PRINCIPIOS DE DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO DE HVAC

El enfoque sistémico

Una casa es un sistema hecho
compuesto de partes interrelacionadas:

• La envolvente del edificio
• Refrigeración calefacción
• Ventilación (controlada)
• Calentamiento de agua &
distribución
• Iluminación y electrodomésticos

THE BUILDING ENVELOPE
LA ENVOLTURA DEL EDIFICIO

Envoltura térmica del edificio
• Barrera de aire continua
(Límite de presión)
• Aislamiento completo
Cobertura
(Límite térmico) Límites térmicos y de presión
Crea la envolvente del edificio

LAS CASAS SON SISTEMAS

¿Cómo se hace lo siguiente?
factores afectan el
rendimiento de la
¿Sistema de climatización?
• Estanqueidad al aire de
envoltura de construccion
• Instalación de aislamiento
• Iluminación y electrodomésticos
• ¿Otros?
*El código KY requiere 50%
iluminación de alta eficacia

LAS CASAS SON SISTEMAS

¡La eficacia del HVAC se ve afectada por otros componentes del edificio!

¡LA CALIDAD CUENTA!

• Poca comodidad
• Energia alta
consumo y costo
• IAQ no saludable
• Equipo &
durabilidad del edificio
• Seguridad de la combustión
Un diseño e instalación inadecuados de HVAC pueden
¡Afecta gravemente el rendimiento del hogar!

¡EL FUTURO ES AHORA!

• Los códigos exigen medidas de sellado de sobres y conductos
• Las opciones de equipos sofisticados requieren
diseño e instalación expertos
Diseño e instalación adecuados
se están volviendo cada vez más
importantes como estándares y
la tecnología se vuelve más
avanzado

DESCRIPCIÓN GENERAL DE HVAC

• Objetivo
• Función
•Diseño (dimensionamiento)

OBJETIVO

El propósito del sistema HVAC es
para proporcionar a los ocupantes un
vida cómoda y saludable
ambiente
• Hace más que solo controlar el aire
temperatura
• También proporciona control de la humedad.
• Controlar la humedad relativa es
importante para la comodidad, la IAQ y
durabilidad del edificio

HUMEDAD Y CONFORT

Confort Térmico Humano:
• Los humanos fabricamos termómetros deficientes
• Nuestra sensación de calor o frío se basa en la
La velocidad con la que el calor entra o sale de nuestro cuerpo.
• Esto se ve afectado por una variedad de factores, no solo
temperatura ambiente
• Dado que regulamos nuestra temperatura corporal mediante
transpiración, nuestro nivel de comodidad se ve afectado por la
Nivel de humedad en el aire que nos rodea.
Comodidad
Aire
Temperatura
Relativo
Humedad
Flujo de aire
Circundante
Superficie
Temperatura

HUMEDAD Y CALIDAD DEL AIRE INTERIOR

Los niveles de humedad relativa tienen un importante
impacto en una variedad de cuestiones de calidad de la IAQ

Fuente: Guía de referencia de principios de ciencias de la construcción de BPI
VENTILACIÓN – LA “V” EN HVAC
HVAC no es solo calefacción y refrigeración

• La ventilación puntual se utiliza principalmente
para eliminar la humedad y los contaminantes
en la fuente
• Se utiliza ventilación en toda la casa.
para garantizar que los ocupantes tengan
aire proporcionado de forma controlada
manera
• Los intercambios de aire a través de fugas son
irregular, ineficaz, ineficiente,
y poco saludable!

VENTILACIÓN

• El código exige ventilación mecánica si la estanqueidad
de la casa es <5 ACH50
• La ventilación debe dimensionarse para cumplir con la tabla del código.

