Auditoría de sistema de aire acondicionado para salas de computadores

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(1)AUDITORIA DE SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO PARA SALAS DE COMPUTADORES.. EDGAR ANDRES RAM OS SALCEDO.. UNIV ERSIDAD DE LOS ANDES. FACULTAD DE INGENIERÍA. DEPARTAM ENTO DE ING ENIERÍA M ECANICA. BOGOTA D.C. ENERO DE 2008..

(2) AUDITORIA DE SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO PARA SALAS DE COMPUTADORES.. Edgar Andrés Ramos Salcedo. Trabajo de gr ado para opt ar al tít ulo de Ingeniero M ecánico.. Asesor: Dr . Gregorio Orlando Porras Re y.. UNIV ERSIDAD DE LOS ANDES. FACULTAD DE INGENIERÍA. DEPARTAM ENTO DE ING ENIERÍA M ECANICA. BOGOTA D.C. ENERO DE 2008..

(3) “A mis padres Edgar Ramos Calderón y Li sle Salcedo de Ramos, por darme apoyo, la formación moral y espiritual, y las herramientas necesarias para desarrollarme como persona de bien a lo largo camino de la vida, y a Natalia Cardona Álvarez, por darme su amor, compr ensión y acompañarme en el cumplimiento de mi s sueños.”.

(4) AGRADECIM IENTOS.. Gregorio Orlando Porras Re y, asesor del proyecto. Universidad de los Andes, por su apoyo teórico y confianz a brindada al hacerme participe de este proyecto.. Leonardo Linares. Profesor de Planta. Universidad Cat ólica de Colombia, por abrirm e las puertas de la Universidad Cat ólica de Colom bia y brindarme todas las facilidades que estuvieren a su disposición para el desarrollo de este proyect o.. Rafael. Beltr án.. Universidad. de. los. Andes,. por. sus. aportes,. recomendaciones y sugerencias dur ante el tr anscurso de este proye cto.. Natalia Cardona Álvarez, Universidad de Los Andes, por sus valiosos aportes, sugerencias y datos teóricos de su form ación como ingeniera quím ica.. Johana Ramos Salcedo, Universidad Javeriana, por su colaboración como arquitecta en la lect ura de planos de las salas de computadores de la Universidad Católica de Colom bia.. A mis familiares, amigos y compañeros..

(5) CONTENIDO. Pág. LISTA DE TABLAS. -----------------------------------------------------------------------I LISTA DE FIGURAS.------------------------------------------------------------------------ III LISTA DE ANEXOS.------------------------------------------------------------------------- V RESUM EN.------------------------------------------------------------------------------------- VI 1. Introducc ión.---------------------------------------------------------------------------------- 1 2. Objetivos.-------------------------------------------------------------------------------------- 4 3. Planteamiento teórico.--------------------------------------------------------------------- 5 3.1. Condic iones de c onfort.-------------------------------------------------------------- 5 3.2. Gananc ia de c alor del recinto.------------------------------------------------------ 9 3.3. Método empleado para deter minar las cargas de enfriamiento.----------- 9 4. Datos geogr áfic os y Condiciones climáticas para la ciudad de Bogotá. --- 10 4.1. Loc aliz ación, ubicac ión y orientación geográfica de la Univ ersidad-------Católica de Colombia-------------------------------------------------------------- 12 4.2. Vis ta panorámica de la Univ ers idad Católica de Colombia.--------------- 12 4.3. Vista exterior del edificio de la Univers idad Católica de Colombia.------13 4.4. Planos c onstructiv os de los pis os acondic ionados térmicamente.-------13 4.4.1. Pr imer piso.-------------------------------------------------------------------- 13 4.4.1.1. Plano isométric o.---------------------------------------------------- 13 4.4.1.2. Plano Ar quitectónic o.----------------------------------------------- 14 4.4.2. Terc er piso.-------------------------------------------------------------------- 14 4.4.2.1. Plano isométric o.---------------------------------------------------- 14 4.4.2.2. Plano Ar quitectónic o.----------------------------------------------- 15 5. Cálc ulo de c argas de enfriamiento.--------------------------------------------------- 15 5.1. Cálc ulo de Car gas de enfriamiento externas.-------------------------------- 15 5.1.1. Carga de enfriamiento por conducción y convecc ión a tr avés de las par edes.---------------------------------------------------------------- 17 5.1.1.1. Car ga de enfriamiento a tr avés de las paredes a las 10:00 a.m.------------------------------------------------------------------- 21 5.1.1.2. Carga de enfriamiento a tr av és de las paredes a las 8 p.m.--------------------------------------------------------------------------- 22 5.1.2. Carga de enfriamiento a tr av és de ventanas.------------------------- 23 5.1.2.1. Carga de enfriamiento por efecto de radiac ión solar .------ 23 5.1.2.1.1. Carga de enfriamiento a las 10 a.m.------------------- 24 5.1.2.1.2. Carga de enfriamiento a las 8 p.m.-------------------- 25 5.1.2.2. Carga de enfriamientos por conducc ión.---------------------- 25 5.2. Cálc ulo de cargas de enfriamiento internas.---------------------------------- 26 5.2.1. Alumbr ado--------------------------------------------------------------------- 27 5.2.1.1. Cargas de enfriamiento a las 10 a.m. ------------------------- 28 5.2.1.2. Cargas de enfriamiento a las 8 p.m.---------------------------- 28 5.2.2. Oc upantes.--------------------------------------------------------------------- 29.

(6) 6.. 7.. 8.. 9.. 5.2.3. Computador es.----------------------------------------------------------------31 5.3. Car gas totales de enfriamiento.-------------------------------------------------- 32 5.3.1. Cargas totales de enfriamiento a las 10 a.m.------------------------- 32 5.3.2. Cargas totales de enfriamiento a las 8 p.m.--------------------------- 32 Descr ipción del sistema.----------------------------------------------------------------- 33 6.1. Sistema de ventilación.------------------------------------------------------------- 36 6.1.1. Pr oceso de enfriamiento del air e húmedo----------------------------- 36 6.1.2. Análisis Psicrométr ico del acondicionamiento de air e.------------- 37 6.1.3. Ciclo de ev oluc ión de aire.------------------------------------------------- 38 6.1.4. Diseño del s istema de ventilación.-------------------------------------- 40 6.1.5. Reporte de dis eño por contratista Mekatron EU.-------------------- 42 6.2. Sistema Hidrónico.------------------------------------------------------------------ 45 6.2.1. Sistema de distr ibuc ión de agua a trav és de las unidades de fancoil.-----------------------------------------------------------------------------48 6.2.2. Caudal de agua a tr avés de los ser pentines de enfriamiento.-- 49 6.2.2.1. Deter minac ión del flujo de agua a tr avés de los serpentines. ------------------------------------------------------------ 50 6.2.2.2. Bombas de dis tribución.------------------------------------------- 53 6.2.2.3. Bombas del ev apor ador.------------------------------------------ 55 6.2.2.4. Bombas del condens ador.---------------------------------------- 56 6.3. Unidad de refriger ación.----------------------------------------------------------- 57 6.3.1. Caracter ístic as téc nicas.--------------------------------------------------- 58 Balance del sistema.---------------------------------------------------------------------- 61 7.1. Reporte infor mac ión gener al Auditoria sistema de Aire Ac ondicionado---- Univ ers idad Católica de Colombia, 2007.----------------------------- 62 7.2. Reporte general de v entilación Universidad Católic a de Colombia.---- 63 7.3. Medición s uministr o de aire 1er pis o.------------------------------------------- 64 7.4. Medición s uministr o de aire 3er pis o.------------------------------------------- 65 Análisis de r es ultados ------------------------------------------------------------------- 66 8.1. Pr imer pis o.--------------------------------------------------------------------------- 66 8.2. Terc er piso.---------------------------------------------------------------------------- 67 Pr opuesta par a mejor ar el r endimiento del sistema.----------------------------- 69. Glosario Anexos.

(7) LISTA DE TABLAS. Tabla. Página. Tabla 1. Condic iones de dis eño par a el confort tér mic o ASHRAE Standar d 55- 1992. ---------------------------------------------------- 8 Tabla 2. Comparac ión de la c ompatibilidad del r ecinto en es tudio con el método . CLTD/CLF---------------------------------------------------------------------------- 10 Tabla 3. Datos geogr áfic os y condic iones c li mátic as par a la ciudad de Bogotá.-. -------------------------------------------------------------------------------------------11 Tabla 4. Hor as cr íticas para c álc ulo de car gas de enfriamiento.-------------------16 Tabla 5. Parámetr os para el c álculo de car ga de enfriamiento de la pared A SHRAE GRP158, (1979). -----------------------------------------------------20 Tabla 6. Ar ea de las paredes de salas con vista al Este del primer y tercer . . pis o.-------------------------------------------------------------------------------------20 Tabla 7. Ar ea de las paredes de salas con vista al Oeste del primer y tercer . . . . pis o.------------------------------------------------------------------------------------ 20 Tabla 8. Car ga de enfriamiento a tr avés de las paredes del pr imer y terc er piso . con res pec to a la or ientación geográfica (10 a.m.)------------------------ 22 Tabla 9. Car ga de enfriamiento a tr avés de las paredes del pr imer y terc er piso . con res pec to a la or ientación geográfica (8 p.m.)-------------------------- 23 Tabla 10. Parámetr os par a el cálculo de c arga de enfriamiento de radiac ión a través de ventanas , A SHRAE G RP158, 1979------------------------------------------ 24 Tabla 11. Carga de enfriamiento por r adiac ió n a trav és de las v entanas . ( 10 a.m.)---------------------------------------------------------------------------- 25 Tabla 12. Parámetr os par a el cálculo de c arga de enfriamiento de ventanas por . . . . c onducc ión, ASHRAE Fundamentals 1985.------------------------------- 25 Tabla 13. Carga de enfriamiento a tr avés de las v entanas del primer y tercer . piso.--------------------------------------------------------------------------------- 26 Tabla 14. Carga de enfriamiento por alumbrado del primer y tercer pis o.------ 28 Tabla 15. Ganancia de c alor de las salas de computador es por ocupantes, . . . . Beltr án R. ( 1993).---------------------------------------------------------------- 30 Tabla 16. Carga de enfriamiento por oc upación del primer y tercer pis o ------- 30 Tabla 17. Carga de enfriamiento por c omputadores del primer y tercer pis o - 31 Tabla 18. Cargas Totales de enfriamiento ( Watt). a las 10 a.m.------------------ 32 Tabla 19. Cargas Totales de enfriamiento ( Watt). a las 8 p.m.---------------------32 Tabla 20. Parámetr os de dis eño de air e ac ondic ionado para Bogotá.---------- 40 Tabla 21. Diseño de aire acondicionado para s alas de computador es, . . . . . . . . . Univ ersidad Católica de Colombia, 1er piso.-------------------------------40 Tabla 22. Diseño de aire acondic io nado para salas de c omputador es, . . . . . . . . . Univ ersidad Católica de Colombia, 1er piso. ( Continuac ión)---------- 41 Tabla 23. Diseño de aire acondic io nado para salas de c omputador es, . . . . . . . . . Univ ersidad Católica de Colombia, 3er piso.------------------------------ 41 Tabla 24. Diseño de aire acondic io nado para salas de c omputador es, . . . . . . . . . Univ ersidad Católica de Colombia, 3er piso. ( Continuac ión)---------- 42.

