MEMORIA DE CÁLCULO

SERVICIO DE REEMPLAZO DEL SISTEMA DE AIRE

ACONDICIONADO Y PRESURIZADO DE LA SS.EE.
ODP - REFINERIA TALARA

REVISIÓN DESCRIPCION REALIZADO REVISADO APROBADO

1 Emitido para proyecto RFG RFG ABG

LIMA, 19 DE ENERO DEL 2021

ÍNDICE
1. OBJETIVO ...........................................................................................................................1
2. ALCANCE ............................................................................................................................1
3. NORMAS Y CÓDIGOS .........................................................................................................1
4. AIRE ACONDICIONADO .....................................................................................................1
4.1. MÉTODO DE CÁLCULO ........................................................................................................................1
4.2. CONDICIONES DE DISEÑO...................................................................................................................2
4.2.1. CONDICIONES EXTERIORES AMBIENTALES .....................................................................2
4.2.2. CONDICIONES INTERIORES DE SALA ...............................................................................2
4.3. PARÁMETROS DE CÁLCULO TÉRMICO ................................................................................................ 3
4.3.1. COEFICIENTES DE TRANSMISIÓN ....................................................................................3
4.3.2. CARGA TÉRMICA POR ILUMINACIÓN Y POR EQUIPAMIENTO .......................................3
4.3.3. CARGA TÉRMICA DISIPADA POR PERSONAS ..................................................................3
4.3.4. CARGA TÉRMICA DISIPADA POR INFILTRACIÓN .............................................................3
4.4. HERRAMIENTA DE CÁLCULO ...............................................................................................................3
4.5. RESULTADOS ......................................................................................................................................3
5. CÁLCULOS DE CAUDAL DE PRESURIZACIÓN ......................................................................4
5.1. Cálculo de fugas..................................................................................................................................4
5.2. Reporte general de caudal de fugas para presurización por ambiente ............................................ 11
6. ANEXO .............................................................................................................................11
 1. OBJETIVO
El presente documento se refiere al proyecto de aire acondicionado y sistema de
presurización para Servicio de Reemplazo del Sistema de Aire Acondicionado y
Presurizado de la SS.EE. UDP de PETRÓLEOS DEL PERÚ PETROPERÚ SA, en adelante
PETROPERÚ, ubicado en las instalaciones de Refinería Talara, Ciudad Talara,
Distrito Pariñas, Departamento Piura.
Para tal fin se tomará en cuenta los datos de brindados por ASHRAE para la ciudad
de Talara, así como los planos de arquitectura y datos descriptivos de
componentes del sistema eléctrico de salas eléctricas proporcionados por el
cliente.
2. ALCANCE
La presente memoria de cálculo abarca el los ambientes de la Subestación
eléctrica:
- Primera planta.
- Segunda Planta.
3. NORMAS Y CÓDIGOS
Códigos y normas a tomar en cuenta:

• Norma EM.030 Instalaciones de Ventilación.

• Norma EM.050 Instalaciones de Climatización.
• ASHRAE American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning
Engineers.
• SMACNA Sheet Metal & Air Conditioning Contractors' National Association.
• AMCA (Air Movement and Control Association).

4. AIRE ACONDICIONADO
4.1. MÉTODO DE CÁLCULO
Para obtener las cargas térmicas utilizaremos la metodología indicada por
ASHRAE, como sabemos las cargas térmicas se dan por efecto de las condiciones
1
 climáticas, radicación solar, disipación de calor de equipos, alumbrado y
ocupantes. El método en cuestión es CLTD (Cooling Load Temperature Difference)
que significa “Carga de refrigeración por diferencia de temperatura”.
4.2. CONDICIONES DE DISEÑO

4.2.1.CONDICIONES EXTERIORES AMBIENTALES

De acuerdo a los datos obtenidos de ASHRAE, en la ciudad de Talara, tenemos

los siguientes datos:
Elevación (msnm): 86 m (282 pies)
Latitud sur: 5º
Longitud oeste: 81º
Los parámetros de temperatura de bulbo seco y bulbo húmedo para el año de
2017 de la provincia de Talara según ASHRAE CLIMATIC DESIGN CONDITIONS 2017 (ashrae-
meteo.info) son:

4.2.2. CONDICIONES INTERIORES DE SALA

Las condiciones de sala de los ambientes interiores de los ambientes de la

Subestación eléctrica del piso 1 y 2 en verano serán:
- Temperatura de bulbo seco interior: 22 ºC. (72°F)
- Humedad relativa: 50% + - 10% (No controlada)

2
4.3. PARÁMETROS DE CÁLCULO TÉRMICO

4.3.1. COEFICIENTES DE TRANSMISIÓN

Los coeficientes de transmisión “U” utilizados son:
Muros y cubiertas = 0.35 (btu/hr)/ .°F.
Suelos = 0.35 (btu/h)/ .°F.
Cristales = 1.00 (btu/h)/ .°F.
Factor de sombra (cristal) = 0.70.

4.3.2. CARGA TÉRMICA POR ILUMINACIÓN Y POR EQUIPAMIENTO

Disipación de calor por:
Iluminación: 25 W/ .
Equipo: 30 KW/ nivel.

