el proceso de diseño se puede concluir lo
siguiente:
Los Sistemas de Ventilación y Climatización de cada uno de los ambientes, han
sido estimado de acuerdo a las consideraciones, indicadas por la Asociación
Americana de Aire Acondicionado y Refrigeración ASHRAE, Sheet Metal And
Air
Conditioning
Contractors
National
Association
SMACNA,
RITE
Reglamento de instalaciones térmicas en los edificios, de tal forma de poder
cubrir en un alto porcentaje las necesidades futuras de los propietarios.
Los equipos del sistema aire–aire no tienen control de operación individual, por
lo que el consumo energético aumenta mientras, el sistema agua–aire puede ser
controlado mediante llaves de reglaje permitiendo su utilización solo en
dormitorios ocupados.
Se ha diseñado y seleccionado un sistema de climatización para el Hotel Zeus,
analizando tres tipos de sistemas, aire-aire, agua-aire y caudal de refrigerante
variable.
Mediante el programa Autodesk Building Systems se esquematizaron (2D y
3D) los planos de instalación en los tres sistemas analizados.
135
Para seleccionar los equipos se debe tomar en cuenta el coeficiente de confort,
Sp corregido por altitud.
La mejor alternativa de diseño es el sistema de calefacción por agua demostrada
mediante
una
comparación
económica,
de
instalación,
operación
y
mantenimiento.
En lo que respecta a los servicios del Hotel este cuenta con un restaurante que en
horas pico llega a temperaturas de 28 ºC razón por la que se tubo la necesidad de
instalar el sistema de ventilación mecánica.
136
5.2 RECOMENDACIONES
Se recomienda asegurarse que la ubicación de los equipos tengan una sala de
maquinas amplia que facilite el mantenimiento.
Para un control de temperatura adecuado se recomienda al usuario utilizar el
segundo reglaje.
Los radiadores deberán, siempre que sea posible colocarse debajo de las
ventanas, sin ningún elemento que pueda impedir la convección del aire en la
habitación (cortinas, elementos decorativos, etc).
La entrada del agua del radiador siempre debe efectuarse por la parte superior y
la salida por la inferior, si la longitud del radiador supera los 25 elementos es
conveniente que la entrada y la salida sea en el mismo lado, tomando en cuenta
la consideración citada.
Nuestro caso es la instalación con varios anillos bitubulares (varias plantas), se
debe instalar purgadores en todos los emisores de la última planta, los mismos
que se colocarán en uno de los tapones superiores de los emisores, así se evitará
que pueda generarse corrosión en las tuberías y dificultar la llegada de agua a
algunos radiadores.
El vaso de expansión cerrado se colocará preferentemente en la tubería de
retorno y del lado de la aspiración de la bomba de recirculación, se colocará de
forma que no puedan formarse bolsas de aire.
137
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Tuberías UPONOR wirsbo- evalPEX
[2] DATOS TÉCNICOS ASHRAE. CAP.25
[3] Elementos Básicos de Aire Acondicionado. Peragallo Raúl.
[4] Datos tomados del Aeropuerto del Ejército Riobamba.
[5] RITE 0.2.2.2 denominada “Calidad del aire interior y ventilación”, UNE – 100
011 la cual nos indica que para comedores públicos se requiere un caudal de aire de
10 litros/segundos por persona o 6 litros/segundo por m2 de superficie.
[6] Catálogo Salvador Escoda. 2da Edición. Pág. 100
[7] Catálogo Salvador Escoda. 2da Edición. Pág. 40
[8] Ecuación. Apuntes Termodinámica I. Ing. Rodolfo Santillán.
[9] Las mismas condiciones del capítulo 3.3.1
[10] Las mismas condiciones del capítulo 3.3.1
[11] Calefacción Manuel Roca, 2004 pág. 19 tema 4.
