Norma Tecnica Colombiana-ntc4295

NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 4295

2005-11-30

MÉTODO DE ENSAYO PARA CLASIFICACIÓN DE ACONDICIONADORES DE AIRE PARA RECINTO E: METHOD OF TESTING FOR RATING ROOM AIR

CONDITIONERS AND PACKAGED TERMINAL AIR CONDITIONERS

CORRESPONDENCIA: DESCRIPTORES: acondicionadores de aire - clasificación;

acondicionadores de aire - ensayos; acondicionadores de aire - eficiencia energética; acondicionadores de aire - capacidad de refrigeración.

I.C.S.: 23.120.00 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435

Prohibida su reproducción Primera actualización

Editada 2005-12-13

PRÓLOGO El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 4295 (Primera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo del 2005-11-30. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 126 Maquinaria para uso doméstico e industrial para aire acondicionado. ACAIRE ADS INGENIERÍA AIRE IMPERIAL

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA VENTILACIÓN INDUSTRIAL

Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: AIR CONDITIONING AIRE CARIBE LTDA. AIREPURO MACA LTDA. CARVEL LTDA. INGENIEROS CONTRATISTAS EDUARDO OSPINA Y CÍA S.A. EVAPCO INC. FIBERGLASS COLOMBIA FTP ARQUITECTOS GÓMEZ DUARTE RIVEROS INGENIEROS LTDA. HYDRAULIC SYSTEMS S.A. ICA

INDUFRÍAL S.A. REFRITERMO REFROMAYOR LTDA. TECNAIRE THERMOTAR UNIVERSIDAD NACIONAL UNIVERSIDAD PONTIFICA BOLIVARIANA -MEDELLÍN- UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS DE AQUINO -BOGOTÁ- UPME WHIRLPOOL

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados.

DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 4295 (Primera actualización)

1

MÉTODO DE ENSAYO PARA CLASIFICACIÓN DE ACONDICIONADORES DE AIRE PARA RECINTO 1. OBJETO Y PROPÓSITO 1.1 OBJETO 1.1.1 Esta norma tiene por objeto indicar un método de ensayo con el cual obtener la relación de eficiencia energética, las capacidades de refrigeración y cantidades de flujo de aire, que permitan clasificar acondicionadores de aire para recintos y acondicionadores de aire terminales compactos, según la NTC 4366, Eficiencia energética en acondicionadores de aire para recintos. Rangos de eficiencia energética y etiquetado. 1.1.2 Para propósitos de esta norma un acondicionador de aire para recinto se define como un ensamble encerrado en una caja, diseñado como una unidad, principalmente para montarlo en una ventana o a través de una pared, o como una consola. Básicamente está diseñado para suministrar libremente aire acondicionado a un espacio, habitación o zona encerrados. Incluye una fuente primaria de refrigeración y deshumidificación y un medio para circular y limpiar el aire; también puede incluir un medio para calentar y ventilar. Un acondicionador de aire terminal compacto es una combinación seleccionada de fábrica, de componentes, ensambles o secciones calentadores y refrigeradores, destinados para servir a un recinto o zona individual. 1.1.3 Esta norma incluye los acondicionadores de recintos que emplean condensadores refrigerados con agua. 1.1.4 Esta norma no especifica métodos de ensayo para obtener capacidades de calefacción (véase AHSRAE 58-1986)1) . 1.2 PROPÓSITO El propósito de esta norma es:

a) Establecer un método de ensayo uniforme para obtener datos de desempeño para la clasificación y etiquetado.

b) Especificar tipos de equipo para realizar dichos ensayos. c) Especificar los datos que se requieren y los cálculos por usar. d) Enumerar y definir los términos que se utilizan en los ensayos.


2

1.3 MÉTODO PARA USAR ESTA NORMA 1.3.1 Se determina si es aplicable al producto, revisando las Secciones 1 y 2. 1.3.2 Se seleccionan los metodos de ensayo sugeridos en el numeral 4 , la instrumentación del numeral 5 y equipo de medición del flujo de aire del numeral 8. Se pueden utilizar instrumentos diferentes de los que se describen en esta norma, si su precisión está dentro de los limites aquí. definidos Estas alternativas se deben limitar a las descritas en el manual de Fundamentos ASHRAE, 1985, en el capitulo sobre mediciones e instrumentos.2 1.3.3 Se realiza el ensayo y se hacen los cálculos para clasificación de acuerdo con los métodos apropiados, indicados en los numerales 6 y 7. 2. DEFINICIONES calorímetro de recinto es una instalación para ensayo que consta de un compartimiento del lado del recinto y otro del lado exterior, cada uno con un equipo de reacondicionamiento con instrumentos. La salida de este equipo se mide y se controla para equilibrar el efecto de refrigeración total neto del lado del recinto del acondicionador que se está ensayando. efecto de refrigeración latente neto es la capacidad total útil de la unidad para retirar vapor de agua del espacio por acondicionar. efecto de refrigeración sensible neto es la diferencia entre el efecto de refrigeración total neto y el efecto de deshumidificación efecto de refrigeración total neto de una unidad es la capacidad total útil de una unidad para retirar calor del espacio por acondicionar. equilibrio evaporativo de un termómetro de bulbo húmedo es la condición que se obtiene cuando la mecha húmeda que rodea el bulbo sensor de la temperatura ha alcanzado un estado de temperatura constante. Cuando el bulbo y la mecha se exponen al aire a velocidades de aproximadamente 5 m/s (1 000 fpm), la temperatura indicada por el termómetro se puede considerar como una temperatura real de bulbo húmedo. flujo de aire de escape de una unidad es la cantidad de aire del recinto que sale al exterior directamente a través de la unidad. flujo de aire de ventilación de una unidad es la cantidad de aire introducida al recinto directamente a través de la unidad desde el exterior. flujo de aire recirculado es el aire que se descarga desde la unidad al espacio acondicionado cuando todos los reguladores de caudal (dampers) de la unidad de ensayo están cerrados. flujo de filtración de aire es la cantidad de aire que se intercambia entre el lado del recinto y el lado externo a través de una unidad, como resultado de las características de construcción o de técnicas de sellado defectuosas.


3

método calorimetrico las potencias termicas del equipo se calculan atraves de un balance de energia realizando en el modulo de ensayo. El metodo calorimetrico se aplica solo al equipo que utilice aire como fuente o sumidero de calor. método entalpico las potencias termicas se calculan a partir del caudal masico y las temperaturas del fluido a la entrada y salida de la seccion correspondiente. El metodo entalpico se puede aplicar a la seccion interior y exterior del equipo. Cuando se aplique a un equipo o seccion del mismo, que utilice aire como fuente o sumidero de calor, se denomina metodo entalpico a. Cuando se utilice agua como fuente o sumidero de calor, se denomina metodo entalpico- w. exactitud de las lecturas cuando en esta norma se dan los porcentajes límite de las lecturas, la base de referencia es la magnitud de la cantidad más grande medida y no la escala del instrumento. presión barométrica normal es una presión barométrica de 101 kPa (29,92 pulgadas de Hg). unidad de tipo suministro libre toma aire y lo descarga directamente al espacio a ser acondicionado, sin elementos externos que impongan resistencia al aire. prueba A es una prueba de desempeño a estado estable de serpentín húmedo, desarrollada con una temperatura del aire de entrada en el lado interior del equipo de 26,6 °C de bulbo seco y de 19,5 °C de bulbo húmedo. Con una temperatura del aire de entrada en el lado exterior del equipo de 35 °C de bulbo seco. prueba B es una prueba de desempeño a estado estable de serpentín húmedo, desarrollada con una temperatura del aire de entrada en el lado interior del equipo de 26,6 °C de bulbo seco y de 19,5 °C de bulbo húmedo. Con una temperatura del aire de entrada en el lado exterior del equipo de 27,6 °C de bulbo seco. prueba C es una prueba de desempeño a estado estable de serpentín seco, desarrollada con una temperatura del aire de entrada en el lado interior del equipo de 26,6 °C de bulbo seco y una temperatura de bulbo húmedo tal que no resulte en una formación de condensado en el serpentín condensador (se recomienda 13,9 °C o menos), y con una temperatura del aire de entrada en el lado exterior del equipo de 27,6 °C de bulbo seco. prueba D es una prueba de desempeño de serpentín seco con realización de ciclos (con la opción de encendido y apagado de forma manual o automática del circuito normal de control del equipo), desarrollada con una temperatura del aire de entrada en el lado interior del equipo de 26,6 °C de bulbo seco y una temperatura de bulbo húmedo tal que no resulte en una formación de condensado en el serpentín condensador (se recomienda 13,9 °C o menos) y con una temperatura del aire de entrada en el lado exterior del equipo de 27,6 °C de bulbo seco.