4.3.3. CARGA TÉRMICA DISIPADA POR PERSONAS

Sensible: 250 (btu/h)/persona.
Latente: 200 (btu/h)/persona.

4.3.4. CARGA TÉRMICA DISIPADA POR INFILTRACIÓN

Caudal de infiltración por cada ambiente de sala: 1,700cfm (obtenido del
cálculo de caudal de presurización)

4.4. HERRAMIENTA DE CÁLCULO

El software utilizado para el cálculo es el “Elite Software CHVAC Comercial Loads”
utilizado para realizar los cálculos de carga térmica que cumplen con los métodos y
parámetros de ASHRAE.
Este software permite realizar el cálculo de la carga térmica de cada ambiente,
considerando los factores que contribuyen al aumento de ésta, como son factores
climatológicos, factores de transferencia de calor de los materiales utilizados en la
construcción, número de personas, carga térmica por iluminación, equipamiento,
etc, teniendo como resultado un reporte final de cargas por zona trabajada. (Anexo
1).

4.5. RESULTADOS
Del cálculo térmico ejecutado y obtenido mediante el software (Anexo 1) tenemos
el siguiente resumen de cargas y la correspondiente capacidad de los ambientes de
la sub estación pisos 1 y 2.

3
 TABLA DE CARGA TÉRMICA

Ambiente Carga Sensible Carga Latente Carga Total

Primera Planta 198,481 btu/hr 89,975 btu/hr 288,456 btu/hr

Segunda Planta 187,404 btu/hr 89,975btu/hr 277,380 btu/hr

5. CÁLCULOS DE CAUDAL DE PRESURIZACIÓN

La presente memoria de cálculo abarca en los ambientes de la Subestación
eléctrica:
5.1. Cálculo de fugas
Presenta fugas de aire por:
- Puerta simple
- Puerta doble
- Pases de tuberías, ductos, bandejas, etc.
- Paredes, piso techo.
*Puerta simple: Ranura inferior de la puerta
1ro Calculamos el NP:

P=

Donde:
NP: Diferencia de presión adimensional
X: Profundidad de la brecha (pulg.)
Δp: Diferencia de presión (pulg. columna de agua.)
Dh: Diámetro hidráulico (pulg.)
ρ: densidad del aire (0.075lb/pie3)
ʋ: Viscosidad cinemática (pie2/seg.)
Reemplazando

P=

4
NP= 78,6108
Como, 250 <= NP < 10^6
NQ = 0.016984N
Donde: α = 1.01746 - 0.044181
NQ: Flujo adimensional
 NQ= 493
Para el cálculo de caudal de presurización se tiene la ecuación:

V=
Donde:
L: Longitud de la brecha (pies)
a: Espesor de la brecha (pulg.)
 V1= 79 cfm
*Puerta simple: Ranura lateral y superior de la puerta
1ro Calculamos el NP:

P=

Donde:
NP: Diferencia de presión adimensional
X: Profundidad de la brecha (pulg.)
Δp: Diferencia de presión (pulg. columna de agua.)
Dh: Diámetro hidráulico (pulg.)
ρ: densidad del aire (0.075lb/pie3)
ʋ: Viscosidad cinemática (pie2/seg.)
Reemplazando

P=

5
NP= 20,124
Como, 250 <= NP < 10^6
NQ = 0.016984N
Donde: α = 1.01746 - 0.044181
NQ: Flujo adimensional
 NQ= 62
Para el cálculo de caudal de presurización se tiene la ecuación:

V=
Donde:
L: Longitud de la brecha (pies)
a: Espesor de la brecha (pulg.)
 V2= 161 cfm
Multiplicando por el factor de flujo para puerta simple F=0.95
 V2= 161*0.95 = 153 cfm
 Entonces por una puerta simple fugan
 Vs=V1+V2 = 79+153 = 240cfm.
*Puerta doble: Ranura inferior de la puerta
1ro Calculamos el NP:

P=

Donde:
NP: Diferencia de presión adimensional
X: Profundidad de la brecha (pulg.)
Δp: Diferencia de presión (pulg. columna de agua.)
Dh: Diámetro hidráulico (pulg.)
ρ: densidad del aire (0.075lb/pie3)

6
ʋ: Viscosidad cinemática (pie2/seg.)
Reemplazando

P=

NP= 78,6108
Como, 250 <= NP < 10^6
NQ = 0.016984N
Donde: α = 1.01746 - 0.044181
NQ: Flujo adimensional
 NQ= 493
Para el cálculo de caudal de presurización se tiene la ecuación:

V=
Donde:
L: Longitud de la brecha (pies)
a: Espesor de la brecha (pulg.)
 V3= 158 cfm
*Puerta doble: Ranura lateral y superior de la puerta
1ro Calculamos el NP:

P=

Donde:
NP: Diferencia de presión adimensional
X: Profundidad de la brecha (pulg.)
Δp: Diferencia de presión (pulg. columna de agua.)
Dh: Diámetro hidráulico (pulg.)
ρ: densidad del aire (0.075lb/pie3)