[12] Normas RITE que expresa lo siguiente es conveniente dimensionar las tuberías
de modo que la pérdida de carga lineal no supere los 20 mmca/m, habitualmente
entre 10 y 15 mmca/m; en estas condiciones, las velocidades siempre serán inferiores
a 2 m/s.
[13] Valores que se obtienen de catálogo caldera Compact A.
138
BIBLIOGRAFIA.
PERAGALLO, R. Elementos Básicos de Aire Acondicionado. Madrid: Paraninfo,
S.A. 1979
PITA, E. Acondicionamiento de Aire Principios y Sistemas. 2da.ed. México:
Continental, S.A. 2003.
GRIMM, N. Manual de Diseño de Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado.
Madrid: Interamericana de España, S.A. 1996.
CARRIER AIR CONDITIONING COMPANY. Manual de Aire Acondicionado.
Barcelona: Marcombo, S.A. 1996.
HERNÁNDEZ, G. Fundamentos de Aire Acondicionado y Refrigeración. México:
Limusa, S.A. 2003.
HOLMAN, P. Transferencia de Calor. México: Continental, S.A. 1996.
WIRSBO.
Cálculo de una Instalación de Calefacción por Radiadores. Madrid:
Interamericana de España, S.A. 2007.
SAVIOLI, C. Instalaciones Termomecánicas. Madrid: Espacio Editorial. 1976.
SMACNA.
HVAC Duct Construction Standars Metal and Flexible. Virginia:
SMACNA. 1985.
VALENZUELA, R. Apuntes de Aire Acondicionamiento y Ventilación Industrial.
Riobamba: Docucentro. 2003.
VALENZUELA, R. Apuntes de Transferencia de Calor. Riobamba: Docucentro.
2003.
ASHRAE. Fundamentals. Madrid: Index. 1988.
139
ANEXOS.
140
1. Coeficiente total de transferencia de calor para techos.
2. Coeficiente total de transferencia de calor para paredes.
3. Coeficiente total de transferencia de calor para cristales.
141
4. Ventilación requerida por personas.
142
5. Carta Psicométrica – Humedad específica.
143
6. Factor de corrección por fricción.
144
7. Nomograma de pérdida de carga – caudal – velocidad.
145
8. Factor de fricción en ductos rectangulares.
146
147
9. Velocidad recomendada en ductos.
10. Coeficiente de pérdida de carga (Co) ASHRAE.
148
11. Factor de fricción en ductos flexibles.
149
12. Operación de mantenimiento para potencias mayores y menores 70 Kw.
Operación
1 Limpieza de los ductos
2 Limpieza de los difusores
3 Comprobación y limpieza, si procede, de circuito de humos de calderas
4 Comprobación y limpieza, si procede, de conductos de humos de chimenea
5 Limpieza del quemador de la caldera
6 Revisión del vaso de expansión
7 Revisión de los sistemas de tratamiento de agua
8 Comprobación de estanqueidad de cierre entre quemador y caldera
9 Revisión general de calderas de gas
10 Comprobación de niveles de agua en circuitos
11 Comprobación de estanqueidad de circuitos de tuberías
12 Comprobación de estanqueidad de válvulas de interceptación
13 Comprobación de tarado de elementos de seguridad
14 Revisión y limpieza de filtros de agua
15 Revisión y limpieza de filtros de aire
16 Revisión de radiador
17 Revisión de unidades terminales agua-aire
18 Revisión de unidades terminales de distribución de aire
19 Revisión y limpieza de unidades de impulsión y retorno de aire
20 Revisión de equipos autónomos
21 Revisión de bombas y ventiladores
Periodicidad
≤ 70 kW > 70 kW
t
t
t
t
t
2t
t
2t
t
m
t
m
t
m
t
m
t
t
t
m
t
2t
m
2t
t
m
t
t
2t
t
2t
t
t
t
2t
m
13. Resumen de cálculos.
150
14. Cotización según SEING.
HOTEL ZEUS INTERNACIONAL.