(8) Tabla. Página. Tabla 25. Repor te de Balanc e de agua, 1er pis o------------------------------------- 51 Tabla 26. Repor te de Balanc e de agua, 3er pis o------------------------------------- 52 Tabla 27. Bombas de suminis tro de agua para las unidades de Fan-c oil.------ 53 Tabla 28. Cabeza r eal de las bombas 1 y 2 de s uminis tr o.------------------------ 54 Tabla 29. Caudal teór ico de las bombas del evapor ador de agua para las . . . . . . unidades de Fan-coil.----------------------------------------------------------- 55 Tabla 30. Bombas de retorno de agua par a las unidades de Fan-c oil---------- 56 Tabla 31. Cabeza r eal de las bombas 1 y 2 de r etor no.--------------------------- 56 Tabla 32. Caudal teórico de las bombas del condens ador del la unidad de . . . . . r efrigerac ió n.----------------------------------------------------------------------- 57 Tabla 33. Es pec if ic aciones técnicas del evaporador del sis tema de . . . . . . . . . . . r efrigerac ió n.----------------------------------------------------------------------- 59 Tabla 34. Especificac iones técnicas del compres or del sistema de . . . . . . . . . . . . r efrigerac ió n.----------------------------------------------------------------------- 60 Tabla 35. Especificac iones técnicas del condensador del sis tema de . . . . . . . . . . r efrigerac ió n.----------------------------------------------------------------------- 60 Tabla 36. Especificac iones técnicas del condensador del sis tema de . . . . . . . . . . r efrigerac ió n. ( Continuación)-------------------------------------------------- 61 Tabla 36. Instr umentación.------------------------------------------------------------------ 62 Tabla 37. Chec k lis t--------------------------------------------------------------------------- 62 Tabla 38. Repor te gener al de ventilación ---------------------------------------------- 63 Tabla 39. Medición suministr o de air e 1er pis o---------------------------------------- 64 Tabla 40. Medición suministr o de air e 3er pis o---------------------------------------- 65.

(9) LISTA DE FIGURAS.. Figur a.. Página.. Fig. 1. Rangos de temperatur a oper ativ a y humedad par a la z ona de confort térmico ------------------------------------------------------------------------- 8 Fig. 2. Temper atur as de bulbo s eco y bulbo húmedo par a un día típic o en la ciudad de Bogotá- Colombia. ------------------------------------- 11 Fig. 3. V ista panorámica de la Univ ers idad Católica de Colombia--------------- 12 Fig. 4. Fotograf ías tomadas el 25 de Agosto de 2007 en el inter ior de la Universidad Católic a de Colombia.------------------------------ 13 Fig. 5. Plano isométric o del pr imer piso Universidad Católic a de Colombia.--- 13 Fig. 6. Plano arquitectónic o del primer pis o Universidad Católic a de Colombia.--------------------------------------------------------------------------- 14 Fig. 7. Plano isométric o del terc er piso Univers idad Católic a de Colombia----- 14 Fig. 8. Plano arquitectónic o del terc er piso Universidad Católic a de Colombia.------------------------------------------------------------------------------- 15 Fig. 9. Conducc ión de calor en estado estable a tr avés de una par ed c ompuesta.--------------------------------------------------------------- 17 Fig. 10. Diferencial de temperatura de las par edes, corr egido para la c iudad de Bogotá según las condiciones de diseño para la direcc ión Este.-- 18 Fig. 11. Diferencial de temperatura de las par edes, corr egido para la c iudad de Bogotá según las condiciones de diseño para la direcc ión Oeste.- 19 Fig. 12. Car ga Tér mic a para salas 1er . Piso, v ista al Este 10 a.m.-------------- 21 Fig. 13. Car ga Tér mic a para salas 3er . Piso, v ista al Este 10 a.m.-------------- 21 Fig. 14. Car ga Tér mic a para salas 1er . Piso, v ista al Oeste 10 a.m.------------- 21 Fig. 15. Car ga Tér mica par a salas 3er. Pis o, v is ta al Oeste 10 a.m.------------ 21 Fig. 16. Car ga Tér mic a para salas 1er . Piso, v ista al Este, 8 p.m.--------------- 22 Fig. 17. Car ga Tér mic a para salas 3er . Piso, v ista al Este, 8 p.m.--------------- 22 Fig. 18. Car ga Tér mic a para salas 1er . Piso, v ista al Oeste, 8 p.m.------------- 22 Fig. 19. Car ga Tér mic a para salas 3er . Piso, v ista al Oeste, 8 p.m.------------- 22 Fig. 20. Car ga de radiac ión a ventanas 1er. Piso, vis ta al Este, 10 a.m.------- 24 Fig. 21. Car ga radiac ión a ventanas 3er. Piso, vis ta al Es te, 10 a.m.------------ 24 Fig. 22. Car ga de r adiac ión a ventanas 1er. Piso, vista al Oes te, 10 a.m.----- 24 Fig. 23. Car ga radiac ión a ventanas 3er. Piso, vis ta al Oes te, 10 a.m.--------- 24 Fig. 24. Car ga tér mic a por c onducción en ventanas Pis o 1. --------------------- 26 Fig. 25. Car ga tér mic a por c onducción en ventanas Pis o 3. ---------------------- 26 Fig.26. Carga térmica par a luces 1er Piso, 10 a.m.--------------------------------- 28 Fig.27. Carga térmica par a luces 3er Piso, 10 a.m.--------------------------------- 28 Fig.28. Carga térmica par a luces 1er Piso, 8 p.m.----------------------------------- 28 Fig.29. Carga térmica par a luces 3er Piso, 8 p.m.---------------------------------- 28 Fig. 30. Car ga tér mic a por ocupación de 1er Piso.---------------------------------- 30 Fig. 31. Car ga tér mic a por ocupación del 3er Pis o.------------------------------- 30 Fig. 32. Car gas tér mic as por computador es 1er piso.------------------------------ 31 Fig. 33. Car ga tér mic a por c omputador es 3er pis o.--------------------------------- 31.

(10) Figur a.. Página.. Fig. 34. Diagrama esquemático del sis tema fan-c oil para ac ondicionamiento de aire. ------------------------------------------------------------------------------- 34 Fig. 35. Sub.-s istemas del Sistema hidr ónico c entral.------------------------------ 35 Fig. 36. Esquema del proc es o de enfriamiento de air e por medio de un s er pentín.------------------------------------------------------------------------------ 37 Fig. 37. Car ta Psicrometr ica par a Bogotá c on el proc eso de enfriamiento de aire por medio de un ser pentín.-------------------------------------------- 38 Fig. 38. Esquema de s istema de enfriamiento todo agua ins talado en la Univers idad Católic a de Colombia.--------------------------------------45 Fig.39. Sistema de suministro y r etorno de agua par a c ada pis o y alimentación del c ondens ador de la unidad de r efrigerac ió n.------------ 47 Fig. 40. Sistema tuber ía de agua c on retor no dir ecto.----------------------------- 48 Fig. 41. Disposición de la tuber ía c on acc es orios para ajustar el c audal de los ser pentines de las unidades de fan-coil.--------------------------- 49 Fig. 42. Fotogr afía de bombas para sis tema de air e acondicionado.------------ 53 Fig. 43. Curva de rendimiento de bombas de s uministro par a unidades de fan-coil.---------------------------------------------------------------------------- 54 Fig. 44. Curva de rendimiento de bombas de r etorno par a el ev aporador .---- 56 Fig. 45. Cic lo de r efriger ación por c ompres ión.--------------------------------------- 57 Fig. 46. Diagrama de pres ió n-entalpía.------------------------------------------------- 57 Fig. 47. Foto de ev aporador de la unidad de r efriger ación, Univers idad Católic a de Colo mbia.------------------------------------------------------------- 59 Fig. 48. Foto de compr esor Scroll de la unidad de refrigerac ión, Univ ers idad Católica de Colombia.--------------------------------------------- 60 Fig. 49. Foto de ev aporador de la unidad de r efriger ación, Univers idad Católic a de Colo mbia.-------------------------------------------------------------- 61 Fig. 50. Compar ac ión de flujo de air e r eal con res pec to al de diseño, 1er pis o. ------------------------------------------------------------------------------- 67 Fig. 51. Compar ac ión de temper atur a de suminis tro real de air e c on r especto al diseño.----------------------------------------------------------------------------- 67 Fig. 52. Compar ac ión de la remoción de c alor real con r espec to a la de diseño, 1er pis o. ------------------------------------------------------------------------------- 67 Fig. 53. Compar ac ión de flujo de air e r eal con res pec to al de diseño, 1er pis o. ------------------------------------------------------------------------------- 68 Fig. 54. Compar ac ión de temper atur a de suminis tro real de air e c on r especto al diseño. ----------------------------------------------------------------------------- 68 Fig. 55. Compar ac ión de la remoción de c alor real con r espec to al de diseño, 3er pis o. ------------------------------------------------------------------------------- 68.