TABLA M1507.3.3(1) MECÁNICA CONTINUA PARA TODA LA CASA
REQUISITOS DE TASA DE FLUJO DE AIRE DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN
TIPOS DE VENTILACIÓN PARA TODA LA CASA

Hay una variedad de enteros.
Estrategias de ventilación de la casa:
• Escape únicamente
• Sólo suministro
• Equilibrado

FUNCIÓN – CALEFACCIÓN Y ENFRIAMIENTO

• Hay una variedad de tipos de
sistemas de calefacción y refrigeración
• Nos centraremos en aire forzado por conductos.
sistemas
• Hornos y bombas de calor esencialmente
reemplazar el calor que se pierde a través del
envoltura de construccion
• El aire acondicionado elimina el calor y
humedad (sensible y latente)

CÓMO EL AIRE ACONDICIONADO ELIMINA LA HUMEDAD

• Se sopla aire interior cálido y húmedo
a través de una bobina fría
• El vapor de agua en el aire se condensa.
en la bobina, se acumula y luego sale
el hogar a través del
línea de condensado
• Este proceso lleva tiempo
• Los sistemas sobredimensionados alcanzan el
punto de ajuste del termostato antes
la humedad se elimina de casa
http://www.youtube.com/watch?v=L5jQqmaFKOE
https://www.youtube.com/watch?v=14MmsNPtn6U
Se requiere termostato programable para el horno
La bomba de calor requiere capacidad de bloqueo para evitar
calor de tira innecesario

SECCIÓN 403.1 - CONTROLES DE HVAC

Requisito obligatorio

PUNTO DE EQUILIBRIO DE LA BOMBA DE CALOR

La temperatura a la que la bomba de calor puede entregar exactamente
la misma cantidad de Btu que está perdiendo la casa
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60
Calefacción
Capacidad
Casa
Carga
kBtu/h
Temperatura exterior de
TIPOS DE CARGA DE ENFRIAMIENTO

Sensitivo
Carga
Latente
Carga
Bajo techo, en exteriores
¡Partido de bobinas!
Total = Sensible + Latente
www.ahridirectory.org

HVAC Y HUMEDAD
DIMENSIONAMIENTO DEL EQUIPO HVAC

Los sistemas se dimensionan en orden
para cumplir mejor su función
• La calefacción se dimensiona a una velocidad
para reemplazar las BTU perdidas
• Tamaño AC para señales sensibles y latentes
• El clima es importante
(temperaturas de diseño)
Fuente: ACCA Manual J (2011)
Usado por cortesía de ACCA

PELIGROS DE UN TAMAÑO INCORRECTO

La tendencia a sobredimensionar el aire acondicionado da como resultado:
• Eliminación ineficaz de la humedad
• Poca comodidad
• Preocupaciones sobre la calidad del aire interior
• Problemas de durabilidad
Calefacción:
• Demasiado pequeño: poco confort
• Demasiado grande: ciclo corto
Un tamaño inadecuado puede crear una variedad de problemas
¡Esto es especialmente importante para el aire acondicionado!

FLUJO DE AIRE DEL SISTEMA

Tasas adecuadas de flujo de aire del sistema
son esenciales para una efectiva
Rendimiento de climatización
• Demasiado rápido: poca comodidad y
eliminación de humedad ineficaz
• Demasiado lento: poca comodidad y
problemas con el equipo

LO MEJOR DE AMBOS MUNDOS

Sistemas de velocidad variable:
• Proporcionar estrategias efectivas
para un rendimiento constante
• Pero el rendimiento puede ser
comprometido por un conducto deficiente
diseño, dimensionamiento e instalación
(también filtros)
• Diseño e instalación adecuados
es esencial para avanzados
equipo
ACCA Manual J & S son el código
métodos requeridos utilizados para dimensionar
y seleccione calefacción y refrigeración
equipo
• Manual J – utilizado para determinar
cargas de calefacción y refrigeración de
hogar
• Manual S – utilizado para seleccionar
equipo basado en
manual j
Usado por cortesía de ACCA

ACCA MANUAL J

• Requerido por código
• Determina el calentamiento y
cargas de refrigeración (habitación por
espacio para nuevo
construcción)
• Necesario para la selección,
pero no pretende ser
utilizado exclusivamente para tal
Usado por cortesía de ACCA

¿CÓMO FUNCIONA EL MANUAL J?