SISTEMA DE CALEFACCION POR AIRE POR UN PISO.
DESCRIPCION
UNIDAD
CANTIDAD P. UNITARIO
P.
TOTAL
EQUIPO - INSTALACIÓN
1. SISTEMA DE CALEFACCION POR AIRE. PISO POR PISO (EQUIPO E INSTALACION)
CALEFACTOR
50000BTU/H"GOODMAN"-CPG-USA,
Cap.
2,465
CFM@0,75"SP
INSTALACION DE UN CALEFACTOR 50000BTU/H"GOODMAN"-CPGUSA, Cap. 2,465 CFM@0,75"SP
VENTILADOR
CENTRIFUGO
BSQ-120-LMDX-QD
2563
CFM,
INCLUYE ACCESORIOS, 0,75" SP
INSTALACION DE UN VENTILADOR CENTRIFUGO BSQ-120-LMDXQD 2500 CFM, INCLUYE ACCESORIOS
DAMPER FIRE DE 20"x12"
DAMPERS DE PRESION 8"
MANGUERA FLEXIBLE CON AISLAMIENTO DIAM. 8"
DIFUSORES DE SUMINISTRO DE 10" X 10" MOVILES DE 4 VIAS .
DIFUSORES DE SUMINISTRO DE 8" X 8" MOVILES DE 4 VIAS .
SUMINISTRO E INSTALACION DE DUCTOS DE TOL GALVANIZADO
AISLADOS
LOUVERS DE 400x400mm 200mm EN TOL GALVANIZADO
RETORNO
VENTILADOR
CENTRIFUGO
BSQ-140-LMDX-QD
2650
CFM,
INCLUYE ACCESORIOS, 0,5 SP
INSTALACION DE UN VENTILADOR CENTRIFUGO BSQ-140-LMDXQD 2650 CFM, INCLUYE ACCESORIOS
SUMINISTRO E INSTALACION DE DUCTOS DE TOL GALVANIZADO
AISLADOS
MANGUERA FLEXIBLE CON AISLAMIENTO DIAM. 8"
MANGUERA FLEXIBLE CON AISLAMIENTO DIAM. 10"
DAMPERS DE PRESION 10"
DAMPERS DE PRESION 12"
REJILLAS DE EXTRACCION DE 6"x14" MOD. RA-A
REJILLAS DE EXTRACCION DE 12"x12" MOD. RA-A
RESTAURANTE:
CAJA DE VENTILACION EXTRACCION Mod. CVB-270/200, Cap. 2,000
CFM@0,24"SP
INSTALACION DE UNA CAJA DE VENTILACION Mod. CVB-270/200,
Cap. 2,000 CFM@0,24"SP
CAJA DE VENTILACION IMPULSION Mod. CVB-270/200, Cap. 3,000
CFM@0,48"SP
INSTALACION DE UNA CAJA DE VENTILACION Mod. CVB-270/200,
Cap. 3,000 CFM@0,48"SP
REJILLAS DE IMPULSION MOD. AMT 16X 18"
REJILLAS DE EXTRACCION 8X10"
SUMINISTRO E INSTALACION DE DUCTOS REFORZADOS DE TOL
GALVANIZADO SIN AISLAMIENTO.
LOUVERS DE 900x400mm 200mm EN TOL GALVANIZADO
PORTAFILTROS DE 16"X16" EN TOL GALVANIZADO
FILTROS METALICOS Mabel 0,16m2
COCINA
EXTRACTOR DE COCINA MOD. CENTRIFUGAL EXHAUST CUBE-420
CAP. 21000 m3/h
INSTALACION
DE
UN
EXTRACTOR
DE
COCINA
MOD.
CENTRIFUGAL EXHAUST CUBE-420 CAP. 21000 m3/h INCLUYE
ACCESORIOS.