4

prueba de serpentín húmedo una prueba conducida a temperaturas interiores de bulbo seco y húmedo, tales que la humedad se condense en el serpentín evaporador del equipo de prueba. prueba de serpentín seco una prueba conducida a temperaturas interiores de bulbo seco y húmedo, tales que la humedad no se condense en el serpentín evaporador del equipo. 3. BASE DE LOS ENSAYOS PARA CLASIFICACIÓN 3.1 DETERMINACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO 3.1.1 Las determinaciones del funcionamiento consisten en:

a) Efectos cuantitativos producidos sobre el aire en el espacio por acondicionar, como refrigeración, deshumidificación, potencia en vatios (W) o en (Btu/h) y flujos de aire nominal en litros sobre segundo (L/s) o en (cfm) bajo condiciones especificadas.

b) Otros datos pertinentes a la aplicación del equipo, como la corriente en amperios y

la entrada de potencia en vatios bajo condiciones especificadas. 4. METODOS DE ENSAYO Se adoptaran como métodos generales de ensayo, el método entalpico y el método calorimétrico.

- En el método calorimétrico, las potencias térmicas del equipo se calcularan a través de un balance de energía realizado en el modulo de ensayo.

- En el método entalpico, las potencias térmicas del equipo se calcularan a partir

del caudal masico y las temperaturas del fluido a la entrada y salida de la sección correspondiente.

APLICABILIDAD DE LOS MÉTODOS DE ENSAYO:

- El método calorimétrico se aplicara solo al equipo que utilice aire como fuente o sumidero de calor.

- El método entalpico se podrá aplicar a la sección interior y exterior del equipo.

Cuando se aplique a un equipo o sección del mismo, que utilice aire como fuente o sumidero de calor, se denominara método entalpico-a. Cuando se utilice agua como fuente o sumidero de calor, se denominara método entalpico-w.

En el ensayo de los equipos se utilizaran simultáneamente dos métodos, que se denominaran directo e indirecto.

- Como método directo se utilizara solo el método entalpico realizado en la sección interior del equipo, exceptuando los ensayos incluidos en el apartado.

- Como método indirecto se utilizara el método entalpico realizado en la sección

exterior, o el método calorimétrico. El ensayo será considerado valido cuando los resultados obtenidos por ambos métodos no difieran en mas de un 5 por 100.


5

4.1 METODOS CALORÍMETROS En este método, la potencia térmica del equipo se determinara a partir energía aportada o extraída por la unidad de tratamiento de aire y de las perdidas o ganancias de calor en el modulo de ensayo, realizando un balance de energía en el mismo. 4.1.1 CALORÍMETROS REQUERIDOS PARA LOS ENSAYOS Los acondicionadores de aire se deben someter a ensayo de capacidad de refrigeración en un calorímetro de tipo “ambiente calibrado” o “equilibrado”, como se describe en los numerales 4.1.3 y 4.1.4. Las condiciones de los dos compartimientos de los calorímetros se fijarán de acuerdo con el tipo de prueba (véase prueba A, B, C ó D). 4.1.2 Calorímetros: generalidades 4.1.2.1 El calorímetro proporciona un método para determinar la capacidad de refrigeración en el lado del recinto, o preferiblemente, en ambos lados simultáneamente. La capacidad del lado del recinto se determina equilibrando los efectos de refrigeración y deshumidificación con las entradas de agua y calor medidas. La capacidad del lado exterior, si se mide, proporciona un ensayo de confirmación de los efectos de refrigeración y deshumidificación, equilibrando el rechazo del agua y el calor en el lado del condensador, con una cantidad medida del medio refrigerante. 4.1.2.2 Los dos compartimientos de los calorímetros, el del lado del recinto y el exterior, están separados por una división aislada que tiene una abertura en la cual se monta el acondicionador. La instalación de éste debe ser similar a la normal en uso. No se debe hacer ningún esfuerzo para sellar la construcción interna del acondicionador, ni para evitar filtraciones de aire desde el lado del condensador hacia el del evaporador o viceversa, distinto de los que indiquen específicamente las instrucciones de instalación del fabricante. No se deben hacer conexiones o alteraciones al acondicionador que interfieran con su funcionamiento normal. Las posiciones de la rejilla, la velocidad del ventilador y similares, se deben fijar para que rindan la máxima capacidad de refrigeración de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Cuando se hacen ensayos en otras condiciones, estos se deben registrar junto con los resultados.

Unidad deensayo

Compartimiento

Compartimiento

Dispositivo equalizadorde la presión

Resistencia deenfriamiento

Resistencia derecalentamiento

Ventilador

MezcladoresMezcladores

Ventilador

Humidificador

Calentador

Tubos paramuestreo del aire

interior

exterior

Figura 1a. Calorímetro tipo recinto calibrado típico


6

Unidad deensayo

Compartimientointerior

Compartimientoexterior

Dispositivo equalizadorde la presión

Resistencia deenfriamiento

Resistencia derecalentamiento

Ventilador

Mezcladores

Mezcladores

Ventilador

Humidificador

Calentador

Tubos paramuestreo del aire

Espacio con temperaturadel aire controlada

Figura 1 b. Calorímetro tipo “recinto con ambiente equilibrado”

4.1.2.3 En la división entre los compartimientos interior y exterior debe haber un dispositivo ecualizador de la presión, para mantener una presión equilibrada entre ellos, y también permitir la medición del aire de filtración, escape y ventilación. En la Figura 2 se ilustra una disposición sugerida de los componentes para tal dispositivo, con toberas. Como el flujo de aire de un componente al otro puede ser en cualquier dirección, se debe usar una de las siguientes disposiciones, un montaje en direcciones opuestas o uno reversible. Los tubos analizadores de la presión del manómetro deben estar localizados de forma que no les afecte el aire descargado desde el acondicionador en ensayo ni el escape desde el dispositivo ecualizador de presión. El ventilador o impelente (blower) que expulsa aire desde la cámara de descarga debe permitir la variación de su flujo de aire por cualquier medio adecuado, como un accionador de velocidad variable, o un regulador de caudal (damper) como se ilustra en la Figura 2. El escape desde el ventilador o impelente (blower) no debe afectar la entrada de aire al acondicionador en ensayo. La entrada de energía al motor del ventilador del dispositivo ecualizador se debe incluir en la entrada al compartimiento en el que se coloca durante el ensayo de capacidad. El dispositivo ecualizador se debe ajustar durante los ensayos del calorímetro o las mediciones del flujo de aire, de forma que la diferencia en la presión estática entre los compartimientos exterior e interior no supere una presión de 0,005 pulgadas columna de agua (1,25 Pa). En el numeral 7 se especifican los detalles de la construcción y cálculos.