(11) LISTA DE ANEX OS.. Anexo A. Datos estadísticos de temperatur a y humedad relativ a de Bogotá. Anexo B. Intervalo de temperatura hor a a hor a, ASHRA E 55, 1992. Anexo C. Planos originales del 1er y 3er piso del edific io de la Universidad Católica de Colombia. Anexo D. CLTD Corr egida para Bogotá, para car gas de enfriamiento por paredes . Anexo E. Tablas de c álc ulo de c ar gas de enfria miento por par edes. Anexo F. Tablas de c álc ulo de c ar gas de enfriamiento por r adiación y conducción a través de las ventanas. Anexo G. Factor de ganancia s olar por ventanas. Anexo H. Tabla del c álculo de c argas de enfriamiento por luces. Anexo I. Tabla del cálculo de cargas de enfriamiento por oc upantes. Anexo J. Tabla del cálculo de c argas de enfriamiento por los c omputadores . Anexo K. Carta Ps icrométric a para Bogotá, Beltrán R, (1992) . ANEX O L. Fotogr afías de c uar to de maquinas del s istema de Air e . . . . . . . . . . . Acondicionado, Univ ers idad Católica de Colombia ANEX O M. Fotos de salas del pr imer piso. ANEX O N. Láminas para ventana. ANEX O O. Ventilador y serpentín de enfriamiento. ANEX O P. Fil tro de aire.

(12) RESUM EN. En el año 2004, La Univ ers idad Católica de Colombia adquier e un s istema de air e acondic ionado por un costo total de $213` 836,872 pesos . Con el objetiv o de mantener en condic io nes de c onfor t las salas de computadores, ubicadas en el primer y tercer piso del edificio de c la ustr o, y cumplir con los requis itos de calidad que ex ige la educ ación s uperior.. El sistema instalado es un s istema todo agua de 100% de renov ación ( no hay recirc ulac ión de air e), integr ado por dos unidades de chiller de 20 Toneladas de refrigeración c ada uno, par a un total de 40 Toneladas de r efrigerac ión, un sistema hidrónico y 14 unidades manejadoras, c onstit uidas por un v entilador y un ser pentín de enfriamiento.. El chiller enfría un volumen de agua a una temperatura de 7 o C , la c ual es transportada por una tubería en un circuito cerrado hasta los serpentines de las unidades manejadoras , ( Fan-coil), las cuales obligan a pas ar el air e exterior a través de es tos par a enfriarlo y c onducir lo hac ia el inter ior de las s alas .. El sistema, actualmente no remueve las c argas de enfriamiento. Afir mación que ha s ido comprobada de dos maneras: La primer a, por medio de enc ues tas realizadas a los us uar ios y personal administrativ o que trabaja en las ins talaciones , y la segunda, por medio de mediciones r ealiz adas con ins trumentos como Hobos, ter mó metros y anemó metros, los c uales dieron.

(13) como resultado que la condición actual de las salas está por encima de 25 o C , siendo ésta superior a los r angos de temperatur a oper ativ a de confort propues to por la Soc iedad A meric ana de Refrigeración y Aire Acondic ionado ASHRAE.. Para el proc es o de auditoría, fue necesario hac er un cálc ulo exhaustivo de las cargas de enfriamiento de todas y c ada una de las s alas, que en conju nto dan como resultado un total de 39,3 y 31,7 TON. de refrigeración par a las 10 a.m. y las 8 p.m. r espectiv amente, mostrando evidencias sufic ientes par a decir que la unidad de refriger ación instalada en la Universidad Católic a de Colombia de 40 TON. de refrigeración,. ser á capaz de mantener todas las salas de. computador es c onfortables térmicamente, para la mayor ía de los ocupantes.. Esto solo puede s er posible, si y s olo si, el s istema de ventilador-ser pentín de enfriamiento y sistema hidrónico sean los apropiados para esta función.. En el plan de trabajo s e plantea el desarr ollo del dis eño del s istema de remoc ión de c argas de enfriamiento, c on el fin de ver ificar s i el suministr o de air e y la temper atura ac tual de entr ada de éste a las salas de c omputadores son las apr opiadas. Una vez se r ealiz an las mediciones pertinentes, se establece que ex iste un déficit en las unidades manejador as las cuales requieren una tasa de suministro de air e may or a la actual y que la temperatura del aire a la salida de algunas unidades no es suficiente..

(14) En el anális is del sis tema hidr ónico, se enc uentran deficienc ias en tramos de tuber ía de enfriamiento que pueden estar ganando calor por ausencia de ais lantes tér mic os; y s e crea una hipótesis de defic ie ncia en el transporte de agua par a las salas del tercer pis o a partir de entrevistas realiz adas a los técnic os operar ios del sistema y de los datos obtenidos en las mediciones.. Por lo cual, s e pla ntea una pr opuesta par a mejor ar el rendimiento as í:. •. Durante el proc es o de medic ión de temperatura en las unidades de fancoil, fue notorio una gananc ia de calor del agua, al ser tr ansportada desde la succión de la bomba de s uministro a la pr imera unidad, entre (0,6-0,7). o. C . Este aumento de temper atura puede ser caus ada por la. falta de aislamiento térmico en algunos tr amos. de la tubería,. ocas ionando un bajo rendimiento en el pr oceso de enfriamiento del aire de renovac ión. •. Las c ondiciones c limáticas de la ciudad de Bogotá favor ecen un s istema de r enov ac ión de air e de 100%,. dado que la temperatur a de aire. exterior per manecerá por debajo de la temper atura de diseño, en la mayor ía del tiempo, y no es nec esar ia la recirculación de aire acondic ionado a las unidades de fan-coil. Es muy impor tante que el air e acondic ionado que entra a la s ala, desplace libr emente el aire inter ior , caso que dif ícilmente suc ede en las salas del primer piso, pues no tiene un s istema instalado de retorno o extracción de aire, lo cual favor ecer ía las condic iones de v entilac ión de dic ho pis o..

(15) •. Uno de los objetivos del cálculo de car gas de enfriamiento es el de prov eer infor mación par a evaluar las pos ibilidades óptimas para reducir las c ar gas y con esto, el gasto de ener gía de la unidad de aire acondic ionado. Por lo c ual se propone utilizar pelíc ulas para ventanas, que r eduzcan la carga de enfriamiento por r adiación solar y el brillo ocas ionado por el reflejo, mejor ando las c ondic iones de c onfort de los usuarios de las salas de computador es.. •. Para garantizar el confort dentro de las s alas de c omputadores , se requiere que todas las unid ades de fan-coil oper en perfectamente y se lleve a cabo las la bores de verificación y mantenimiento propuesto por el fabric ante. Puesto que algunas unidades se encuentr an fuera de servic io. Según los res ultados obtenidos hay una ev idencia clar a que las unidades de fan-c oil ins taladas no cumplen c on las es pecific aciones de diseño, por lo cual s e recomienda cons ider ar la pr opuesta de adquirir unidades. gar antizadas. de. fábrica. que. cumplan. c on. es tos. requerimientos . •. La c alidad del air e dentro del r ecinto en tan importante como su temperatur a y v elocidad, por lo cual no es r ecomendable s acr ificar ésta para aumentar el flujo de aire que entra. Lo ideal es utilizar el medio filtrante siguiendo las recomendaciones de v ida útil del fabr icante, verific ando el aumento de c aída de pr esión cuyo or den más us ual es de ¼ a ½ pulg adas de agua..

(16) 1. INTRODUCCION. La búsqueda del confort y la comodidad en los recintos es un r equisito impr esc indible par a los diseñador es y un fac tor fundamental par a el personal que habita o tr abaja en ellos. La Sociedad A mericana de Calefacc ión, Refrigeración y Air e Acondic ionado (ASHRAE) descr ibe las var iables que están inv olucr adas en las c ondiciones de confort, que no son más que una adecuada relac ión entre factor es sicológicos , fisiológicos y f ísic os independientes para cada individuo.. Wang S. (1994), dic e que. el cuerpo humano solamente alcanza el confort. tér mico c uando hay un equilibr io en es tado es table entre la persona y el medio que la r odea, haciendo que la tr ans piración s e mantenga en un nivel muy bajo y el c alor almac enado dentr o del cuerpo y en la s uperficie de la piel sea nulo.. En la actualidad, estas condiciones de confort no s e presentan en las s alas de computador es de la Universidad Católic a de Colombia, a pesar que hay ins talado un sis tema de air e ac ondicionado. Por tal motiv o, s e requiere hacer una v alor ac ión de ingenier ía para diagnosticar las posibles fallas en su diseño e ins talación y es pecific ar alter nativas de soluc ión que mejor en el r endimiento del sistema cuy a finalidad es la de pr oporcionar un ambiente propicio de confort dentr o del recinto.. Para la realización sis temátic a de la pres ente auditor ía se ha realizado un plan de trabajo en base al proc edimiento pr opuesto por Monger S. ( 1995), - 1-.