• Ubicación
• Orientación
• Sobre
• Conducto y envolvente
opresión
• Ganancias internas
Fuente: ACCA Manual J (2011)
Usado por cortesía de ACCA

PROCESO DE CÁLCULO DE CARGA

• Seleccionar condiciones de diseño
• Ubicación del clima
• Condiciones interiores
• Complete la descripción del edificio
• Tipo de construcción
• Materiales de construcción
• Estanqueidad de la construcción

PROCESO DE CÁLCULO DE CARGA

• Elija el tipo de sistema
• Ejemplo: sistema de aire acondicionado dividido con caldera de gas
• Pueden ser sistemas genéricos o específicos.
• Seleccionar preferencias de distribución
• Materiales de conductos
• Registros, ubicaciones de registros

PROCESO DE CÁLCULO DE CARGA

• Dibujar el plano de planta habitación por habitación
• Una vez completado esto, el software genera la carga.
cálculo
• Seleccione el tipo de equipo
• Elija el tipo de sistema: aire acondicionado dividido con caldera, calefacción
bomba, etc
• Dibujar conductos
• Seleccione el diseño básico (por ejemplo, troncal y ramal o radial)
• Generar informe

ACCA MANUAL S

• Requerido por código
(IRC 2012)
• Utiliza información de carga
del Manual J al
seleccionar equipo
Usado por cortesía de ACCA
ACCA MANUAL S - SIMPLIFICADO
• Calefacción
• Entre 100% - 140%
capacidad de Manual J
• Enfriamiento
• El equipo debe cumplir
tanto sensible como latente
cargas de calor
• No más del 115% de
tamaño especificado o siguiente
tamaño nominal Usado por cortesía de ACCA
ACCA MANUAL S – EXCAVANDO MÁS PROFUNDO
La capacidad real del aire.
equipo de acondicionamiento
depende de:
• Temperatura exterior
• Temperatura interior
• Humedad interior
• Flujo de aire del sistema

La capacidad real puede diferir
de la placa de datos del equipo!
ACCA Manual S es necesario para seleccionar correctamente
equipo basado en las condiciones locales!

• Diseño de conductos
(Manual D)
• Instalación

ACCA MANUAL D

• Se utiliza para diseñar sistemas de conductos.
• Diseño de conductos
• Diámetros de conductos y cfm

• Cada habitación tiene una específica
requisito de flujo de aire
• Los caudales deben ser medidos en campo.
verificado (mejores prácticas)

¡EL SELLADO DE CONDUCTOS ES CRÍTICO!

• El sellado y las pruebas de conductos son
requerido por código
• Los conductos deben estar sellados
independientemente de la ubicación
• La masilla es el material preferido
para sellar

FUGAS EN LOS CONDUCTOS Y PRESIÓN EN LA CASA

Conductos de retorno con fugas
La presión de la casa va (+)

FUGAS EN LOS CONDUCTOS Y PRESIÓN EN LA CASA

Conductos de suministro con fugas
La presión de la casa va (-)

REQUISITOS DE PRUEBA DE CONDUCTOS

• El código de Kentucky requiere
prueba de fugas de conductos
(a menos que se encuentre dentro
espacio acondicionado)
• Incluso si los conductos están exentos
de las pruebas, todavía debe ser
sellado

REQUISITOS DE PRUEBA DE CONDUCTOS

La fuga del conducto debe cumplir con uno de los
siguiente:
• Fugas en los conductos posteriores a la construcción
al aire libre ≤ 8 cfm por 100 pies2
• Ducto total post-construcción
fuga ≤ 12 cfm por 100 pies2
• Fugas totales en el conducto
con AHU ≤ 6 cfm por 100 pies2
• Fugas totales en el conducto
sin AHU ≤ 4 cfm por 100 pies2

¿QUÉ SIGNIFICA?