7

4.1.2.4 El tamaño del calorímetro debe ser suficiente para evitar cualquier restricción a las aberturas de entrada o de descarga del acondicionador. En las aberturas de descarga del equipo de reacondicionamiento debe haber placas perforadas u otras rejillas adecuadas para evitar velocidades del aire reacondicionado superiores a 0,5 m/s (100 fpm) dentro de un área de 0,91 m (3 pies) alrededor del acondicionador en ensayo. Se debe dejar espacio suficiente en frente de cualquier rejilla de entrada o descarga del acondicionador para evitar la interferencia con el flujo de aire. La distancia mínima desde el acondicionador hasta las paredes o el techo de los compartimientos debe ser 0,91 m (3 pies). Los acondicionadores de tipo consola se deben montar sobre el piso con su parte posterior en posición normal con la división que separa el calorímetro. 4.1.2.5 Cada compartimiento debe tener un equipo de reacondicionamiento para circular el aire y mantener las condiciones prescritas. El equipo para el compartimiento del lado interior consta de calentadores para suministrar calor sensible y un humidificador. La fuente de energía puede ser electricidad, vapor o cualquier otra que se pueda controlar y medir. El equipo de reacondicionamiento para el compartimiento del lado exterior debe suministrar refrigeración y deshumidificación. Se puede emplear un serpentin de refrigeración, equipado con reguladores de caudal de paso (damper de by-pass) para controlar la temperatura de bulbo seco con agua a temperatura variable, o una cantidad variable de agua para controlar la temperatura del bulbo húmedo. Si se desea, se puede usar un artefacto deshumidificador o recalentador o ambos, junto con el serprntin de refrigeración. El equipo de reacondicionamiento para ambos compartimientos debe tener ventiladores de suficiente capacidad para superar la resistencia del equipo y circular no menos de dos veces la cantidad de aire circulado por el acondicionador al lado interior o exterior, según el caso. El equipo de reacondicionamiento nunca debe circular menos de un cambio de aire por minuto. 4.1.2.6 Se deben utilizar termómetros, instrumentos o tubos de muestreo de aire de lectura remota para medir las temperaturas especificadas de bulbo seco y húmedo en ambos compartimientos del calorímetro. El diámetro interno de los tubos de muestreo, donde se inserta el termómetro, no debe ser menor que 75 mm (3 pulgadas). La velocidad del aire sobre los instrumentos de medición de la temperatura de bulbo húmedo debe ser aproximadamente 5 m/s (1 000 fpm). Las mediciones de bulbo húmedo superiores o inferiores a este valor se deben corregir de acuerdo con lo establecido en la norma ASHRAE 41.1 19863. El tubo de muestreo de aire se puede sacar de las paredes del calorímetro para facilitar la lectura de los termómetros, pero se debe sellar y aislar par evitar filtraciones de aire y calor. Los ventiladores del tubo de muestreo y los motores del ventilador se deben instalar completamente dentro de los compartimientos del calorímetro y su consumo eléctrico se debe incluir en la medición. El motor del ventilador se coloca de forma que su calor no cause estratificación del aire que pasa al acondicionador. El ventilador debe dirigir el aire sobre los termómetros y devolverlo al mismo compartimiento de forma que no afecte las mediciones de la temperatura o la circulación del aire desde el acondicionador.


8

Tubo captor de presión

Compartimiento deequalización de la presión

de la toberaPresión de la velocidad

D

1,5 D mín

1,5 D mín

3,5 D mínCámara de descarga

Ventilador de escape

Regulador de caudal(Damper)

Figura 2. Dispositivo ecualizador de la presión 4.1.2.7 Se reconoce que en ambos compartimientos, los gradientes de temperatura y los patrones de flujo del aire resultan de la interacción del equipo reacondicionador y el acondicionador en ensayo. Por tanto, las condiciones resultantes son peculiares para, y dependientes de, una combinación del tamaño del compartimiento, la disposición y el tamaño del equipo de reacondicionamiento y las características de la descarga de aire de los acondicionadores en ensayo. En consecuencia, no se puede especificar un solo sitio para las mediciones de las temperaturas de bulbo seco y húmedo, que sea aceptable para todas las combinaciones de instalaciones del calorímetro y acondicionadores de aire que se puedan ensayar. Se espera que las temperaturas de ensayo especificadas que rodean la unidad en ensayo simulen lo mejor posible una instalación normal de dicha unidad, operando en condiciones ambientales idénticas a estas temperaturas. El punto de medición de las temperaturas de ensayo especificadas, tanto de bulbo seco como húmedo se debe registrar y debe ser tal, que se cumplan las siguientes condiciones:


9

a) Las temperaturas medidas deben representar las que rodean a la unidad y simular las condiciones que se encuentran en una aplicación real para el lado interior y el exterior como se indicó anteriormente.

b) En el punto de medición, el aire descargado desde la unidad de ensayo no debe

afectar la temperatura del aire. Por ello es obligatorio que las temperaturas se midan “aguas arriba” (upstream) de cualquier recirculación producida por la unidad de ensayo.

En los siguientes literales se ilustra la intención de los anteriores:

a) Si las condiciones del movimiento de aire y los patrones de flujo del aire en el compartimiento del calorímetro son favorables, las temperaturas se pueden medir a la salida del equipo de reacondicionamiento.

b) Si se ha establecido que la unidad en ensayo no produce recirculación de la

descarga a la abertura de entrada, las temperaturas especificadas se pueden medir inmediatamente “aguas arriba” (upstream) de esta abertura. En este caso, se debe tener cuidado de asegurar que el equipo de medición de la temperatura no ayude ni restrinja al acondicionador de aire en ninguna forma.

4.1.2.8 Las superficies interiores de los compartimientos del calorímetro deben ser de un material no poroso, con todas las juntas selladas para evitar filtraciones de aire y humedad. Las puertas de acceso deben estar herméticamente selladas contra tales filtraciones mediante empaques u otros medios adecuados. 4.1.3 Calorímetros tipo “ambiente” 4.1.3.1 Una forma de calorímetro para recinto es el de tipo “ambiente” calibrado, que se ilustra en la Figura 1A. Este, incluyendo la división separadora, se debe aislar para evitar filtraciones de calor superiores al 5,0 % de la capacidad del acondicionador de aire. Se debe dejar un espacio que permita la libre circulación bajo el piso del calorímetro. 4.1.3.2 La filtración de calor se determina tanto en el compartimiento del lado interior como en el exterior, al menos cada dos años, o antes si se modifica la instalación, por el método especificado que se describe en esta norma. Todas las aberturas se deben cerrar. Se calienta un compartimiento a la vez hasta una temperatura estable, por lo menos 11,11 °C (20 °F) mayor que la temperatura ambiente circundante. Se considera que el equilibrio alcanza cuando 8 lecturas sucesivas tomadas a intervalos de 15 min (900 s) no difieren en más de 0,56 °C (1 °F). La temperatura ambiente se debe mantener dentro de ± 1,11 °C (± 2 °F) fuera de todas las seis superficies que envuelven el compartimiento, incluida la división. Si la construcción de la división es idéntica a la de las otras paredes, la filtración de calor a través de ella se determina con base en un área proporcional. 4.1.3.3 El siguiente procedimiento se puede usar para calibrar la filtración de calor a través de la división separadora sola. Se hace una corrida como se describe en el numeral 4.3.2. La temperatura del área adjunta en el otro lado de la división se puede elevar a la misma del compartimiento calentado, eliminando así la filtración de calor a través de la división, mientras se mantiene el diferencial de 11,11 °C (20 °F) entre el compartimiento calentado y el ambiente circundante de las otras cinco superficies envolventes. La diferencia en la entrada de calor entre la primera corrida y la segunda permite determinar la filtración a través de la división sola.