(17) modificado según el ejercicio práctic o y de dis ponibilidad de equipos e ins talación así:. 1. Tr abajo de ofic ina: o Adquisic ión de infor mación de la instalación del sistema. o Planos y ubicac ión de la edificac ión. o Inspecc ión de las instalac io nes ac ondicionadas tér mic amente de la Universidad Católic a de Colo mbia.. Una v ez familiar iz ado con el sistema, s e deter mina una metodolo gía de análisis que procur a establec er o darle un curso a la auditor ía, deter minando cuales son las mediciones que s e deben r ealizar, en que lugares y que instrumentos se neces itan. Es impor tante dis eñar un for mato de reporte par a cada uno de las medic io nes requer idas, que c ontenga un diagr ama detallado e infor mac ión como: caracter ístic as técnic as del equipo, pr es ión, temperatur a, caudal, entre otr os.. 2. Inspecc ión físic a preliminar. o Inspecc ión del s is tema de distribuc ión de agua y aire. o Inspecc ión de la unidad de r efriger ación.. Al tener un pr imer c ontacto con el recinto acondic ionado (salas. de. computador es y oficinas), se hace una inspecc ión pr eliminar de las paredes, ventanas, puer tas y techos de las salas, par a establecer las condic iones del espac io y deter minar factores que puedan afectar el balance del s istema. - 2-.

(18) Luego, se ver ific a el sistema de ductos de ventilación y el equipo de refrigeración para as egur arse que s us componentes es tén tr abajando bajo niv eles de oper ación nor mal.. 3. Cálc ulos teóricos. o Cálc ulos de cargas de enfriamiento. o Diseño de sistema de aire acondic ionado para las salas de computador es.. En la inspecc ión de las salas de computadores s e determina la capacidad máxima de ocupantes , tipo y número de computadores por sala, clas ificación y dis tribución de luz artificial y otros equipos que gener en calor en el inter ior. Es importante deter minar teóricamente que es lo que s e esper a en las medic io nes par a elaborar un diagr ama mental del funcionamiento óptimo del sistema.. 4. Sección exper imental. o Medic ió n de variables f ís icas inv olucradas en el sistema. o Reporte de mediciones , siguiendo el formato de Wendes H. (1996). Utiliz ando dispositivos de medición de propiedad de la Univers id ad de Los Andes, se hace una c aracterizac ión del funcionamiento real del sistema.. 5. Análisis de c ompor tamiento real del sistema y comparac ió n teórica. 6. Pr opuesta de solución. - 3-.

(19) 2. OBJETIV OS. OBJ ETIV O GENERAL. Analizar y evaluar el diseño del sistema de air e acondic ionado instalado en la Universidad Católic a de Colombia y for mular una pr opuesta par a mejor ar el r endimiento de este, y as í optimizar las c ondiciones de confor t en las s alas de computadores de dicha Universidad. OBJ ETIV O GENERAL. Analizar y evaluar el diseño del sistema de air e acondic ionado instalado en la Universidad Católic a de Colombia y for mular una pr opuesta par a mejor ar el r endimiento de este, y as í optimizar las c ondiciones de confor t en las s alas de computadores de dicha Universidad.. OBJ ETIV OS ESPECÍFICOS. Verific ar si la capacidad del equipo del s istema de air e acondic ionado ins talado en la Univers idad Católic a de Colombia cumple con la demanda de c argas de enfriamiento, c ompar ando los datos entr egados por el prov eedor ( Mekatr on EU) con un análisis teórico de s istemas de refrigeración y aire ac ondicionado.. Hacer un trabajo de ingeniería en forma detallada y coher ente - 4-.

(20) estableciendo los criterios básic os que s e deben tener en cuenta en el dis eño de un s istema de r efriger ación y air e acondic ionado.. Comprobar el buen us o de los princ ipios de refriger ación y aire acondic ionado. en. la. instalación. y. montaje. del. sistema. de. acondic ionamiento de air e.. 3. PLANTEAMIENTO TEÓ RICO. Carr ier Air Conditioning Company ( 1970), propone que para tener éxito en el acondic ionamiento de air e en un rec into, lo primero que s e debe tener en cuenta es una definic ión correc ta del pr oblema y predecir el comportamiento del s istema de acondic io namiento de aire. El sistema debe satisfac er a la car ga instantánea máx ima y poder tr abajar en condiciones de car ga parc ia l. Par a lo c ual s e debe cons ider ar:. o Conc epto de c onfort térmico. o Es pac io de edificio (Objeto, s ituación, orientac ión y forma) . o Conc urrenc ia de las condic iones externas de (temper atur a, humedad, viento, ex posic ión al s ol y otr as fuentes de calor, s ombras) . o Diversidad de la c arga inter na ( ocupantes , iluminac ión, otr as fuentes de calor). o Capacidad par a el almacenamiento de car gas tér micas . o Aspec tos fís icos del edif ic io par a la ins talación del equipo y sistema.. - 5-.

(21) 3.1 CONDICIONES DE CONFORT. El objetiv o principal en la ins talación de un s is tema de acondic ionamiento de air e es la de mantener el rec into con una atmósfer a agr adable, y que satis faga a la may or ía del pers onal que se encuentr a dentr o de és te. Hacer lo, implic a controlar sus condic iones. internas. veloc idad, movimiento y pureza. de temperatura, humedad r elativa,. del aire, entr e las más fundamentales,. cons ider adas c omo factores de control; hay otros factores que son los factores de ruido que son muy caros o no se pueden contr olar , y afectan dir ectamente el buen funcionamiento del s is tema en un instante de tiempo, como por ejemplo la actividad pr evia de la persona que entr a a las s alas de computador es con una tasa metabólic a super ior a la nor mal aportando más calor del estimado.. Se debe tener en cuenta que “el proces o termodinámic o fundamental en el interc ambio de calor entre el cuerpo y el medio se describe con la ecuac ió n de balance gener al de calor” (A SHRAE Handbook, Fundamentals, 1981, p.8.1):. ∆S = M − W − E + ( R + C ). Siendo ∆S :Tas a de almacenamiento de calor.. M: Tasa metabólic a del c uerpo. W : Tr abajo mecánico realizado. E: Tasa de perdida de calor c aus ada por la evaporac ión de fluidos corpor ales. c omo sudor. - 6-.

(22) R: Perdida de c alor por intercambio del calor radiante entre la piel del indiv iduo y el entor no. C: Conv ecc ión tér mic a del aire que c ircula en el r ecinto.. De la ex pres ión de Fanger llamada Pr edic ted Mean Vote ( PMV) adoptada por ASHRAE, (1992) , se predicen las condiciones neces arias par a que los ocupantes de un rec into permanezc an en es tado de c onfort, teniendo en cuenta factores f ís ic os de las personas y las condic iones del entor no. Un anális is estadís tico de la r espuesta fisiológica de personas a diferentes factores ambientales, se obtiene que los ocupantes de oficinas y salas de estudio pres enten las s iguientes car acter ís ticas:. a. Tasa metabólic a por una persona en la oficina es de: ( 1.1 - 2.0) met. = (130 - 190) Watt. b. Sens ación térmica o índic e de valorac ión media ( IVM): el confort tér mico es un es tado mental en el c ual la persona perc ib e s atis facc ión con el entor no. La sensac ión tér mic a no s er á muy caliente ni muy fría. De la escala de sensac ión tér mica de ASHRA E, (1985), los habitantes de ciudades con las condiciones climáticas de Bogotá se enc uentr an dentro una s ensac ión tér mic a tibia, definida c omo +1. c. La r opa que s e utiliza en el rec into, es impor tante por ser un medio de ais lamiento tér mico. la unidad de medida es el clo. o. 2 En Bogotá el aislamiento tér mic o del v estido es: 0.8 clo = 0,124 m C W ,. generalizando a que la gente en la ciudad de Bogotá utilic e ropa de. - 7-.

(23) trabajo ( pantalón, camisa y s uéter), Beltrán R (1992) .. De c onfor midad con el Standard A NSI/A SHRAE 55-1992 y el Standard ASHRAE/IES 90.1- 1989; las condic iones de temper atur a inter na de diseño y la veloc idad del air e par a es pac ios de oficina, c on una humedad r elativ a de apr ox. 50% y temperatura media radia nte igual a la temper atur a del aire son:. Tabla 1. Condiciones de diseño para el confort térmico ASHRAE St andard 55- 1992 Tasa de Temperatura Rango Tasa Aislamiento ventilación por de diseño, operativo de metabólica, térmico del 3 °C tem peratura,°C W vestido, clo persona, m min 22. 20 - 23. 185. 0,8. 0,707. En la figura No1. se espec ifican las z onas de confort de acuer do a es tudios realizados en la Universidad de Kans as y establecidos en el es tándar A NSI/ASHRAE 55- 1992; con el fin de tener par ámetr os de s elecc ión par a el confor t térmico del recinto a ac ondic ionar. Está basada par a un aislamiento tér mico de 0,9 clo. y velocidad del aire menor es a 15,24 cm/seg.. - 8-.

(24) Fig. 1. Rangos de tem peratura operativa y humedad para la zona de conf ort térmic o.. 3.2 GANANCIA DE CALOR DEL RECINTO. La tasa de calor que entr a o es generado dentr o del recinto s e clas ific a dependiendo del modo en que agentes ex ter nos o internos a éste lo hace, en un instante de tiempo, y si es calor latente o s ensible; A SHRAE-26, (1985).. La ganancia de calor ocurre por :. o Radiación solar a tr av és de vidr ios, par edes y tec hos . o Conducc ión de calor a tr avés de las par edes exter iores , tec hos y v idrios. o Calor generado por los oc upantes del r ecinto, luc es y equipos.. - 9-.