• La teoría es buena, pero ¿cómo
¿Esto se relaciona con el
¿mundo real?
• Aplicaciones prácticas
Qué
¡¿esto para?!

EL MUNDO REAL

• Manual J y S son ambos
necesario y requerido para
selección
• Sin embargo, el Manual J es
normalmente el más
documento disponible
• ¿Hay alguna manera de hacer
decisiones prácticas con
información limitada?

MANUAL J DOCUMENTACIÓN

• Hay una variedad de maneras de
realizar un Manual J
• Los paquetes de software son
cada vez más utilizado
• El software aprobado por ACCA es
listado en el sitio web de ACCA
• Algunos paquetes de software también
incorporar Manuales S&D
• El software normalmente genera
una variedad de informes
www.acca.org/standards/
software aprobado

MANUAL DE EJEMPLO J ESCENARIO

• Estás realizando un campo
inspección
• Sólo se le proporciona
algún tipo de Manual J
documentación (resumen,
impresión completa, etc.)
• ¿Cómo puedes saber si se trata de un
Manual J legítimo y si el
se seleccionó el equipo
¿adecuadamente?

MANUAL DE EJEMPLO J ESCENARIO

Información disponible:
• Resumen del Manual J (ver
ejemplo de informe en curso
materiales)
• Placas de datos instaladas
equipo (fotos en diapositivas)

DESCARGO DE RESPONSABILIDAD

• Este método se presenta únicamente como un medio para realizar
¡Un control de calidad muy básico en el campo!
• Las capacidades (tamaños) de los equipos que figuran en las placas de datos son
basado en un conjunto específico de condiciones de operación, que
probablemente difieran de las condiciones locales (exteriores e interiores).
temperaturas y HR)!
• Se necesitan datos más detallados del fabricante para
determinar con precisión la capacidad real de un determinado
¡sistema de refrigeración!

MANUAL DE EJEMPLO J ESCENARIO

1. Ubique las cargas de calefacción y refrigeración en el Manual J
2. Determine el tamaño máximo del equipo multiplicando las cargas de
   Manual J por factores derivados del Manual S (tabla)
3. Ubicar capacidades del equipo (placas de datos)
4. Las capacidades del equipo deben cumplir con las cargas del Manual J, pero no
   exceder los resultados de los cálculos del paso 2

   
   

   
   

   MANUAL DE EJEMPLO J – HORNO

   
   

   Del Manual Placa de datos del horno J 80 AFUE
   Nota: 75.000 x 0,8 = 60.000

   
   

   
   

   MANUAL DE EJEMPLO J – AIRE ACONDICIONADO

   
   

5. La carga de refrigeración total del Manual J es 42.242 Btuh y se especifican 4,0 toneladas.
6. El 115 % de la carga de refrigeración es 48 578 Btuh (1,15 x 42 242)
7. El aire acondicionado instalado pesa ~48 000 Btuh (4 toneladas) según el número de modelo.
8. La unidad cumple con la carga de enfriamiento total del Manual J, pero no parece cumplir
   ser mayor que el 115% de esta carga
9. ¡Esto es MUY simplificado y solo debe usarse para identificar las principales señales de alerta!
   Del Manual J Placa de datos de la unidad condensadora del A/C
   Nota: “048” en el modelo no. representa 48.000 Btuh
   48k Btu @ 12k Btu/tonelada = 4 toneladas

   
   

   
   

   PROBLEMAS COMUNES CON LAS ENTRADAS J MANUALES

   
   

   • Los manuales J a menudo no son
   correcto – ambos sin querer
   & intencionalmente
   • Los resultados de un Manual J son
   sólo tan significativo como el
   datos de entrada (GIGO)
   • Hay varios comunes
   errores de entrada que a menudo son
   encontró

   
   

   
   

   LOS SOSPECHOSOS DE SIEMPRE

   
   

   • Temperaturas de diseño
   • Orientación del edificio
   • Número de ocupantes
   • Área de ventana y valor U
   • Fuga de aire

   
   

   
   

   CONDICIONES DE DISEÑO EXTERIOR

   
   

   • La ubicación y las temperaturas de diseño deben
   introducirse con precisión en el software
   • Normalmente, la ciudad se selecciona de un menú.