10

4.1.4 Calorímetro tipo "ambiente equilibrado" 4.1.4.1 Una segunda forma de calorímetro es el tipo “ambiente equilibrado”, que se ilustra la Figura 1B. Se basa en el principio de mantener la temperatura de bulbo seco, alrededor del compartimiento particular, igual a las temperaturas de bulbo húmedo que se mantienen dentro del compartimiento. Si la temperatura ambiente de bulbo húmedo también se mantiene igual a la que hay dentro del compartimiento, las disposiciones a prueba de vapor del numeral 4.1.2.8 se pueden modificar. 4.1.4.2 El techo, el piso y las paredes de los compartimientos del calorímetro deben estar a una distancia suficiente del techo, piso y paredes de las áreas controladas en las que se colocan los compartimientos, para que la temperatura sea uniforme en el espacio que se está acondicionando. Se recomienda que esta distancia sea por lo menos de 305 mm (12 pulgadas). 4.1.4.3 La filtración de calor a través de la división se debe introducir en el balance térmico y se determina por calibración de acuerdo con lo indicado en el numeral 4.1.3. 4.1.4.4 El compartimiento del lado exterior no requiere que se utilice el encerramiento adicional para la operación en ambiente equilibrado cuando sólo se usa el método de ensayo para la capacidad del lado interior. 4.1.5 Calorímetro y equipo auxiliar para ensayos de acondicionadores de aire para

recinto con condensadores refrigerados con agua 4.1.5.1 Se debe utilizar el compartimiento del lado del recinto de un calorímetro, sea del tipo “calibrado” o “equilibrado” (véanse los numerales 4.1.3 o 4.1.4). 4.1.5.2 Para medir el flujo y la temperatura se emplean instrumentos como los descritos en el numeral 5, para determinar el aumento de la temperatura en el agua que refrigera el condensador. Las líneas de agua se deben aislar entre el condensador y los puntos en que se mide la temperatura. El flujo de agua se mide directamente del medidor de flujo calibrado, o de la siguiente forma:

)TM

w(

mins

TM

W

=

=60

en donde

W = tasa de flujo de masa de agua. lb/h (kg/s) M = peso del agua recogida, lb (kg) T = tiempo para recoger el agua, min (s)

4.2 MÉTODOS ENTALPICOS En el método entalpico, las potencias térmicas del equipo se calcularan a partir del caudal masico y las temperaturas del fluido a la entrada y salida de la sección correspondiente.


11

4.2.1 Método entalpico -A En este método, la potencia térmica del equipo se determinara a partir del caudal masico y de la temperatura seca o de las temperaturas seca y húmeda del aire a la entrada y salida de la sección correspondiente. Este método se aplicara a la sección interior del equipo de acuerdo con los esquemas descritos en el parrafo siguiente.Los esquemas anteriores podrán aplicarse asimismo a la sección exterior, siempre que se verifiquen las restricciones contempladas en el numeral E). Se recomienda que la disposición relativa del equipo a ensayar y de los equipos auxiliares se ajuste a uno de los esquemas siguientes:

A) Configuración en paralelo, representada esquemáticamente en la Figura 3.

El equipo a ensayar se situara en el modulo de ensayo. A la salida del equipo, se acoplara un dispositivo de medición de caudal de aire, que descargara directamente en el modulo de ensayo. Una unidad de tratamiento de aire mantendrá el aire del modulo en las condiciones establecidas de temperatura seca y húmeda. En esta configuración, el equipo y la unidad de tratamiento están en paralelo en relación con el aire del modulo. La temperatura seca y o húmeda del aire a la entrada y salida del equipo, el caudal de aire, la presión estática disponible y el consumo de energía se medirán con la instrumentación adecuada.

B) Configuración en serie, esquematizada en la Figura 4. El equipo se situara en el

modulo de ensayo. El dispositivo de medición de caudal aire se acoplara a la salida del equipo e ira conectado directamente con la unidad d tratamiento de aire. La descarga de aire de la unidad de tratamiento mantendrá en el modulo la temperatura seca y húmeda del aire previamente establecidas. En esta configuración, el equipo y la unidad de tratamiento están en serie en relación con el aire del modulo. La instrumentación adecuada medirá las temperaturas, caudales, presión estática y consumo de energía.

C) Al ensayar equipos en los cuales el compresor no es refrigerado por el aire

exterior, se tendrá en cuenta la energía radiante procedente del mismo.

Para ello, independientemente de la configuración adoptada, se situara el equipo, o la sección correspondiente del equipo a ensayar, en el interior de un recinto tal como se indica en la Figura 3. El recinto se construirá con un material no poroso, con juntas estancas al aire y a la humedad y, preferentemente, aislado térmicamente. Sus dimensiones permitirán al aire circular libremente entre el equipo y las paredes del recinto, y en ningún caso la separación entre ambos será inferior a 15 centímetros. La entrada de aire al recinto se situara lo mas lejos posible de la aspiración del equipo, de tal forma que el aire circule a través de todo el recinto. La conexión del equipo con el dispositivo de medición de caudal de aire se aislara adecuadamente en su recorrido por el interior del recinto.

D) Los esquemas representados en las Figuras 3 y 4 tendrán un carácter ilustrativo

de las diferentes posibilidades existentes y no estarán limitados a los equipos mostrados en las mismas.

Cuando se utilice una configuración diferente de las descritas en el apartado anterior, se procurara no crear condiciones anormales de funcionamiento en los alrededores del equipo a ensayar.


12

E) Cuando se realice el método entalpico en la sección exterior del equipo, se comprobara que el acoplamiento del dispositivo de medida del caudal de aire no modifique el funcionamiento del equipo ensayado, y en caso de que lo modifique se corregirá esta variación.

Para realizar esta corrección, se soldaran sendos termopares en la sección media del intercambiador interior y exterior del equipo, aproximadamente. Alternativamente, se podrán situar sondas de presión, inatacables por el refrigerante, en las líneas de aspiración y descarga del compresor. El equipo se pondrá en marcha en las condiciones del ensayo, solo con el dispositivo de medida del caudal de aire interior conectado. Se registraran los datos necesarios en intervalos de diez minutos, durante un periodo no inferior a una hora, una vez alcanzado el régimen permanente. A continuación, se acoplara el dispositivo de medida de caudal de aire exterior y se registraran las medidas de temperatura y presión correspondientes. Si el valor medio de estos valores, una vez alcanzado el equilibrio, no se encuentra dentro de un 0,5 o su equivalente en presión, en relación con los valores medios observados durante el ensayo preliminar, se ajustara el caudal de aire exterior hasta que se alcance la diferencia anterior. El ensayo continuara durante una hora con el dispositivo de medida de caudal exterior conectado, una vez que se haya alcanzado el régimen permanente y que los resultados obtenidos con el ensayo en la unidad interior durante este intervalo concuerden en un mas o menos 2 por 100, con los obtenidos en el ensayo preliminar. El caudal de aire exterior ajustado por el procedimiento anterior, se utilizara en el calculo de la potencia térmica del equipo. No obstante, se utilizara en los cálculos el consumo del ventilador exterior durante el ensayo preliminar.

- Arreglo de túnel aire – entalpía, véase la Figura 3

Cuarto de pruebadel lado interior

Cuarto de pruebadel lado exterior

Equipo de reacondicionamiento Equipo de reacondicionamiento

Instrumentos de medición de temperatura

Aparato de medición deflujo de aire aislado

Instrumentos de mediciónde temperatura

Manómetro

Deflectores

Aislamiento

Aislamiento

RejillasMezcladorRejillas

Sección deserpentín interior

Mezclador

Instrumentosde mediciónde temperatura

Manómetro

Aislamiento

Unidad exterior

Aparato de medición deflujo de aire aislado

Figura 3. Método de un tunel aire entalpía


13

- Arreglo de enlace aire – entalpía, véase la Figura 4

Instrumentosde medición

de temperatura

Manómetro

Flujo deaire Unidad

deprueba

airede

Flujo

Cuarto de pruebadel lado interior del lado exterior

Cuarto de prueba

Aparato medidorde flujo de aire

Aparato acondicionador

Figura 4. Método de enlace de aire-entalpía 4.2.2 Método de entalpía de refrigerante 4.2.2.1 Descripción general 4.2.2.2 En este método la capacidad es determinada por el cambio de la entalpía del refrigerante y la razón de flujo; los cambios de entalpía son determinados de las mediciones de temperatura y presión de refrigerante a la entrada y la salida, y la razón de flujo es determinada por un medidor de flujo colocado en la línea del líquido. 4.2.2.3 Este método puede ser usado para pruebas a equipos en los cuales la carga del refrigerante no es crítica, y en donde los procedimientos normales de instalación involucran la conexión de las líneas de refrigerante en campo. 4.2.2.4 Este método no debe usarse para pruebas en las que el líquido refrigerante a la salida del medidor de flujo está subenfriado a menos de 1,7 °C, ni para pruebas en las cuales el vapor sobrecalentado a la salida de la sección interior es de menos de 2,8 °C. 4.2.3 Método entalpico-W En este método, la potencia térmica del equipo se determinara a partir del caudal masico y temperatura del agua, medidos a la entrada y salida de la sección correspondiente. Este método podrá aplicarse a la sección interior y exterior del equipo, según el esquema descrito en el numeral 4.2.1 E). En cualquier caso, el intercambiador correspondiente del equipo estará aislado con un espesor no inferior a 25 mm de fibra de vidrio o equivalente.