FILTRO SEPARADOR DE LAMAS 50 mm. INOX. AISI 430
U
6,0
1.330,6
7.983,4
U
6,0
700,0
4.200,0
U
6,0
1.128,8
6.772,6
U
6,0
186,0
1.116,0
U
U
m
U
U
6,0
48,0
150,0
12,0
36,0
528,6
140,5
9,6
21,4
17,6
3.171,7
6.744,0
1.443,8
257,1
635,0
Kg
1.597,6
5,6
8.947,5
U
6,0
386,4
2.318,3
U
6,0
1.126,6
6.759,3
U
6,0
186,0
1.116,0
Kg
2.551,0
5,6
14.286,9
m
m
U
U
U
U
81,0
25,0
24,0
24,0
36,0
12,0
9,6
10,7
172,5
207,0
41,2
26,6
780,0
268,3
4.140,0
4.968,0
1.483,8
318,8
U
1,00
644,60
644,60
U
1,00
231,25
231,25
U
1,00
847,80
847,80
U
1,00
231,25
231,25
U
U
2,00
4,00
27,50
41,22
55,00
164,86
Kg
295,30
4,50
1.327,82
U
U
U
1,00
2,00
1,00
897,00
133,75
25,40
897,00
267,50
25,40
U
1,0
5.680,1
5.680,1
U
1,0
432,5
432,5
U
2,0
85,7
SUBTOTAL
171,3
88.686,8
151
MANO DE OBRA CALEFACCION POR AIRE
PERSONAL (CATEGORIA)
N/Personal
Ingeniero
Ayudante
Instalador
Soldador
Electricista
Total.
1
1
2
1
1
Costo
Mano Obra
1,78
1,51
1,94
2,03
1,78
Costo
Total/Piso.
N/horas
8
8
8
4
4
Costo Total/Edificio.
427,20
362,40
931,20
243,60
213,60
1.964,40
7689,6
6523,2
16761,6
4384,8
3844,8
35.359,20
EQUIPO MENOR - CALEFACCION POR AIRE.
Descripción
Costo Equipo/H
Herramienta menor
Taladro de Mano
Suelda eléctrica
N/horas
0,10
0,15
0,54
Total.
4
4
3
Total
Mensual
Costo obra
0,40
0,60
1,62
12
18
48,6
36
54
145,8
2,62
78,60
235,80
MATERIALES (incluye costo de transporte)
Descripción
Lámina de tol galvanizado
Duct Aislamiento.
Pletinas 1"x1/8" para anclaje
Remaches
Clavos HILTI
Caja de tol galvanizado de 8"x8"con salida de 8" para manguera
Caja de tol galvanizado de 12"x12"
Electrodos 6011
Disco de Desbaste 7"
Material Menudo de Instalacion
Alambre Galvanizado N.16
Ventilación - extracción.
Angulo 1 1/2"X1/8"
Disco de Corte 7"
Disco de Desbaste 7"
Electrodos 6011
Anticorrosivo Negro Mate
Thiñer Laca
Lona Flexible
Pernos Hylty 2 1/2"x3/8"
Material Menudo de Instalacion
Pletinas 1"x1/8" para anclaje
Remaches
Clavos HILTI
Unidad
kg
m2
kg
U
U
U
U
Kg
U
Gbl
lb
U
U
U
Kg
Gal
Gal
m2
U
Gbl
kg
U
U
Precio
Unitario
1,50
4,40
0,50
0,02
0,35
0,80
0,60
3,25
3,75
10,67
1,00
Cantidad
Costo
48
0,4
4
16
2
48
4
2,5
3
1
0,05
72,0
10,6
2,0
0,2
0,7
38,4
2,4
8,1
11,3
10,7
0,1
12,80
12
3,26
2
3,75
1
3,25
0,5
14,90
0,25
4,50
0,25
25,00
0,5
3,50
12
18,89
3
0,50
4
0,02
16
0,35
2
Total Costo de Materiales
153,6
6,5
3,8
1,6
3,7
1,1
12,5
42,0
56,7
2,0
0,2
0,7
440,8
COSTO
VALOR
MATERIALES
89.127,59
MANO DE OBRA
35.359,20
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
235,80
CRITERIO DE INGENIERÍA
12.472,20
TOTAL
137.194,79
152
HOTEL ZEUS INTERNACIONAL.