(25) o Ener gía transfer ida por infiltr ación del aire externo.. 3.3 M ÉTODO EM PLEA DO PARA DET ERM INAR LAS CARGAS DE ENFRIAMIENTO. ASHRAE Fundamentals Handbook, ( 1981, p. 26.1), rec omienda el método CLTD/CLF “ Temperatura Difer enc ial de c ar gas de enfria miento y factores de carga de enfriamiento”, la cual es una metodología que c alcula dir ectamente las c argas de enfriamiento a trav és del calor ganado por conducc ión de las paredes , tec hos, ventanas y cargas inter nas, al multiplic ar un factor c on las ganancias c alc uladas par a las c ondic iones de diseño teniendo en cuenta los factor es de corr ecc ión para latitudes difer entes a las indicadas en este manual.. Tabla 2. Com paración de la com patibilidad del recinto en estudio con el método CLTD/CLF Parám etro típico del recint o Suelo. Valor de ASHRAE Sin alfombra. Valor del Estudio Sin Alfombra. Com patibilidad (Si / No) Si. % de ventanas en la par ed al exterior. 30%. 40%. Si. 3,048 m. 2,74 m. Si. Si. Si ( dry w all). Si. Altura al tec ho Tec ho fals o entre el pis o s iguiente y el recinto. El método CLTD/CLF ha sido diseñado par a rec intos con factores típicos. En la tabla No.2 se c ompar a la compatibilidad del recinto en estudio (Univ ersidad Católica de Colombia) con las car acter ístic as típicas cons ider adas por el. - 10 -.

(26) método. Dada la compatibilidad de los par ámetros típic os de rec in to para ASHRAE y los del estudio, puedo c onfiar que los cálculos obtenidos por medio de es te método serán una aproximación v ali dada de la r ealidad.. 4 DATOS GEOG RÁFICOS Y CONDICIONES CLIMÁTICAS PARA LA CIUDAD DE BOG OTÁ Es c onv eniente tener en c uenta que los par ámetros para s eleccionar la temperatur a exter na de diseño son deter minados estadísticamente en un periodo de tiempo confiable, tal que s e pueda asegur ar la repetitividad en el futur o. Es r ec omendable un periodo de tiempo mínimo de 15 años par a la recolección de estos datos; es nec esario c ontar con fuentes confiables par a la cons ecución de es tos datos. En la tabla 3 s e listan los datos de la ubicac ión geográfic a de Bogotá public ados en A SHRAE Handbook Fundamentals-1985, (Anex o A), y las c ondiciones climáticas par a la c iudad de Bogotá obtenidos del libro de Beltr án R. Air e Ac ondic ionado.. Tabla 3. Dat os geogr áficos y condiciones climáticas para la ciudad de Bogotá Posición geogr áfica Latitud. 4 36 N. Longitud. 74 05 W. Elevaci ón, m 2,565. Condiciones exteriores de diseño Temper atur a Rango diario Temper atur a Presi ón Bulbo de Bulbo seco, baro métri ca, húmedo, temper atur a, o KPa. C o o 75. 20.5. C. C. 14.4. 10.5. Dado que Bogotá tiene un clima cuy a humedad relativa osc ila entr e 50 y 60 %; el mejor índice par a medir las condiciones del ambiente es con la temperatura. - 11 -.

(27) de bulbo sec o, pues to que a mayor es temper aturas de bulbo sec o este índic e esta menos r elacionado con el c onfort.. ASHRAE Handbook fundamental, 1985, pres enta una metodología para calcular la temper atura hora a hor a en ciudades como Bogotá. La figura No.2 mues tra la temper atur a en un día típic o, c uya hoja de c álc ulo se encuentr a en el Anexo B.. Temperatura, Celcius. Temperaturas de bulbo seco y bulbo humedo para diferentes horas del día en Bogotá 25 20 15 10 5 0 0. 2. 4. 6. 8. 10. 12. 14. 16. 18. 20. 22. 24. Hora Temperatura hora bulbo seco. Temperatura hora de bulbo humedo. Fig. 2. Temperaturas de bulbo sec o y bulbo húmedo para un día típico en la ciudad de BogotáColombia.. 4.1. LOCALIZACIÓN, UBICACIÓN Y ORIENTACIÓN GEOG RÁFICA DE LA UNIV ERSIDAD CATÓLICA DE COLOM BIA. Antes de r ealizar los cálculos de car gas , se debe examinar la planta f ís ic a donde esta ins talado el s istema de ac ondicionamiento de aire; par a determinar el comportamiento de las c argas que afectan al sistema (v ariación, pic os y magnitud de c arga), la ubicación de los pisos y la c ons trucción en general. En la figur a No.3 s e puede obs ervar una vista panorámic a de la Univ ersidad Católica de Colombia, su dir ección per manente y ubicac ión geográfic a.. - 12 -.

(28) 4.2. VISTA PANORÁM ICA DE LA UNIV ERSIDAD CATÓLICA DE COLOM BIA.. Fig. 3. Vista panorámic a de la U niv ersidad C atólica de Colombia. 4.3. 1. VISTA EXTERIOR DEL EDIFICIO DE LA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOM BIA. Fig 4. F otograf ías tomadas el 25 de Agosto de 2007 en el interior de la U niv ersidad Cat ólica de C olombia.. 1. Tomado d e: So ftware Google Earth , recup erado -el13 14 d- e Septiembre de 2007 ..

(29) 4.4. 4.4.1. PLANOS CONSTRUCTIV OS DE LOS PISOS ACONDICIONADOS TÉRM ICAM ENTE. Primer piso 4.4.1.1. Plano isométrico. Fig. 5. Plano is ométrico del primer piso U niv ersidad Católica de C olombia.. 4.4.1.2. Plano Arquitectónico. - 14 -.

(30) Fig. 6. Plano arquit ectónico del primer pis o Univers idad C atólica de Colombia. 4.4.2. Tercer piso. 4.4.2.1. Plano isométrico. Fig. 7. Plano is ométric o del terc er piso U niv ersidad Cat ólic a de Colombia. 4.4.2.2. 2. Plano Arquitectónico.. Planos realizados con el so ft ware Solid Edge, planos en el an exo C - 15originales -. 2.

(31) 3. Fig. 8. Plano arquitectónico del t ercer pis o Universidad Católica de Colombia. 5 CÁLCULO DE CARGAS DE ENFRIAMIENTO. Las car gas de enfriamiento s irv en par a deter minar la cantidad de ener gía que hay que remov er par a mantener las c ondiciones de c onfort dentr o del r ec into prov eyendo de infor mación para la s elección de equipo y evaluar las posibilidades óptimas par a r educ ir las c argas.. La tr ansfer encia de c alor s ensible y latente entre el aire del espacio y los alr ededores se pueden c lasificar de la s iguiente maner a, Wang. S. (1994):. 3. Planos realizados con el so ft ware Solid Edge, planos en el Anexo C. - 16originales -.

(32) o Gananc ia de c alor : Representa la tasa a la c ual el calor entra al r ec into acondic ionado des de un lugar ex ter no, o es suministr ado desde el inter ior del r ecinto dur ante un intervalo de tiempo. o Carga de enfriamiento: Es la tasa a la cual el c alor debe ser remov ido desde el rec into acondicionado. o Carga del s erpentín: es la tas a a la cual el calor es removido por el agua del Chiller que pas a a trav és del ser pentín de enfriamiento.. 5.1. CÁLCULO DE CARGAS DE ENFRIAM IENTO EXTERNAS. Se hizo una selección de la hora del día par a la cual s e r ealizar án los c álc ulos de cargas térmicas debido al desplazamiento de la hor a pico de gananc ias de calor. Dado que la Univers idad Católic a de Colombia es un Instituto de educ ación superior c on hor ario para estudiantes diurno y noctur no, el cálc ulo deberá realiz ars e par a dos horas cr íticas del día.. Tabla 4. Horas críticas para cálculo de cargas de enfriamiento Hora critica, m añana. Hora critica, noche. 10 a.m.. 8 p.m.. El cr iter io para la s elección de esta hora cr ític a ha sido bas ada de ac uerdo con el flujo de personas en un día ac adémico nor mal, temperatur a de pic o s uperior en el interior de las instalaciones y rec omendaciones de los us uar ios.. - 17 -.

(33) 5.1.1. Carga de enfriamiento por conducción y convección a través de las paredes. El flujo de calor de un lugar a ex iste otro s i y solo si hay un difer encial de temperatur a entre el reciento y el ambiente, s iempr e dir igiéndose hac ia el lugar de menor temper atura, bien sea de afuer a hac ia adentro o de adentro hacia fuera, según sea el cas o W ang S., (1994). En la figura 9 se repr esenta un material sólido, c omo la pared del recinto, en contac to con la atmósfera a temperatur a T0 y el recinto a temper atura Ti.. Fig. 9. Conducción de c alor en estado estable a trav és de una pared compuesta.. Donde q k es la conducc ión de calor en estado es table par a una dimens ión; entonces tenemos que q k =. ∆T , siendo R la res istencia tér mic a del material. R. La carga de enfriamiento a través de las paredes (qp) se puede c alc ular por medio de la siguiente relación:. q p = U * A * CLDT corr Siendo: o U: Coefic iente de transfer enc ia de calor o c onductanc ia tér mic a, W. m 2K. .. o A: Area s uperfic ial, m 2 . o CLDTcorr : Factor c orregid o del difer encial de temper atura, o C. El factor diferenc ial de temper atura CLDT de A SHRAE, ( 1985), debe ser. - 18 -.