14

El equipo se situara en el modulo de ensayo y la entrada y salida del mismo se conectaran directamente con una unidad de tratamiento de agua, que mantendrá la temperatura del agua a la entrada y o salida del equipo, en las condiciones de ensayo. Entre ambos se situara un dispositivo de medida de caudal. Una unidad de tratamiento de aire mantendrá en el modulo la temperatura marcada por las condiciones de ensayo. La instrumentación adecuada medirá las temperaturas, caudal, presión estática disponible y consumos de energía. 5. INSTRUMENTOS 5.1 INSTRUMENTACIÓN La instrumentación debe garantizar la reproducibilidad y exactitud de las lecturas de ensayo. Las técnicas e instrumentos de medición deben ser conformes con lo indicado en el Capitulo 13, Measurement and Instruments de ASHRAE Fundamental Handbook, 19852. Se pueden incluir instrumentos alternos si su precisión da mediciones equivalentes. La instrumentación para lecturas críticas se debe duplicar si no se usa el método de ensayo simultáneo de capacidad de los lados interior y exterior. 5.2 INSTRUMENTOS PARA LA MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA La medición de la temperatura y los instrumentos para realizarla, deben ser conforme lo indica la norma ASHRAE 41.1:19861. 5.2.1 Exactitud del instrumento de medición

a) En las temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo del aire reacondicionado en los compartimientos del calorímetro y las temperaturas del agua refrigerante, debe ser ± 0,05 °C (± 0,1 °F).

b) En las temperaturas de bulbo seco y húmedo para mediciones del flujo de aire,

debe ser ± 0,5 °C (± 1,0 °F). c) En todas las demás temperaturas, la exactitud debe ser de ± 0,3 °C (± 0,5 °F).

5.2.2 En ningún caso la división más pequeña de la escala del instrumento de medida de la temperatura debe ser mayor que dos veces la exactitud especificada. Por ejemplo, para una exactitud especificada de ± 0,05 °C (± 0,1 °F), la división más pequeña de la escala no debe exceder de 0,1 °C (0,2 °F). 5.3 INSTRUMENTOS PARA MEDIR LA PRESIÓN (SIN INCLUIR BARÓMETROS) 5.3.1 La exactitud de los instrumentos para medir la presión del aire debe permitir mediciones aproximadas a 1,25 Pa (± 0,005 pulgadas columna de agua). 5.3.2 Las mediciones de la presión del agua refrigerante del condensador se hacen con un instrumento cuya precisión sea de ± 2 % del valor medido. 5.3.3 En ningún caso la división más pequeña de la escala del instrumento medidor de la presión puede exceder dos veces la exactitud especificada.


15

5.4 INSTRUMENTOS ELÉCTRICOS 5.4.1 Las mediciones eléctricas se hacen con uno de los siguientes instrumentos:

a) Indicadores b) Integradores

5.4.2 Los instrumentos que se usan para medir los consumos eléctricos del calorímetro deben tener una exactitud de ± 0,5 % de la cantidad medida. 5.5 INSTRUMENTOS PARA LA MEDICIÓN DEL FLUJO DE AGUA 5.5.1 Las mediciones del volumen se hacen con uno de los siguientes instrumentos, que tenga una exactitud de ± 1,0 % de la cantidad medida:

a) Medidor de la cantidad de líquido b) Medidor del flujo del líquido

5.5.2 El medidor de la cantidad de líquido consta de un tanque con capacidad suficiente para acumular el flujo por lo menos durante 2 min, midiendo peso o volumen. 5.6 OTROS INSTRUMENTOS 5.6.1 Las mediciones de tiempo se hacen con instrumentos cuya exactitud sea de ± 0,2 %. 5.6.2 La medición del peso se hace con un aparato cuya exactitud sea de ± 1,0 %. 5.7 CALIBRACIÓN La exactitud especificada de todos los instrumentos se debe verificar al menos una vez al año por comparación con un patrón secundario cuya calibración sea trazable según el organismo normalizador nacional. 6. ENSAYO DE CAPACIDAD DE REFRIGERACIÓN 6.1 REQUISITOS DE ENSAYO 6.1.1 Para cumplir los requisitos de esta norma se usa uno de los dos métodos simultáneos para determinar las capacidades, los resultados determinados deben concordar dentro de 4 %, o se verifica periódicamente (y al menos cada seis meses) el funcionamiento del compartimiento del lado interior, con un dispositivo normalizado, calibrador de la capacidad de refrigeración. El dispositivo calibrador puede ser también otro acondicionador de aire para recinto cuyo funcionamiento se haya medido con el método de medición simultánea interior y exterior, en un laboratorio independiente, aceptado como parte de un programa de verificación de la capacidad de refrigeración a nivel industrial. 6.1.2 La capacidad de ensayo es la suma de las capacidades sensible, latente y total de calefacción, determinadas en el compartimiento del lado interior.


16

6.1.3 Los ensayos se deben llevar a cabo bajo las condiciones de temperatura seleccionadas, sin hacer cambios en la velocidad del ventilador ni en la resistencia del sistema para corregir las variaciones de la presión barométrica de 29,92 pulgadas columna de Hg (101 kPa). Sin embargo, la capacidad se puede incrementar en 0,8 % para cada pulgada columna de Hg por debajo de 29,92 pulgadas columna de Hg (0,24 % por cada kPa por debajo de 101 kPa). 6.1.4 Véase Tabla 1 para variaciones permitidas en las lecturas de los ensayos 6.1.5 Las condiciones equilibradas de ensayo se deben mantener dentro de las variaciones que se indican en la Tabla 1 por lo menos durante 1 h antes de registrar los datos para este ensayo de capacidad. El ensayo se hace durante 1 h, registrando datos cada 10 min para obtener 7 grupos de lecturas. 6.1.6 En la Tabla 2 se enumeran los datos requeridos. La Tabla muestra información general necesaria pero no pretende limitar los datos por obtener. 7. CÁLCULOS DE LA CAPACIDAD DE REFRIGERACIÓN 7.1 CÁLCULOS DE LA CAPACIDAD DE REFRIGERACIÓN METODO CALORIMETRICO El efecto total neto de refrigeración en el lado del recinto, tal como se ensaya en el calorímetro tipo “ambiente calibrado” o “ambiente equilibrado”, (véanse las Figuras 1A y 1B), se calcula de la siguiente forma:

qtr = 3,41 ΣΕr + (hw1 - hw2 ) wr + qLp + qLr

(qtr = ΣEr + 1000 (hw1 - hw2 ) wr + q Lp + q Lr )

en donde

qtr = efecto de refrigeración total neto, determinado en el compartimiento del lado interior, W (Btu/h)

ΣEr = suma de toda la entrada de potencia al compartimiento del lado interior, W hw1 = entalpía del agua o vapor suministrado para mantener la humedad kJ/kg (Btu/lb). Si no se introduce

agua durante el ensayo, hw1 se toma a la temperatura del agua en el tanque humidificador del equipo de reacondicionamiento.

hw2 = entalpía de la humedad condensada que sale del compartimiento del lado interior, kJ/kg (Btu/lb).

Como la transferencia de la humedad condensada del compartimiento del lado interior al del exterior usualmente ocurre dentro del acondicionador de aire, con la consecuente dificultad para medir su temperatura, se puede suponer que la temperatura del condensado es igual a la temperatura de bulbo húmedo del aire que sale del acondicionador.

wr = vapor de agua condensado por el acondicionador. Se mide reacondicionando el equipo según la

cantidad de agua evaporada en el compartimiento del lado interior para mantener la humedad requerida, kg/s (lb/h).

qLp = filtración de calor al compartimiento del lado interior a través de la división entre ambos

compartimientos, determinada por el ensayo de calibración, W (Btu/h). qLr = filtración de calor al compartimiento del lado interior a través de las paredes, techo y piso

(pero sin incluir la división), determinada por el ensayo de calibración, W (Btu/h).