   
   

   
   

   CONDICIONES DE DISEÑO EXTERIOR

   
   

   • Las temperaturas de diseño exterior son
   enumerados en una tabla en el Manual J
   y dentro del software aprobado
   bases de datos
   • Las condiciones de diseño del 99%
   debería ser usado
   • Los técnicos a menudo anulan
   entradas para ajustar resultados

   
   

   
   

   CONDICIONES DE DISEÑO INTERIOR

   
   

   ACCA especifica 70° para calefacción y 75° y 50% de humedad relativa para refrigeración
   ¡Estas cifras a menudo se ajustan subjetivamente!

   
   

   
   

   ORIENTACIÓN

   
   

   • Las cargas de calefacción y refrigeración de una casa dependen de la
   orientación, especialmente para ventanas
   • Compare la orientación que figura en la documentación del Manual J con la
   orientación real de la casa

   
   

   
   

   NÚMERO DE OCUPANTES

   
   

   • Los ocupantes representan ganancias internas
   • ACCA especifica utilizar el número de
   dormitorios más uno
   • Por ejemplo, una casa de tres dormitorios
   debe tener cuatro ocupantes ingresados
   en el Manual J
   P: ¿Cuántos Btuh asume Manual J para cada persona?

   
   

   
   

   COMPONENTES DE CONSTRUCCIÓN

   
   

   • El Manual J requiere información detallada
   entrada de datos de construcción
   (valor R, valor U, etc.)
   • Si está disponible, compare la
   componentes enumerados a qué
   en realidad está en la casa
   • Preste especial atención a
   áreas de ventanas y
   especificaciones

   
   

   
   

   FUGA DE AIRE

   
   

   • El software normalmente tiene características genéricas.
   categorías de estanqueidad que son
   seleccionado de un menú
   • Ajustado
   • Semi-apretado
   • Promedio
   • Semisuelto
   • Perder
   • Opciones más detalladas permiten la entrada de
   la infiltración real (puerta sopladora)
   • Utilizar la infiltración real (probada)
   resultará en un Manual J más preciso

   
   

   
   

   INSTALACIÓN DE CONDUCTOS - INSPECCIÓN

   
   

   • Compare la disposición de los conductos y
   diámetros a Manual D
   • Si el Manual D no está disponible, busque
   para banderas rojas
   • Plegados, longitud, inadecuados
   soportes, etc

   
   

   
   

   INSTALACIÓN DE CONDUCTOS - INSPECCIÓN

   
   

   • Comparar conducto instalado
   aislamiento con código
   requisitos
   • Se requiere R-8 para áticos
   y exteriores
   • R-6 para otras ubicaciones

   
   

   
   

   RESUMEN

   
   

   • El diseño y la instalación adecuados de HVAC no son
   Sólo se requiere código, pero es importante para
   construcción de calidad
   • A medida que la tecnología mejora, esto se está volviendo
   aún más crucial
   • Los problemas de diseño e instalación pueden provocar que todos
   tipos de problemas

   
   

   
   

   RESUMEN

   
   

   • Man J, S y D son protocolos establecidos
   que se debe realizar
   • Aunque las cosas pueden ser complicadas, hay
   son métodos prácticos para verificar instalado
   componentes e identificar señales de alerta
   • Se deben utilizar métodos de inspección de campo en
   un contexto apropiado

   
   

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