(34) ajustado a las c ondiciones del dis eño es pec ífico, dependiendo del lugar geográfic o en donde se enc uentr a el recinto, el tipo de material de cons trucc ión y el c olor de la par ed; utilizando la siguiente r elac ión:. CLTDcorr = (CLTD + LM ) * K + (25,5 − TR ) + (T0 − 29 ,4) Siendo: LM: Correcc ión de Latitud- Mes. K: Factor de color (25,5 – TR): Corrección de temperatura interna. (To – 29,4): Corrección de temperatura exter ior , siendo To La temperatur a promedio del día. o TR : Temper atura de diseño o To: Temperatur a del ambiente. o o o o. Como se v e en las figur as No.10 y No.11, el flujo de calor a trav és de las paredes del edific io es inestable y depende de la hora del día y del mes al c ual se requiere c alcular la car ga tér mica.. Corrección de diferencial de temperatura (CLTDcorr)para Bogotá en la dirección Este. Temperatura, C. 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 -5,00. 1. 3. 5. 7. 9. 11. 13. 15. 17. 19. 21. 23. Hora CLTD Standard. CLTD corregido para Bogota. Fig. 10. Diferenc ial de temperatura de las paredes, c orregido para la ciudad de Bogot a según las condic iones de diseño para la direcc ión Este.. - 19 -.

(35) Temperatura, Celcius. Corrección del diferencial de temperatura (CLTDcorr) para Bogotá en la dirección Oeste 25 20 15 10 5 0 -5 0. 2. 4. 6. 8. 10. 12. 14. 16. 18. 20. 22. 24. Hora del di a CLTD Standard. CLTD corregida para Bogota. Fig. 11. Diferenc ial de temperatura de las paredes, c orregido para la ciudad de Bogot a según las condiciones de diseño para la direcc ión Oeste. Dado que Bogotá se enc uentra localizada geogr áfic amente en la zona tropical, el cálculo de las c arga s e tér mic as realizar á pr omediando la c orrecc ión del difer encial de temperatur as a lo lar go del año académico, los cuales se encuentran tabulados en el A nex o D. La temperatur a ambiente de la ciudad se encuentra por debajo de la temperatur a de dis eño, por lo c ual se espera que el calor s alga a tr avés de las paredes del recinto hacia el exterior. Para calcular las pér didas de calor del edificio, se. clas if ica el material de. cons trucc ión como de ladrillo c omún, s egún los estándares de A SHRA E de la Tabla No. 5, donde s e tabulan: el c oeficiente de transferencia de c alor del ladrillo, gr upo y código de c lasific ación y c orr ección del difer encial de temperatur a par a las hor as a analizar.. - 20 -.

(36) Tabla 5. Parámetros para el cálculo de carga de enfriamiento de la pared ASHRAE GRP158, (1979) .. Hora. (. Orient ación U, W 2 del Sol m K. 10 a.m. 10 a.m. 8 p.m. 8 p.m.. ). Grupo Código. CLTD, o. CLTDcorregido. C.. Este. 0,727. D. A2. 10. 2,36. Oeste. 0,727. D. A2. 5. -1,79. Este Oeste. 0,727 0,727. D D. A2 A2. 17 20. 8,17 10,66. El cálc ulo las c argas de enfriamiento par a cada una de las salas de computador es de los pisos 1 y 3 del edificio se enc uentr an tabuladas en el Anex o E. De la figur a 12 a la 19 se r epr esentan las perdidas o gananc ias de calor a tr av és de las par edes a las 10:00 y 8 p.m. según la ubicac ión de la c ara de la pared (Es te/Oeste). Los s ignos negativos de las c argas signific an que el recinto pier de c alor y los positiv os que hay ganancia de calor.. Tabla 6. Area de las paredes de salas con vista al Este del primer y tercer piso. Piso. 1 3. Sal a 1. Sal a 2. Sal a 3. Sal a 4. Sal a 5. ( 2) 2 2 2 2 6,57 (m ) 6,45 (m ) 6,5 (m ) 6,45 (m ) No hay. No hay. No hay. 9,32 m. ( 2) 2 7,56 (m ) 9,84 m. Sal a 6. Sal a 7. ( 2). 12,08 m No hay. ( 2) 2 9,61 (m ). 12,37 m. Ad ministraci ón. No hay. Tabla 7. Area de las paredes de salas con vista al Oeste del primer y tercer piso. Salas piso 1 1. Ar ea, m. 2. Salas piso 3. Area, m. 3. 6,50. 7,30. - 21 -. 2. ( 2). 10,85 m.

(37) 5.1.1.1. 2. 7,37. Seminario. 12,03. 3. 7,80. Audio-v isuales. 11,28. Carga de enfriamiento a través de las paredes a las 10 a.m.. a. Paredes de salas con vista al Este. Carga de térmica de enfriamiento para salas 3er. piso, 10 a.m. Carga térmica de enfriamiento para salas 1er. Pis o, 10 a.m. 0,00 0,00. -4,00 -10,00. Carga -8,00 Térmica (W) -12,00. Carga -20,00 Térmica (W) -30,00. -16,00. -40,00. -20,00. -50,00. Sala 4. Sala 5. Sala 6. Sala 1 Sala 5 Sala 3. Sala 7. Fig. 12. Carga Térmica para salas 1er. Piso, E.. b. Paredes de salas con vista al Oste. - 22 -. Sala 2 Sala 7. Sala 4 Administracion. Fig. 13. Carga Térm ica para salas 3er. Piso, E..

(38) Carga térmica de enfriamiento para salas 3er. piso. Carga térmica de enfriamiento para salas 1er. piso 0. 0 -2. -5 Carga Térmica -10 (W). -4. Carga Térmica (W). -6 -8 -10. -15. -12 -14. -20. -16. Sala 1. Sala 2. Sala 6. Sala 3. Fig.14. Carga Térm ica para salas 1er. Piso, W .. Seminario. Audio-visuales. Fig.15. C arga Térmica para salas 3er. Piso, W .. Tabla 8. Carga de enfriamiento a través de las paredes del primer y tercer piso con respecto a la orientación geográf ica (10 a.m.) Piso 1 3 1 3. 5.1.1.2. Dirección geográf ica Este Este Oeste Oeste. q (W ) -151,88 -92,86 -44,90 -38,78. Carga de enfriamiento a través de las paredes a las 8 p.m.. a. Paredes de salas con vista al Este Carga termica de enfriamiento para salas 3er. piso. 8 p.m. Carga térmica de enfriamiento para salas 1er.piso, 8 p.m. 0,00. 0,00 -20,00. Carga térmica (W). -40,00. Carga -60,00 térmica -80,00 (W) -100,00. -20,00 -40,00 -60,00 -80,00. -120,00. 1. -140,00 -160,00 Sala 4. Sala 5. Sala 6. Sala 7. Sal a 1. Sala 2. Sal a 3. Sal a 4. Sala 5. Sal a 7. A dmin istrac io n. - 23 -.

(39) Fig. 16. C arga Térm ica para salas 1er. Piso. E.. Fig. 17. C arga Térm ica para salas 3er. Piso. E.. b. Paredes de salas con vista al Oste Ca rga s de e nfriamiento para salas de 1e r. piso 8 p.m. Cargas de enfriamie nto pa ra sa las 3e r. piso 8 p.m 0. 0 -20. Ca rga té rmica (W). Carga térmica (W). -40. -20 -40. -60. -60. -80. -80. -100. -100. Sala 1. Sala 2. Sala 6. Sala 3. Fig. 18. C arga Térm ica para salas 1er. Pis o, W .. Seminario". Audio-visuales. Fig. 19. C arga Térmic a para s alas 3er. Piso, W.. Tabla 9. Carga de enfriamiento a través de las paredes del primer y tercer piso con respecto a la orientación geográf ica (8 p.m .) Piso 1 3 1 3. 5.1.2. Dirección geográf ica Este Este Oeste Oeste. q (W) -525,70 -321,43 -267,49 -231,03. Carga de enfriamiento a través de ventanas. La tasa instantánea de gananc ia de calor a trav és de las ventanas se puede obtener por medio de un balanc e de energía entr e el recinto y el medio en que se encuentra. La cantidad de calor tras mitido a trav és de las ventanas debe s er igual a la ganancia de calor por conducc ión más la ganancia de c alor por c onv ecc ión, ASHRAE (1985) . En el anexo F s e encuentra tabulado este cálculo.. - 24 -.

(40) q v = q rad + q cond. 5.1.2.1. Carga de enfriamiento por efecto de radiación solar. La carga de enfriamiento por efecto de radiac ión solar (q rad ) que pasa por las ventanas se calcula de ac uer do a la siguiente relación: q rad = CS * A * FGCS * FCE. Siendo: A: Area neta de la v entana. CS: Coeficiente de sombra de la ventana. FGCS: Factor de gananc ia de calor solar ( anexo G). FCE: Factor de car ga de enfriamiento. Tabla 10. Par ám etros para el cálculo de carga de enfriam iento de radiación a través de vent anas, ASHRA E GRP158, 1979. Tipo d e vidrio. Plano –claro. Espesor nominal, mm. 6,35. Coeficiente de sombr a. Factor de ganan cia de calor sol ar,. 0,65. (. W. m2K. 728. 5.1.2.1.1. Carga de enfriamiento a las 10 a.m.. a. Costado Este. - 25 -. ). Factor de carga de enfri amiento. 0,62.