17

7.1.1 Cuando se toman mediciones simultáneas de la capacidad, el efecto de refrigeración total neto en el lado exterior, ensayado en el calorímetro tipo ambiente calibrado o equilibrado (véanse las Figuras 1A y 1B) se calcula de la siguiente forma:

qto = qc - 3,41 ΣE0 - 3,41E + (hw3 - hw2 ) wr + qLp + qLo

(qto = qc - ΣE0 - E + 1000 (hw3 -hw2 ) wr + qLp + qLo )

en donde

qto = efecto de refrigeración del recinto, total neto, determinado en el lado exterior, W (Btu/h) qc = calor retirado por el serpentin refrigerante en el compartimiento exterior , W (Btu/h) ΣE0 = suma de todo el consumo de potencia a cualquier equipo, como recalentadores,

ventiladores, etc. en el compartimiento exterior, vatios (W) E = consumo total de potencia del acondicionador, W hw2 = entalpía de la humedad condensada que sale del compartimiento del lado interior, definida

en el numeral 7.1., kJ/kg (Btu/lb) hw3 = entalpía de la condensación retirada por el serpentin de tratamiento del aire en el equipo de

reacondicionamiento del compartimiento exterior, tomada a la temperatura en la que el condensado sale del compartimiento, kJ/kg (Btu/lb)

wr = vapor de agua condensado por el acondicionador, como se define en el numeral 7.1 kg/s

(lb/h) qLp = filtración de calor fuera del compartimiento exterior a través de la división entre el

compartimiento interior y el exterior, determinada en el ensayo de calibración, W (Btu/h) Esta cantidad debe ser numéricamente igual a qLp utilizada en la ecuación (1) si y sólo si el área de la división expuesta al lado exterior es igual al área expuesta al compartimiento del lado interior.

qto = filtración de calor fuera del lado exterior (pero sin incluir la división), como se determina en

el ensayo de calibración, W (Btu/h) 7.1.2 El efecto de refrigeración latente neto se calcula así:

qd = 1600 w r

(qd = 2,465 x 106 w r) en donde

qd = efecto de refrigeración latente neto, Btu/h (W) wr = vapor de agua condensado por el acondicionador de aire, definido en el numeral 7.1. lb/h

(kg/s)


18

Tabla 1. Variaciones permitidas en las lecturas de los ensayos

Lectura

Variación del promedio aritmético respecto de

las condiciones nominales

Máxima variación de lecturas individuales en 10 min respecto de las condiciones nominales

* Todas las temperaturas de aire entrantes bulbo seco bulbo húmedo

* Temperatura del aire alrededor de un calorímetro en

ambiente equilibrado bulbo seco bulbo húmedo

Tensión (en la conexión de la unidad) Temperatura del agua que entra y sale del condensador enfriado con agua o resistencia de acondicionamiento

0,28 °C (0,5 °F) 0,17 °C (0,3 °F)

0,56 °C (1,0 °F) 0,28 °C (0,5 °F)

1 % (1 %)

0,11 °C (0,2 °F)

0,56 °C (1,0 °F) 0,34 °C (0,6 °F)

1,11 °C (2,0 °F) 0,56 °C (1,0 °F)

2 % (2 %)

0,22 °C (0,4 °F)

Tabla 2. Datos por registrar para ensayos de capacidad de refrigeración

Elemento Unidades

1 Fecha -

2 Observadores -

3 Presión barométrica kPa (pulgadas Hg)

4 Velocidad de los ventiladores de la unidad de ensayo rpm (rps)

5 Tensión aplicada a la unidad de ensayo (véase la Nota a) voltios (V)

6 Frecuencia de la tensión aplicada a la unidad de ensayo (véase la Nota a) hz (Hz)

7 Entrada de corriente eléctrica a la unidad de ensayo (véase la Nota a) amps (A)

8 Potencia de entrada a la unidad de ensayo (véase la Nota a) vatios (W)

9 Temperatura de bulbo seco y húmedo del aire en el compartimiento interior del calorimetro (véase la Nota b) °C (°F)

10 Temperatura de bulbo seco y húmedo del compartimiento al lado exterior del aire del calorímetro (véase la Nota b) °C (°F)

11 Potencia total de entrada a los compartimientos exterior e interior (véase la Nota c) vatios (W)

12 Cantidad de agua evaporada en el humidificador kg/s (lb/h)

13 Temperatura del agua del humidificador que entra al compartimiento del lado interior, o dentro del tanque del humidificador °C (°F)

14 Tasa de flujo del agua de refrigeración a través del compartimiento exterior, serpentin de reacondicionamiento (véase la Nota c) kg/s (lb/h)

15 Temperatura del agua de refrigeración que entra al compartimiento exterior, serpentin de reacondicionamiento (véase la Nota c) °C (°F)

16 Temperatura del agua de refrigeración que sale del compartimiento exterior, serpentin de reacondicionamiento (véase la Nota c) °C (°F)

17 Temperatura del agua condensada que sale del compartimiento exterior (véase la Nota c) °C (°F)

18 Volumen del flujo de aire a través de la tobera de medición del medidor de flujo de la división, incluyendo la dirección, hacia adentro o hacia afuera del recinto L/s (cfm)

19 Diferencia en la presión de aire estática entre los compartimientos de la división del calorímetro

Pa (pulgadas columna de agua)

20 Tasa de flujo de agua a través del condensador, para condensadores refrigerados con agua kg/s (lb/h)

Continúa...


19

Tabla 2. (Continuación)

Elemento Unidades

21 Temperatura del agua que entra al condensador, para condensadores refrigerados con agua °C (°F)

22 Temperatura del agua que sale del condensador, para condensadores refrigerados con agua °C (°F)

23 Diferencia en la presión del flujo de agua en la entrada y en la salida del condensador, para condensadores refrigerados con agua kPa (psi)

24 Temperatura de bulbo húmedo del aire que sale del lado interior en el acondicionador °C (°F)

25 Temperatura de bulbo seco y húmedo del aire que rodea los compartimientos interiores del calorímetro de ambiente equilibrado °C (°F)

26 Temperatura de bulbo seco del aire que rodea el calorímetro tipo recinto calibrado °C (°F)

NOTA a Entrada eléctrica total a la unidad de ensayo, excepto si en la unidad hay más de una conexión eléctrica externa; la entrada a cada conexión se registra por separado.

NOTA b Véase el numeral 4.2.7

NOTA c Lado exterior sólo para ensayos simultáneos de capacidad

7.1.3 El efecto de refrigeración sensible neto se calcula así:

qs = qtr - qd en donde

qs = efecto de refrigeración sensible neto, W (Btu/h) 7.2 ACONDICIONADORES DE AIRE CON CONDENSADORES REFRIGERADOS CON

AGUA 7.2.1 El equipo de ensayo se describe en el numeral 4.1. 7.2.2 El efecto de refrigeración total neto es la capacidad determinada en el lado del recinto y se calcula como está indicado en el numeral 7.1. 7.2.3 El efecto de refrigeración total neto en el lado del condensador se calcula como se indica a continuación:

qtw = Ww + (Tw2 - Tw1 ) -3,41 E

(qtw = 4190 Ww (Tw2 - Tw1 ) - E)

en donde

Ww = tasa de flujo de agua a través del condensador, kg/s (lb/h) Tw2 = temperatura del agua que sale del condensador °C (°F) Tw1 = temperatura del agua que entra al condensador °C (°F) E = entrada total de potencia a la unidad de ensayo, vatios (W)


20

7.2.4 El efecto de refrigeración latente neto se calcula de acuerdo con el numeral 7.1.2 7.2.5 El efecto de refrigeración sensible neto se calcula como se indica en el numeral 7.1.3 7.3 CÁLCULOS DE LA CAPACIDAD DE REFRIGERACIÓN METODO ENTALPICO 7.3.1 Método entalpico-A El ensayo en estas condiciones es un método que permite determinar la potencia térmica a partir del caudal masico y de las temperaturas de bulbo seco y húmedo, con las cuales se determinan las entalpías. Como método indirecto se utilizara el método entalpico realizado en la sección externa (condensador). El ensayo se considera valido cuando los resultados obtenidos no discrepen menos del 5 %. Una vez alcanzado el regimen estable o normal, se efectuaran cuando menos 7 mediciones en 1 h (cada 10 min). Las ecuaciones de calculo en el evaporador seran:

wwevap.vent.evapaire hmW)hshe(meQ &&&& −+−= Como ecuación contraste en el condensador:

)WW()hschec(m'eQ rcondensado.ventcompresorrcondensadoaire&&&& +−−=

Finalmente debe verificarse para cada punto medido que:

%5eQ/)'eQeQ( ≤− &&& La Relación de eficiencia eficiencia energética se calculara como el resultado del promedio de las 7 mediciones en condiciones estables, durante 1 h, o 1 d:

∑

∑

=

== 7

1iD

7

1i

iW

eiQ

REE&

&

en donde

he y hs son las entalpías del aire en la entrada y la salida del evaporador y condensador

respectivamente, ww hm& son el flujo de condensado y la entalpía del condensado. DW&

es la potencia demandada medida. Como metodo de contraste directo por el lado del condensador, la capacidad puede ser:

)WW()hschec(meQ rcondensado.ventcompresorrcondensadoaire&&&& +−−=

que se puede reemplazar por:

)WW()hschec(meQ veDrcondensadoaire

&&&& −−−= Un método de contraste indirecto, consiste en medir la capacidad del refrigerante:


21

7.3.2 MÉTODO DE ENTALPÍA DE REFRIGERANTE 7.3.2.1 Descripción general 7.3.2.1.1 En este método la capacidad es determinada por el cambio de la entalpía del refrigerante y la razón de flujo; los cambios de entalpía son determinados de las mediciones de temperatura y presión de refrigerante a la entrada y la salida, y la razón de flujo es determinada por un medidor de flujo colocado en la línea del líquido. 7.3.2.1.2 Este método puede ser usado para pruebas a equipos en los cuales la carga del refrigerante no es crítica, y en donde los procedimientos normales de instalación involucran la conexión de las líneas de refrigerante en campo. 7.3.2.1.3 Este método no debe usarse para pruebas en las que el líquido refrigerante a la salida del medidor de flujo está subenfriado a menos de 1,7 °C, ni para pruebas en las cuales el vapor sobrecalentado a la salida de la sección interior es de menos de 2,8 °C. 7.3.2.2 Mediciones de flujo de refrigerante -entalpía de refrigerante- 7.3.2.2.1 La razón del flujo del refrigerante debe ser medido con un medidor de flujo (del tipo integrador) conectado en la línea del líquido después del instrumento de control de refrigerante. Este medidor debe dimensionarse para que la caída de presión no exceda el cambio de presión de vapor que un cambio de temperatura de 1,7 °C podría producir. 7.3.2.2.2 Los instrumentos de medición de temperatura y presión y una "mirilla" deben ser instalados inmediatamente en contrasentido del medidor para determinar si el refrigerante líquido está adecuadamente subenfriado; se considera adecuado el subenfriamiento de 1,7 °C y la ausencia de algunas burbujas de vapor en el líquido de salida del medidor. Se recomienda que el medidor sea instalado en la parte más baja de un "rizo o vuelta" en la línea del líquido para tomar ventaja de la presión estática del líquido así suministrado. 7.3.2.3 Mediciones de presión y temperatura de refrigerante La temperatura y presión del refrigerante entrando y saliendo del lado interior del equipo debe ser medida con instrumentos que estén de acuerdo con lo establecido en el numeral 5. 7.3.3 Cálculos de enfriamiento -entalpía de refrigerante- 7.3.3.1 La capacidad total de enfriamiento, basada en los datos de flujo de refrigerante volátil, es calculada como sigue:

irrrtci E)hh(xVq −−= 12ρ

iterefrigeran W)hh(meQ &&& −−= 41 en donde

h1 y h4 son las entalpías del refrigerante calculada en la entrada o salida del evaporador y iW& es la potencia de entrada en el lado interno, en el condensador las entalpías deben ser 2 y 3. Como ecuación de contraste puede usarse el calculo por el lado del condensador:

)2h1h(mW

)3h2h(mQ

terefrigeranC

terefrigeranC

−=

−=

&&

&&


22

La capacidad del evaporador seria por el lado del condensador, sera la capacidad del condensador menos la potencia medida en la red de de entrada o demandada, DW& :

DC WQeQ &&& −= Finalmente debe verificarse para cada punto medido que:

%eQ/)'eQeQ( 5≤− &&& La relación de eficiencia eficiencia energética se calculara como el resultado del promedio de las 7 mediciones en condiciones estables, durante 1 h, o 1 d:

∑

∑=

=

=7

1

7

1

iD

i

iW

eiQREE

&

&

Se pueden manejar las mismas precisiones del ensayo de la NTC 3291, o las del método calorimétrico. 7.3.5 Método de flujo de agua del serpentín condensador 7.3.5.1 Descripción general 7.3.5.2 En este método, la capacidad total de enfriamiento es determinada de las mediciones del cambio de la temperatura del agua del serpentín condensador. 7.3.5.3 Este método puede ser utilizado para probar equipo el cual usa agua como un pozo o fuente de calor. Este puede ser usado también para equipo ensamblado tipo paquete y para aquel con el serpentín condensador remoto, si éste está aislado o el fabricante recomienda su aislamiento con no menos de 25 mm de fibra de vidrio (o su equivalente). Este método puede ser usado sólo cuando el compresor esté ventilado en el flujo de aire interior o esté en un compartimiento interior encerrado, el cual no esté ventilado ni aislado de la misma manera como se describe arriba para el serpentín condensador. 7.4 MEDICIONES DE LA RAZÓN DE FLUJO DE AGUA 7.4.1 La razón de flujo de agua del serpentín condensador debe ser medido con una cantidad de líquido o un medidor de flujo, de acuerdo con la NTC 5115. 7.4.2 Medición de temperatura 7.4.2.1 Las temperaturas del agua de entrada y salida deben ser medidas con instrumentos, de acuerdo con lo especificado en la sección de ensayos con calorimetros. 7.4.2.2 Cálculos de enfriamiento -flujo de agua del serpentín condensador- 7.4.2.3 La capacidad total de enfriamiento, basada en los datos del lado exterior es calculada como sigue:

twwpwwtco E)tt(cwq −−= 34


23

8. MEDICIONES DEL FLUJO DE AIRE 8.1 DETERMINACIONES DEL FLUJO DE AIRE 8.1.1 Cuando se miden las cantidades de aire en el lado del recinto de la unidad de ensayo, se deben determinar usando los aparatos y procedimientos de ensayo prescritos en esta norma. 8.1.2 Los ensayos se deben realizar bajo la tensión y frecuencia nominales, con el medio de refrigeración fuera de operación. 8.2 TOBERAS 8.2.1 Las toberas se deben fabricar de acuerdo con lo indicado en la Figura 5 e instalar de acuerdo con las disposiciones mencionadas a continuación.

D 0,6 D

23 D

D2 D mín

Eje dela elipse

Aproximación elíptica

Sección del cuello

Figura 5. Método de un tunel aire entalpía 8.2.2 Los coeficientes de descarga de las toberas se pueden determinar con el uso del cuadro de alineación, Figura 7. 8.3 APARATOS 8.3.1 Las mediciones del flujo de aire se hacen con aparatos similares al que se ilustra en las Figuras 2, 5 y 6. 8.3.2 Se coloca una o más toberas construidas de acuerdo con la Figura 5 en la pared de la cámara receptora, descargando a la cámara de descarga, y su tamaño debe ser tal que la velocidad en el cuello no sea menor que 15 m/s (3 000 fpm). Las distancias centro a centro entre las toberas en uso no debe ser menor que tres diámetros del cuello y la distancia desde el centro de cualquier tobera hasta cualquiera de las cuatro paredes adyacentes laterales no debe ser menor que 1,5 diámetros del cuello. El tamaño y la disposición de la cámara receptora debe ser suficiente para permitir una velocidad de aproximación uniforme a las toberas o debe tener tabiques de difusión adecuados para lograr este propósito. Se puede considerar que las toberas así instaladas tienen una corrección despreciable para la velocidad de aproximación.