7
ʋ: Viscosidad cinemática (pie2/seg.)
Reemplazando

P=

NP= 20,124
Como, 250 <= NP < 10^6
NQ = 0.016984N
Donde: α = 1.01746 - 0.044181
NQ: Flujo adimensional
 NQ= 62
Para el cálculo de caudal de presurización se tiene la ecuación:

V=
Donde:
L: Longitud de la brecha (pies)
a: Espesor de la brecha (pulg.)
 V4= 255 cfm
Multiplicando por el factor de flujo para una puerta doble F=0.86
 V4= 255*0.86 = 219 cfm
 Entonces por una puerta doble fugan
 Vs=V1+V2 = 158+219 = 377cfm.
*Cálculo de caudal a través de pases, tuberías, bandejas y cables
Datos de ingreso: (cálculo para un área de fuga equivalente a 1 pie2)
Área de flujo: 1 pie2
Coeficiente de flujo: 0.65
Densidad del aire: 0.075lb/pie3
Diferencia de presión: 0.15 pulg. columna de agua

8
Reemplazando en la ecuación
v = 776

Vaf= 674cfm/pie2.
*Cálculo de caudal a través de paredes, piso y techo
Hallaremos el área total de fuga por ambiente analizado:
Área de flujo: 0.135 pie2
Coeficiente de flujo: 0.65
Densidad del aire: 0.075lb/pie3
Diferencia de presión: 0.15 pulg. columna de agua
Reemplazando en la ecuación
v = 776

Sala de tableros – Primera planta

Área Área de
Pared Nomenclatura Área Número de de Área efectiva Ratio de fuga fuga
puerta total
pie2 puertas pie2 pie2 pie2/pie2 pie2
Pared 1 A1 374 1 26.66 347.34 5.00E-05 0.017367
Pared 2 A2 600 0 0 600 5.00E-05 0.03
Pared 3 A3 374 0 0 374 5.00E-05 0.0187
Pared 4 A4 600 0 0 600 5.00E-05 0.03
Techo T1 388 0 0 388 5.00E-05 0.0194
Piso P1 388 0 0 388 6.00E-05 0.0194

0.139 pie2
Vppt= 140cfm/pie2.

9
Subestación – Primera planta
Área de
Área de Área
Pared Nomenclatura Área Número de Ratio de fuga fuga
puerta efectiva
total
pie2 puertas pie2 pie3 pie2/pie2 pie2
Pared 1 A1 380 1 26.66 353.34 5.00E-05 0.017667
Pared 2 A2 1230 0 0 1230 5.00E-05 0.0615
Pared 3 A3 380 0 0 380 5.00E-05 0.019
Pared 4 A4 1230 0 0 1230 5.00E-05 0.0615
Techo T1 968 0 0 968 5.00E-05 0.0484
Piso P1 968 0 0 968 5.00E-05 0.0484

0.266 pie2
Vppt= 268cfm/pie2.

Subestación – Segunda planta

Área de
Área de Área
Pared Nomenclatura Área Número de Ratio de fuga fuga
puerta efectiva
total
pie2 puertas pie2 pie3 pie2/pie2 pie2
Pared 1 A1 260 1 26.66 233.34 5.00E-05 0.011667
Pared 2 A2 638 0 0 638 5.00E-05 0.0319
Pared 3 A3 260 0 0 260 5.00E-05 0.013
Pared 4 A4 638 0 0 638 5.00E-05 0.0319
Techo T1 1653 0 0 1653 5.00E-05 0.08265
Piso P1 1653 0 0 1653 6.00E-05 0.09918

0.270 pie2
Vppt= 273cfm/pie2.

10
 5.2. Reporte general de caudal de fugas para presurización por ambiente
TABLA RESUMEN GENERAL DE CAUDALES DE FUGA PARA PRESURIZACIÓN
CAUDAL / PIE2
CAUDAL POR CAUDAL POR DE FUGA POR PASES, CAUDAL DE
PUERTA SIMPLE PUERTA DOBLE TUBERÍAS, BANDEJAS FUGA POR
CAUDAL CAUDAL
Y CABLES PAREDES,
NIVEL AMBIENTE CALCULADO SELECCIONADO
PISO Y
CAUDAL/ CAUDAL/ ÁREA CAUDAL/
CANT. CANT. TECHO
PUERTA PUERTA DE FUGA ÁREA
UND. CFM UND. CFM PIE2 CFM/PIE2 CFM CFM CFM
SALA TABLERO 1 232 0 377 0.25 674 140 541 550
1°
SUBESTACIÓN 1 232 1 377 0.8 674 268 1416 1450
2° SUBESTACIÓN 1 232 1 377 1 674 273 1556 2,000

Es así que en el primer nivel el equipo de presurización tendrá un caudal de:

C1 = 550+1,450 = 2,000 cfm.

Y para uniformizar equipos seleccionamos al siguiente equipo con el mismo caudal:

C2: 2,000cfm

6. ANEXO

Anexo 1: Reporte de cálculo térmico

11
12
13
14
15
16
17
18
19