SISTEMA DE CALEFACCION POR AIRE EN DOS PISO.
DESCRIPCION
UNIDAD
EQUIPO - INSTALACION
1. SISTEMA DE CALEFACCION POR AIRE. (EQUIPO E INSTALACION)
CALEFACTOR 180000BTU/H"GOODMAN"-GMP050-USA, Cap. 4600
U
CFM@0,75"SP
INSTALACION DE UN CAELFACTOR 180000BTU/H"GOODMAN"GMP050-USA, Cap. 2,610 CFM@0,75"SP
VENTILADOR CENTRIFUGO BSQ-160 4600 CFM, INCLUYE
ACCESORIOS
INSTALACION DE UN VENTILADOR CENTRIFUGO BSQ-160 4600
CFM, INCLUYE ACCESORIOS
DAMPER FIRE DE 22"x12"
DAMPERS DE PRESION 8"
MANGUERA FLEXIBLE CON AISLAMIENTO DIAM. 10"
DIFUSORES DE SUMINISTRO DE 12" X 12" CTM
DIFUSORES DE SUMINISTRO DE 8" X 8" .RTM
SUMINISTRO E INSTALACION DE DUCTOS DE TOL GALVANIZADO
AISLADOS
LOUVERS DE 800x400mm 200mm EN TOL GALVANIZADO
RETORNO
VENTILADOR CENTRIFUGO BSQ-160 4504 CFM, INCLUYE
ACCESORIOS
INSTALACION DE UN VENTILADOR CENTRIFUGO BSQ-160 4504
CFM, INCLUYE ACCESORIOS
SUMINISTRO E INSTALACION DE DUCTOS DE TOL GALVANIZADO
AISLADOS
MANGUERA FLEXIBLE CON AISLAMIENTO DIAM. 10"
MANGUERA FLEXIBLE CON AISLAMIENTO DIAM. 12"
DAMPERS DE PRESION 10"
DAMPERS DE PRESION 12"
REJILLAS DE EXTRACCION DE 6"x14" MOD. RA-A
REJILLAS DE EXTRACCION DE 12"x12" MOD. RA-A
RESTAURANTE:
CAJA DE VENTILACION EXTRACCION Mod. CVB-270/200, Cap. 2,000
CFM@0,24"SP
INSTALACION DE UNA CAJA DE VENTILACION Mod. CVB-270/200,
Cap. 2,000 CFM@0,24"SP
CAJA DE VENTILACION IMPULSION Mod. CVB-270/200, Cap. 3,000
CFM@0,48"SP
INSTALACION DE UNA CAJA DE VENTILACION Mod. CVB-270/200,
Cap. 3,000 CFM@0,48"SP
REJILLAS DE IMPULSION MOD. AMT 16X 18
REJILLAS DE EXTRACCION 8X8
SUMINISTRO E INSTALACION DE DUCTOS REFORZADOS DE TOL
GALVANIZADO SIN AISLAMIENTO.
LOUVERS DE 900x400mm 200mm EN TOL GALVANIZADO
PORTAFILTROS DE 16"X16" EN TOL GALVANIZADO
FILTROS METALICOS Mabel 0,16m2
COCINA
EXTRACTOR DE COCINA MOD. CENTRIFUGAL EXHAUST CUBE-420
CAP. 21000 m3/h
INSTALACION DE UN EXTRACTOR DE COCINA MOD.
CENTRIFUGAL EXHAUST CUBE-420 CAP. 21000 m3/h INCLUYE
ACCESORIOS.