24

8.3.3 Para establecer que existe una presión estática cero en la descarga del acondicionador de aire en la cámara receptora, un manómetro debe tener un lado conectado a una o más conexiones de presión estática ubicadas al mismo nivel con la pared interior de la cámara receptora.

Ducto adaptador

Conecta el acondicionadorcon la cámara receptora

Presión de lacámara receptora Presión dinámica

de la tobera

Tabiques difusores

Regulador de caudal

Cámara dedescarga

Ventiladorde escape

Dispositivo de muestreode la temperatura del aire

Cámarareceptora

2,5 D mín1,5 D mín

D

3 D mín

1,5 D mín(DAMPER)

Figura 6. Método de enlace de aire-entalpía

4,0 1000

3,0 750

2,0 500

1,0 250

0,8 200

0,6 150

0,4 100

0,2 50

400300

200

1008060

4030

20

10

0,995

0,990

0,980

0,970

0,960

0,9500,940

5

4

3

2

1

127

102

76

51

25

-6,7

-4,4

15,6

25,7

37,8

48,9

60,0

71,1

20

40

60

80

100

120

140

160

en H O Pa

Cd R (10)In mm

°C °F

2

x

1

Presión develocidad

Coefeicientede descarga Temperatura

de bulbo seco

mm

INSTRUCCIONES: ENTRE EL GRÁFICO USANDO LAS ESCALAS DE DIÁMETRO Y TEMPERATURA PARA OBTENER EL PUNTO EN LA ESCALA DEL ÍNDICE (x). USE EL ÍNDICE Y LA PRESIÓN

Figura 7. Determinación del coeficiente de descarga de la tobera


25

8.3.4 El tamaño y disposición de la cámara de descarga debe ser tal que la distancia desde el centro de cualquier tobera hasta la pared lateral adyacente no sea inferior a 1,5 diámetros del cuello, ni haya menos de cinco diámetros del cuello hasta la siguiente obstrucción, a menos que se usen tabiques de difusión. 8.3.5 Un ventilador de escape se debe conectar a la cámara de descarga para superar la resistencia de la cámara, las toberas y los tabiques de difusión. 8.3.6 Para medir la caída de presión a través de las toberas uno o más manómetros en paralelo deben tener un lado conectado a una o más conexiones de presión estática ubicadas al mismo nivel con la pared interna de la cámara receptora. El otro lado de los manómetros se conecta de manera similar a una o más conexiones estáticas de presión en la pared de la cámara de descarga. Las conexiones de presión estática se colocan de manera que no les afecte el flujo de aire. Si se desea, la presión dinámica de la corriente de aire que sale de las toberas se puede medir con un tubo Pitot, pero, cuando hay más de una tobera en uso, las lecturas del tubo Pitot se deben determinar para cada tobera. Las lecturas de la temperatura se emplean para determinar la densidad del aire y el coeficiente de descarga de la tobera. 8.4 MEDICIÓN DEL FLUJO DE AIRE RECIRCULADO 8.4.1 El flujo de aire recirculado de la unidad de ensayo se debe medir con un aparato similar al que se ilustra en la Figura 6. 8.4.2 La salida o salidas del acondicionador de aire se conectan a la cámara receptora mediante conductos adaptadores cuya resistencia al aire sea despreciable. 8.4.3 El ventilador de escape se debe ajustar para que dé una presión estática cero en la descarga del acondicionador de aire en la cámara receptora. 8.4.4 Se deben tomar las siguientes lecturas:

a) Presión barométrica, kPa (pulgadas columna de mercurio) b) Temperatura de bulbo seco y húmedo en la tobera, °C (°F) c) Presión de velocidad en la tobera, Pa (pulgadas columna de agua) d) Tensión aplicada, voltios, y frecuencia Hz

8.4.5 Flujo de aire medido, Qn en L/s (cfm), a través de una sola tobera

500961 ,'ndn )hv(ACQ =

50961 ,'

n )hv(CdAQn =

[ ]P)W(/)nv(nv

P)W(nv,

nv

+−=′

+=′

1101

1

9229


26

en donde Cd = coeficiente de la tobera (véase la Figura 5) A = área de la tobera, m2 (ft 2) h = presión de velocidad en el cuello de la tobera o diferencia en la presión estática a través de

la tobera, pulgadas columna de agua (Pa) vn = volumen específico del aire bajo las condiciones de temperatura de bulbo seco y húmedo

existentes en la tobera, pero con presión barométrica normal, m3 / kg de aire seco (ft3 /lb) v’n = volumen específico del aire en la tobera, m3 / kg (ft3 /lb) de mezcla de vapor de agua W = proporción de humedad específica de aire en la tobera, kg de humedad/kg de aire seco

(lb/lb). P = presión barométrica, kPa (pulgadas columna de agua)

* Si la presión barométrica no se desvía más de 1 pulgada columna de mercurio (3,38 kPa) respecto de

29,92 pulgadas columna de mercurio (101 kPa), v’n puede, por simplicidad, considerarse igual a vn 8.4.6 El flujo de aire a través de toberas múltiples se debe calcular de acuerdo con lo indicado en el numeral 8.4.5, excepto que la tasa de flujo total de aire debe ser la suma de Qn para cada tobera que se use. 8.4.7 Flujo de aire normal, Qs , en L/s (scfm)

( )nv,/QnsQ

nv,

nQsQ

′=

′=

21

0750

8.5 MEDICIÓN DEL FLUJO DE AIRE DE ESCAPE, VENTILACIÓN Y FILTRACIÓN 8.5.1 El flujo de aire de ventilación, escape y filtración se debe medir con aparatos similares al que se ilustra en la Figura 2. 8.5.2 Las siguientes lecturas se deben tomar con el dispositivo ecualizador ajustado a un diferencial de presión estática entre el compartimiento del lado del recinto y del lado exterior, no mayor de 0,005 pulgadas columna de agua (1,25 Pa):

a) Presión barométrica, kPa (pulgadas columna de mercurio) b) Temperatura de bulbo seco y húmedo en la tobera, °C (°F) c) Presión de velocidad en la tobera, Pa (pulgadas columna de agua) d) Tensión aplicada, voltios, y frecuencia Hz

8.5.3 Los valores del flujo de aire se deben calcular de acuerdo con lo indicado en los numerales 8.4.5 a 8.4.7.


27

ANEXO A

NORMAS QUE DEBEN CONSULTARSE 1. ASHRAE Standard 58-1986, “Method of Testing Room Air Conditioner Heating Capacity”.

1986. 2. ASHRAE Fundamentals Handbook, Chapter 13, Measurements and Instruments, 1985. 3. ASHRAE Standard 41.1:1986, Standard Method for Temperature Measurement”, 1986. 4. ASHRAE Standard 41.3:1989, Standard Method for Pressure Measurement”, 1989. 5. ASHRAE Standard 41.2:1987, (RA 92), Standard Method for Laboratoty Air Flow

Measrurement”, 1987. 6. FIDE-CONAE. Norma Oficila mexicana para eficiencia energetica de acondicionadores de

aire tipo central central, NOM-011.


28

ANEXO B

BIBLIOGRAFÍA AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR CONDITIONING ENGINEERS, INC. Method of Testing for Rating Room Air Conditioners and Packaged Terminal Air Conditioners: ANSI /ASHRAE 16 , 1988. 10p. (ANSI/ASHRAE 16-1988). REAL DECRETO 2643/1985, DE 18 DE DICIEMBRE, POR EL QUE SE DECLARA DE OBLIGADO CUMPLIMIENTO LAS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE EQUIPOS FRIGORÍFICOS Y BOMBAS DE CALOR Y SU HOMOLOGACIÓN POR EL MINISTERIO DE INDUSTRIA Y ENERGÍA. NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-011 ENERO 1996, Eficiencia energética de acondicionadores de aire tipo central limites. Método de prueba y etiquetado.

Norma Tecnica Colombiana-ntc4295

Documents

Transcript of Norma Tecnica Colombiana-ntc4295