(41) Car gas de radiac ión a tr avé s de ve nta nas con vis ta al Es te , 3e r pis o, 10 a.m. Car ga s de r adiación a tr avé s de ve nta na s con v is ta al Es te , 1e r pis o, 10 a.m. 3000,0 0 Carga te rmi ca 2000,0 0 (W) 1000,0 0. 20,00 Car ga te rm ica 10,00 (W). 0,00. 0,00 Sala 4. Sala 5. Sala 6. Sala 7. Sal a 1. S ala 2. Sa la 3. Sal a 4. S ala 5. Sa la 7. Ad mi ni strac io n. Fig. 20. C arga de radiac ión a ventanas 1er. Pis o, E. Fig. 21. C arga radiac ión a v entanas 3er. Piso, E.. b. Costado Oeste Cargas de r adiaci ón a través de ventanas con vista al Oeste, 3er piso, 10 a.m.. Car gas de radi ación a tr avés de ventanas con vista al Oeste, 1er piso, 10 a.m. 800,00. 900,00. Carga 600,00 termica 400,00 (W) 200,00. Car ga 600,00 term ica (W) 300,00. 0,00. 0,00. Sala 1. Sala 2. Sala 6. Sala 3. Audio-visuales. Seminario. Fig. 22. C arga de radiación a ventanas 1er. Piso, W . Fig. 23. Carga radiación a ventanas 3er. Piso, W .. Tabla 11. Carga de enfriamiento por r adiación a través de las ventanas (10 a.m .) Dirección Piso geográfica qr (W) 1 Este 0 3 Este 16318,36 1 Oeste 1956,95 3 Oeste 4949,95. 5.1.2.1.2. Carga de enfriamiento por efecto de radiación solar a las 8 p.m.. - 26 -.

(42) Nula.. 5.1.2.2.. Carga de enfriamientos por conducción. (q cond ). La c arga de enfriamiento a trav és de las ventanas por conducc ión (q cond ) se deter mina por la s iguiente ex pres ión: q cond = U * A * CLTD Siendo: o U: Coefic iente de transfer enc ia de calor o c onductanc ia tér mic a, W. m 2K. .. o A: Área s uperfic ial, m 2 . o CLDT: Factor del difer enc ial de temperatur a, o C . Tabla 12. Par ám etros para el cálculo de carga de enfriam iento de ventanas por conducción, ASHRA E Fundamentals 1985.. Hora 10:00 a.m. 8 p.m.. CLTD, o C . 2 4. Corrección CLTDcorr. (. U, W. -3,40 -1,40. Carg a térm ica por cond ucción en ventanas, 1er piso, 10 a.m. m 2K 3,2 3,2. ). Carga té rmica por conducción e n ventanas , 3er piso 10 a.m 0. 0. -50. -50. Carga -100 te rmica -150 (W) -2 00. Carg a -100 termica -150 (W) -200. -2 50 -3 00 -3 50. -250 -300Sala 1. Sala 2. Sala 3. Sala 5. Sala 6. Sala 7. Sala 4. Fig. 24. C arga térm ica por conducción en ventanas Piso 1. Sala 1. Sala 2. Sa la 3. Sala 4. Sala 5. Sala 6. Sa la 7. A udio -visuales. Seminario. Ad minis tra cio n. Fig. 25. C arga térm ica por conducción en v entanas Piso 3. Tabla 13. Carga de enfriamiento a través de las vent anas del prim er y tercer piso. - 27 -.

(43) Hora 10:00 a.m. 10:00 a.m. 08:00 p.m. 08:00 p.m.. 5.2.. Piso. Carga por radicación qr (W ). Carga por condu cci ón qc (W). Carga total, qv(W). 1. 1956,95. -352,22. 1604, 73. 3. 21268,30. -1160,19. 20108,12. 1. 0,00. -145,03. -145,03. 3. 0,00. -477,72. -477,72. CÁLCULO DE CARGAS DE ENFRIAM IENTO INTERNAS. Dentr o del r ecinto existen ac tor es que intervienen en la gananc ia de c alor c omo son: Luc es, personas , dis positiv os elec trónicos, entr e otros. A continuac ió n se analiz an los factor es que inc iden dir ectamente en los salones de computadores de la Universidad Católica de Colombia. 5.2.1. Alum brado. Los bombillos c onvierten una fracc ión de energía eléc tric a en luz v isible y el resto sale direc tamente c omo radiac ión infrarr oja en for ma de c alor.. Caracter ístic as téc nicas del alumbrado de las salas de c omputador es de la Univ ersidad Católic a s on: o o o o o. Tipo: fluorescente T8 - Start- Coat Fabric ante: General Electr ic 32T8/SP41 Tiempo de enc endido: 14 hor as ( de 6 a.m. a 10 p.m.) Potencia nominal: 34 Wattios por bombill o. Dos bombillos por Balasto. Clas ificac ión A SHRA E par a balastos: Factor “a” para lámparas incrustadas y v entilación media de 0,55 - 28 -.

(44) o Clas ificac ión A SHRAE para luc es: Fac tor “b” para c irculac ión de air e en el rec into y tipo de s uminis tr o y retor no: C ( Tas a media de ventilac ión, suminis tr o a tr avés del tec ho, cielo r as o no ventilado).. Cálculo de la carga de enfriam iento par a el alumbrado q a (W ). El cálculo de la car ga de enfria miento para el alumbr ado q a (W ) , se enc uentra tabulado en el anexo H. Se obtiene por medio de la s iguiente expresión:. q a = q i * Fu * Fs * CLF. Siendo: o o o o. qi: Car ga total del alumbr ado. Fu: Fracc ión de qi en us o. Fs: Factor de Balasto para luc es fluorescentes . CLF: Fac tor de car ga de enfriamiento.. 5.2.1.1.. Cargas de enfriam iento a las 10 a.m.. Carga té mica de enfr iam iento de luce s, 3er pis o, 10 a.m. C arga térm ica de e nfriamie nto de luces , 1er piso 10 a.m.. 500 300. 400 Carga 300 té rmica (W) 200. 250 Carga 200 térm ica 150 (W) 100. 100. 50. 0. 0 Sala 1. Sala 2. Sala 3. Sala 5. Sala 6. Sala 7. Sala 4. - 29 -. Sala 1 Sala 4. Sala 2 s ala 5. Sala 3 Sala 6. Sala 7 Adm inis tracion. A udio-visuales. Seminario.

(45) Fig. 26. C arga térm ica para luces 1er Piso, 10 a.m.. 5.2.1.2.. Fig. 27. C arga térm ica para luces 3er Piso, 10 a.m.. Cargas de enfriam iento a las 8 p.m. Carga térm ica de e nfriamie nto d e lu ce s, 3er piso , 8 p.m .. Car ga té rmica de e nfriam iento de luce s , 1e r piso, 8. pm. 180. 90 Car ga té rm ica (W). Carga t érm ica (W). 60. 140 100 60 20. 30. -20. 0 Sala 1. Sala 2. Sala 3. Sala 5. Sala 6. Sala 7. Sala 4. Sala 1. Sala 2. Sala 3. Sala 4. Sala 5. Sala 6. Sala 7. Audio -visuales. Seminario. A dministracio n. Fig. 28. C arga térm ica para luces 1er Piso, 8 p.m.. Fig. 29. C arga térm ica para luces 3er Piso, 8 p.m.. Tabla 14. Carga de enfriamiento por alum brado del primer y tercer piso. 5.2.2.. Piso. 10:00 a.m.. 8:00 p.m.. 1 piso 3 piso. 1651,97 W 3055, 1 W. 504,77 W 933,51 W. Ocupantes. Las personas que permanecen en un rec into, dis ipan c alor por medio de interc ambio radiante y convectiv o al entorno y por evaporac ión de la transpir ación natur al de c uer po. Beltr án R. ( 1992), lista una ser ie de valores que c uantifica la gananc ia de calor en un r ecinto, teniendo en cuenta la actividad fís ica que se esté des arrollando. En la tabla 14 pres entan los valores de c alor sensible y latente par a la actividad que se des arrolla en las aulas de computador es ( actividad de ofic ina) .. - 30 -.

(46) Cálculo de la carga de enfriam iento por el personal q p (W ). El cálculo de la car ga de enfria miento por el pers onal que se enc uentra dentro del r ecinto q p (W ) , se obtiene por medio de la siguiente expres ión, ASHRAE (1985): q p = q sens + q lat q sens = q lat. q sens. * No. personas * CLF persona q lat = * No. personas persona. Siendo: q p :Car ga de enfriamiento por los oc upantes que us an las salas. q s : Carga de calor sensible. qlat : Car ga de calor latente.. CLF : Factor de enfriamiento par a los ocupantes.. Tabla 15. Ganancia de calor de las salas de com putadores por ocupante, Beltrán R. (1993) Calor Sensible (W) 75. Calor Latente (W) 75. Calor Total (W) 150. Los estudiantes dur an en promedio de dos horas en las salas de computador es, per o los pues tos es tán constantemente oc upados ; pero entre la 1 p.m. y la 4 p.m. el flujo de oc upación s e r educ e por lo cual se puede afirmar que el factor de c arga de enfriamiento ( CLF) es de 0,75.. - 31 -.

(47) ASHRAE Fundamentals, ( 1985).. Car ga de enfriam iento por per sonal en el 1er piso. Carg a de en fr iamiento por per sonal en el 3er piso. 6000 10000. Carga 4000 térmica (W) 2000. 8000 Carga térmica (W ). 6000 4000. 0. 2000 0 Sala 1. Sala 2. Sala 6. Sala 7. Sala 3. Sala 4. Sala 5. Sala 1. Sala 2. Sala 4. Sala 5. Sala 3 Sala 6. Sala 7. Seminario. Audio-v is uales. Adminis tracion. Fig. 30. Carga térmica por ocupación de 1er Piso.. Fig. 31. Carga térmica por ocupación del 3er Piso.. Luego la car ga tér mic a de enfriamiento debido a los oc upantes, tabulado en el anex o I es:. Tabla 16. Carga de enfriamiento por ocupación del prim er y tercer piso Piso 1 3. 5.2.3.. q p , (W ) 45281,25 39900. Computadores. Caracter ístic as téc nicas: • Fabric ante: Dell Optiplex • Fuente de alimentación 280W 4. 4. Tomado d e: http://www1.euro.d ell.co m/content/produ cts/productdetails.aspx/optix_745?c=es&l=es&s=pub, recup erado el 3 d e Agosto d e 2007 . - 32 -.