FILTRO SEPARADOR 50 mm. INOX. AISI 430
CANTIDAD
P.UNITARIO
P.TOTAL
3,00
4.091,04
12.273,12
U
3,00
700,00
2.100,00
U
3,00
2.464,94
7.394,82
U
3,00
276,00
828,00
U
U
m
U
U
3,00
48,00
150,00
28,00
20,00
535,99
140,50
9,63
21,43
17,64
1.607,97
6.744,00
1.443,75
600,01
352,78
Kg
1.607,18
5,60
9.001,01
U
6,00
756,00
4.536,00
U
3,00
2.464,94
7.394,82
U
3,00
276,00
828,00
Kg
2.582,00
5,60
14.460,49
m
m
U
U
U
U
81,00
25,00
24,00
24,00
36,00
12,00
9,63
10,73
172,50
207,00
41,22
26,57
780,03
268,25
4.140,00
4.968,00
1.483,78
318,78
U
1,00
644,60
644,60
U
1,00
231,25
231,25
U
1,00
847,80
847,80
U
1,00
231,25
231,25
U
U
2,00
4,00
27,50
41,22
55,00
164,86
Kg
295,30
4,50
1.327,82
U
U
U
1,00
2,00
1,00
897,00
133,75
25,40
897,00
267,50
25,40
U
1,00
5.680,05
5.680,05
U
1,00
432,50
432,50
U
2,00
85,67
SUBTOTAL
171,34
92.500,0
153
PERSONAL (CATEGORIA)
Ingeniero
Ayudante
Instalador
Soldador
Electricista
Total.
Mano de obra calefacción por aire. Dos Pisos
Costo
N/Personal
Mano
N/horas
Obra
1
1,78
1
1,51
2
1,94
1
2,03
1
1,78
Costo
Costo
Total/Piso. Total/Edificio.
8
8
8
4
4
427,20
362,40
931,20
243,60
213,60
1.964,40
7689,6
6523,2
16761,6
4384,8
3844,8
35.359,20
EQUIPOS MENOR - CALEFACCION POR AIRE.
Costo
Descripción
N/horas
Total.
Mensual
Costo obra
Equipo/H
Herramienta menor
0,10
4
0,40
12
36
Taladro de Mano
0,15
4
0,60
18
54
Suelda eléctrica
0,54
3
1,62
48,6
145,8
Total
2,62
78,60
235,80
MATERIALES (incluye costo de transporte)
Descripción
Unidad
Lámina de tol galvanizado
Duct Aislamiento.
Pletinas 1"x1/8" para anclaje
Remaches
Clavos HILTI
Caja de tol galvanizado de 8"x8"con salida de 8" para manguera
Caja de tol galvanizado de 12"x12"
Electrodos 6011
Disco de Desbaste 7"
Material Menudo de Instalacion
Alambre Galvanizado N.16
Ventilación - extracción.
Angulo 1 1/2"X1/8"
Disco de Corte 7"
Disco de Desbaste 7"
Electrodos 6011
Anticorrosivo Negro Mate
Thiñer Laca
Lona Flexible
Pernos Hylty 2 1/2"x3/8"
Material Menudo de Instalacion
Pletinas 1"x1/8" para anclaje
Remaches
Clavos HILTI
kg
m2
kg
U
U
U
U
Kg
U
Gbl
lb
CALEFACCION POR AIRE (2*2)
12,80
3,26
3,75
3,25
14,90
4,50
25,00
3,50
18,89
0,50
0,02
0,35
Total Costo de Materiales
Costo
48
0,4
4
16
2
48
4
2,5
3
1
0,05
72,00
10,56
2,00
0,24
0,70
38,40
2,40
8,13
11,25
10,67
0,05
12
2
1
0,5
0,25
0,25
0,5
12
3
4
16
2
153,60
6,52
3,75
1,63
3,73
1,13
12,50
42,00
56,67
2,00
0,24
0,70
440,85
PRECIO
EQUIPO E INSTALACION
92.971,16
MANO DE OBRA
35.359,20
EQUIPO MENOR
235,80
CRITERIO DE INGENIERÍA
12.857
TOTAL
U
U
U
Kg
Gal
Gal
m2
U
Gbl
kg
U
U
Precio
Cantidad
Unitario
1,50
4,40
0,50
0,02
0,35
0,80
0,60
3,25
3,75
10,67
1,00
141.422,76
154
HOTEL ZEUS INTERNACIONAL.