(48) El cálculo de la carga de enfriamiento para los equipos de computador es. qc (W ) se v e repres entado en la fig ura 32 y 33 par a los pisos 1 y 3 respectiv amente. Los datos s e enc uentran tabulados en el Anexo J.. Carga de enfria mie nto de computa dore s, 1er piso. Ca rga de enfria miento por los computadore s de l 3e r piso. 3200 2800 2400 2000. 1600. Carga ter m ica 1600 (W) 1200 800. Carga 1200 ter m ica 800 (W) 400. 400 0. Sala 1 Sala 4 Sala 7. 0. Sala 2 Sala 5. Sala 3 Sala 6. S ala 1 S ala 4 S ala 7 A dministracion. Fig. 32. Cargas térmicas por computadores 1er piso. Sala 2 Sala 5 A udio-v is uales. Sala 3 Sala 6 Sem inario. Fig. 33. Carga térmica por computadores 3er piso.. Tabla 17. Carga de enfriamiento por com putadores del prim er y tercer piso. Piso 1 3 5.3.. qc , (W ) 15232 11379. CARGAS TOTALES DE ENFRIAMIENTO. La c arga de enfriamiento es la cantidad de calor que debe extr aer el equipo desde el recinto o zona acondic ionada con el fin de mantener las condiciones inter iores constantes. Beltrán R.(1993) .. El total. de las cargas tér micas de refrigerac ión s e c alcula sumando. - 33 -.

(49) algebr aicamente cada una de las car gas que afectan al r ecinto (pis o 1 y pis o 3), para las 10:00 a.m. y para las 8:00 p.m. s iendo exactamente iguales a las 5. ganancias instantáneas de c alor .. 5.3.1.. Cargas tot ales de enfriamiento a las 10 a.m . Tabla 18. Cargas Tot ales de enfriam iento a las 10 a.m.. 5.3.2.. Hor a. Piso. Car ga de enfriamiento Total por Piso, W. Carga de enfriamiento Total , W. 10:00 a.m. 10:00 a.m.. 1 3. 63835,67 74310,78. 13 8146,44. Cargas tot ales de enfriamiento a las 8 p.m. Tabla 19. Cargas Totales de enfriam iento a las 8 p.m.. Hor a. Piso. Car ga de enfriamiento Total por Piso, W. Carga de enfriamiento Total , W. 8:00 p.m. 1 60319,36 11 1494,51 8:00 p.m. 3 51175,15 Para compr obar si el equipo instalado de 40 Toneladas de Refrigerac ión es capaz de r emover la cantidad de ener gía que hay dentr o de las s alas y mantener las c ondic iones de c onfor t, en su punto de carga máxima,. se. analiz an las cargas de enfriamiento de las tablas 16 y 17, las cuales tienen los valor es que pr oveen infor mac ió n para seleccionar el equipo.. 5. La su ma de l as ganan cias instantán eas d e calo r del recinto no neces ariament e son iguales a l a carga de en friamiento . Esto depende del tipo de construcción de la edi ficación (si es liviana o pesada), puesto que las paredes abso rben el calor, retardando el efecto que este hace en el recinto. No siendo el caso para la edi ficación de la Universidad Católica de Colo mbia (Rafael - 34 - Beltrán).

(50) Sabiendo que 1 Tonelada de refrig eración son 3516 Watt. La ener gía neces aria para remover las cargas máx imas a las 10:00 a.m. es de 39,3 TON de Refrigeración y a las 8:00 p.m. 31,7 TON de Refrigerac ión, luego tengo evidenc ias s uficientes par a dec ir que la unid ad de r efriger ación instalada en la Univ ersidad Católica de Colombia será capaz de remover las c argas de enfriamiento en el mo mento de máx ima c arga y de mantener todas las s alas de computador es c onfortables térmicamente, para la mayor ía de los ocupantes.. 6.. DESCRIPCIÓN DEL SISTEM A. El sistema instalado para las salas de computadores de la Univ ersidad Católic a de Colombia, se clas ifica en la c ategor ía de sis tema todo agua, Wang S. (1994), el cual está integrado por un sistema de aire, un sis tema de agua o hidrónic o y una unidad de refrigerac ión.. El sis tema de aire llamado Unidad de Fan c oil, son s istemas s imples de serpentín, en los que cada unid ad recibe una entrada de agua fría o de chiller y ter mina en un r etorno al s istema de agua. Un ventilador de aspa horizontal toma el air e del medio ambiente ex ter ior, lo pas a por un filtro y un serpentín, que le r emuev e el calor y lo r educe a la temperatur a de dis eño para finalmente desc argarlo en la s ala. El sistema de distr ibución de aire debe mantener la temperatur a de la s ala dentr o de los límites aceptables, la var iac ión de temper atura máx ima aprox imada es. de. 1o C. entr e distin tos. - 35 -. puntos, las c uales dependen.

(51) normalmente del sistema de control. Carr ier, ( 1970).. La entrada del air e ac ondicionado al r ecinto puede s er directamente o tr avés de tramos de ductos. Su objetivo final es el de r emover las c argas tér micas y renov ar. 100%. el. air e. continuamente.. La. figur a. 34. r epr es enta. esquemátic amente el proces o.. Fig. 34. Dia gr am a esqu emátic o d el proc eso de 10 0% de renov aci ón de air e.. El sistema de acondicionamiento de aire tiene como funciones pr incipales:. o Acondicionar el air e de suminis tro enfriándolo, purific ándolo y atenuando cualquier tipo de r uido causado por los ventiladores. o Distribuir el aire ac ondic ionado al r ec into o sala y extr aer el air e para recirc ulac ión o evacuación de aire no deseado.. - 36 -.

(52) o Contr ola las condiciones pr edeter minadas de confort c on un cons umo óptimo de ener gía y mínimo c osto.. El rendimiento del sis tema depende de la for ma como se integra la unidad de refrigeración c on el sis tema de ventil ac ió n y con el sis tema hidr ónic o (tubería, bombas, tanques, etc .). Cada uno de los tres hace parte fundamental par a la evac uación ex itosa de c alor dentro de las salas. Por lo c ual se analizar án los tres s ub-sis temas por separ ado, c on el objetiv o de tener cr iterios sufic ientes para proyec tar una propuesta fundamentada par a la solución del problema.. Fig. 35. Sub.-sist emas de l Sist em a hi drónico centr al.. 6.1.. SISTEMA DE V ENTILACIÓN. La c antidad de air e s uminis tr ada por ocupante es una var iable muy importante a tener en cuenta, porque la tasa de renov ación depende princ ipalmente del número de ocupantes por área de serv icio y de la aplic ación del recinto, Carrier. - 37 -.

(53) (1970).. El es tándar ASHRAE 62- 1981 define una ser ie de r equerimientos. de s uminis tr o de aire por ocupante y r ecomienda en general dis eñar par a 25. (. 3. ). cfm 42,47 m h por oc upante. ⋅. Para calcular la tas a de v entilac ión óptima V , para las salas de c omputadores ⋅ ⋅  se usa la relac ión: V = V * numer o de ocupantes . persona   . 6.1.1. Proceso de enfriamiento del aire húm edo. En el pr oceso de enfriamiento del aire húmedo por debajo del punto de r ocío, parte del vapor de agua s e c ondensa, c omo se ilustr a en la figura 31. Beltrán R. (1993) idealiza este proc eso asumiendo que: a. Todo el aire húmedo se enfría hasta la mis ma temper atura antes de salir del serpentín de enfriamiento. b. Todo el condens ado líquido s e enfría hasta mis ma temperatura antes de s alir del s istema. Luego, el air e húmedo s ale en es tado de saturac ión y la entalpía del condens ado es la del líquido a la temperatura T2.. Fig. 36. Es quema d el p roc eso de enfriamie nto d e ai re por medi o d e un s er pe ntín.. - 38 -.

(54) Para es te pr oc eso se tiene: ⋅. ⋅. ⋅. m a h1 = m a h 2 +1 q 2 + m f h f ⋅. ⋅. m f = m a (W1 − W 2 ) ⋅. 1. [. q 2 = m a (h1 − h2 ) − (W1 − W2 )h f. ]. 6.1.2. Análisis Psicrométrico del acondicionamiento de aire.. Para verific ar el r endimiento del s istema, primero se debe hac er un análisis Ps ic rométr ic o del c ic lo de acondic ionamiento de air e, Wang S. (1994) . En la carta de Mollier o Psicr ométr ica modif ic ada para Bogotá como se r epr es enta en la figura 37. y anexo K, el aire exterior pasa por el serpentín de enfriamiento que le remueve el calor y lo lleva hasta la temperatur a des eada T2. La entalpía en este punto es menor que la del punto anterior , pues a esta condic ió n s e ha extraído la condensación del air e. “ Este pr oceso es altamente idealiz ado: por un lado una vez que el aire húmedo pasa por el serpentín, el vapor de agua comienza a condensarse pasando por una serie de temperaturas antes de llegar hasta el estado final o sea que la condens ación no es en r ealidad a temperatura constante. Por otra parte no todo el air e húmedo se puede poner en contacto con el ser pentín de enfriamiento quedando una parte del aire en una c ondición diferente de la saturación” Beltrán R. ( 1992).. - 39 -.