SISTEMA DE CALEFACCION POR AGUA.
PRESUPUESTO REFERENCIAL
DESCRIPCION
1. SISTEMA DE CALEFACCION POR AGUA.
CALDERA BRYAN DR 350W (82kW), INCLUYE QUEMADOR Y
ACCESORIOS.
INSTALACION CALDERA BRYAN DR 350W (82kW), INCLUYE
QUEMADOR Y ACCESORIOS.
DUBAL 80(frontal aberturas), 9 elementos
DUBAL 60(frontal aberturas),14 elementos
DUBAL 70(frontal aberturas), 9 elementos
DUBAL 60(frontal aberturas), 12 elementos
INSTLACION DE RADIADORES DUBAL
REDUCCIONES 1" x 3/4"
PURGADOR AUTOMATICO 1"D.ROSCA DERECHA(EMBALADOS
EN CAJAS DE 10 u.),
TAPONES 1" DB
SOPORTE DE PIE 100/JPARA RADIADOR JET y ALIS
(EMBALADOS EN CAJAS DE 25 u.)
SOPORTE DE EMPOTRAR 73 A
LLAVE MONOGIRO NT 3/4" recta
DETENTOR 3/4" recto
TUBERIA DE POPLIPROPLILENO CON AISLAMIENTO 32mmx3
TUBERIA DE POPLIPROPLILENO CON AISLAMIENTO 25mmx2,5
TUBERIA DE POPLIPROPLILENO CON AISLAMIENTO 20mmx2
TUBERIA DE POPLIPROPLILENO CON AISLAMIENTO 16mmx2
CODOS 32
CODOS 25
CODOS 15
TE 32
TE 25
TE 20
TE 16
VASO DE EXPANCION 35 LTROS SOPORTE COMPLETO PARA
VASOS
BOMBAS SENCILLAS PARA SISTEMAS DE CALEFACCIÓN
INDIVIDUAL. SERIE GRAINGER
RESTAURANTE:
CAJA DE VENTILACION EXTRACCION Mod. CVB-270/200, Cap. 2,000
CFM@0,24"SP
INSTALACION DE UNA CAJA DE VENTILACION Mod. CVB-270/200, Cap.
2,000 CFM@0,24"SP
CAJA DE VENTILACION IMPULSION Mod. CVB-270/200, Cap. 3,000
CFM@0,48"SP
INSTALACION DE UNA CAJA DE VENTILACION Mod. CVB-270/200, Cap.
3,000 CFM@0,48"SP
REJILLAS DE IMPULSION MOD. AMT 16X 18
REJILLAS DE EXTRACCION 8X8
SUMINISTRO E INSTALACION DE DUCTOS REFORZADOS DE TOL
GALVANIZADO SIN AISLAMIENTO.
LOUVERS DE 900x400mm 200mm EN TOL GALVANIZADO
PORTAFILTROS DE 16"X16" EN TOL GALVANIZADO
FILTROS METALICOS Mabel 0,16m2
COCINA
EXTRACTOR DE COCINA MOD. CENTRIFUGAL EXHAUST CUBE-420
CAP. 21000 m3/h
INSTALACION DE UN EXTRACTOR DE COCINA MOD. CENTRIFUGAL
EXHAUST CUBE-420 CAP. 21000 m3/h INCLUYE ACCESORIOS.
FILTRO SEPARADOR 50 mm. INOX. AISI 430
UNIDAD CANTIDAD
U
P.
P.TOTAL
UNITARI
1,00
8.473,42
8.473,42
U
1,00
2.000,00
2.000,00
U
U
U
U
U
U
30,00
10,00
6,00
2,00
2,00
12,00
382,94
441,47
337,47
378,41
65,00
25,70
11.488,20
4.414,70
2.024,82
756,82
130,00
308,40
C
5,00
13,80
69,00
U
50,00
1,54
77,00
C
4,00
14,06
56,24
U
U
U
L(m)
L(m)
L(m)
L(m)
U
U
U
U
U
U
U
U
100,00
48,00
48,00
12,00
16,00
48,00
136,00
12,00
2,00
4,00
4,00
6,00
4,00
7,00
1,00
1,56
34,89
24,99
16,14
11,58
8,48
6,37
7,55
6,35
4,30
10,10
9,11
7,50
6,61
132,74
156,00
1.674,72
1.199,52
193,68
185,28
407,04
866,32
90,60
12,70
17,19
40,41
54,68
30,00
46,30
132,74
U
1,00
487,46
487,46
U
1,00
644,60
644,60
U
1,00
231,25
231,25
U
1,00
847,80
847,80
U
1,00
231,25
231,25
U
U
2,00
4,00
27,50
41,22
55,00
164,86
Kg
295,30
4,50
1.327,82
U
U
U
1,00
2,00
1,00
897,00
133,75
25,40
897,00
267,50
25,40
U
1,00
5.680,05
5.680,05
U
1,00
432,50
432,50
U
2,00
85,67
TOTAL
171,34
46.369,61
155
MANO DE OBRA CALEFACCION POR AGUA.
Costo Mano
PERSONAL (CATEGORIA)
N/Personal
N/horas
Obra
Ingeniero
1
1,78
8
Ayudante
7
1,51
8
Instalador
7
1,94
8
Soldador
1
2,03
4
Electricista
1
2,03
4
Total:
Descripción
Herramienta menor
Taladro de Mano
Suelda eléctrica
Costo
Total/Edificio.
1281,6
7610,4
9777,6
730,8
730,8
20.131,20
EQUIPOS MENOR - CALEFACCION POR AGUA
Costo
N/horas
Total.
Mensual
Equipo/H
0,10
4
0,40
12
0,15
4
0,60
18
0,54
3
1,62
48,6
Total
2,62
Costo/ obra
36
54
145,8
78,60
235,80
MATERIALES (incluye costo de transporte)
Descripción
Aislamiento.
Abrazaderas
Remaches
Teflón
Permatex
Clavos de anclaje
Material Menudo de Instalacion
Ventilación - extracción.
Angulo 1 1/2"X1/8"
Disco de Corte 7"
Disco de Desbaste 7"
Electrodos 6011
Anticorrosivo Negro Mate
Thiñer Laca
Lona Flexible
Pernos Hylty 2 1/2"x3/8"
Material Menudo de Instalacion
Pletinas 1"x1/8" para anclaje
Remaches
Clavos HILTI
COSTO
EQUIPO E INSTALACION
Unidad
m2
U
U
U
U
U
Gbl
Precio Unitario
4,40
0,50
0,02
0,35
0,80
0,60
10,67
U
12,80
U
3,26
U
3,75
Kg
3,25
Gal
14,90
Gal
4,50
m2
25,00
U
3,50
Gbl
18,89
kg
0,50
U
0,02
U
0,35
Total Costo de Materiales
Cantidad
0,4
4
16
150
80
10
1
Costo
10,56
2,00
0,24
52,50
64,00
6,00
10,67
12
2
1
0,5
0,25
0,25
0,5
12
3
4
16
2
153,60
6,52
3,75
1,63
3,73
1,13
12,50
42,00
56,67
2,00
0,24
0,70
430,42
PRECIO
46.800,03
MANO DE OBRA
20.131,20
EQUIPO MENOR
Criterio de ingeniería
TOTAL
235,80
6717
73.883,71
15. Catálogos de equipos.
156
PLANOS.
157