5 Cálculo de Carga de Enfriamiento

7/23/2019 5 Cálculo de Carga de Enfriamiento

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*Cálculo de

Carga de

Enfriamiento



CARGAS DE ENRIAMIENTO

El interior de un edificio gana calor debido avarias fuentes. Si la temeratura ! "umedaddel aire en los recintos se debe mantener a

un nivel confortable# se debe e$traer calorara comensar las gananciasmencionadas. A la cantidad neta de calor%ue se retira se le llama carga de

enfriamiento.



EL EFECTO DE ALMACENAMIENTO DE CALOREs la suma de las pérdidas de calor delrecinto, tomando en cuenta la tasa adecuadade infiltraciónLa ganancia de calor !ruta del recinto es la"elocidad a la #ue se reci!e calor en cual#uier

momento en el recinto Esta $anancia de calorest% constituida por partes procedentes demuc&as fuentes' radiación, conducción (

con"ección, personas, e#uipo, infiltración A esto se le llama el efecto dealmacenamiento de calor: calor que se

absorbe y almacena en los materiales deconstrucción.



GANANCIA DE CA&OR EN E& RECINTO'(.Conducci)n a trav*s de aredes# tec"os !

vidrios al e$terior.+.Conducci)n a trav*s de divisiones internas#cielos rasos ! isos.

,.Radiaci)n solar a trav*s de vidrios.-.Alumbrado./ersonas

0.E%uio.1.Infiltraci)n del aire e$terior a trav*s de

aberturas.



Tambi*n conviene agruar las gananciasde calor en dos gruos distintos'

ganancias de calor sensible ! de calorlatente. &as ganancias de calor sensibleocasionan un aumento de la temeratura

del aire ! las ganancias de calor latentese deben a la adici)n de vaor de agua !or lo tanto aumente la "umedad. &os

untos ( a - s)lo son ganancias de calorsensible. &os untos ! 1 son gananciasen arte de calor sensible ! en arte de

calor latente



COND2CCI3N A TRA45S DE &A ESTR2CT2RAE6TERIOR&as ganancias de calor or conducci)n a trav*s de

aredes# tec"os ! vidrios %ue dan al e$terior secalculan con la siguiente ecuaci)n' 7 8 2 $ A $ DTCEe

donde

7 8 ganancia neta del recinto or conducci)n a trav*sdel tec"o# aredes o vidrio# 9tu:".2 8 coeficiente general de transferencia de calor or el

tec"o# ares o vidrio# 9tu:" ; ft+ ; <=. A 8 >rea del tec"o# ared o vidrios# ft+.

DTCEe 8 diferencia de temeratura ara carga de

enfriamiento# <=.



A&2M9RADO&a ecuaci)n ara calcular la ganancia de calor

debido al alumbrado es7 8 ,.- $ ? $ =9 $ =CE donde7 8 ganancia neta de calor debida al alumbrado#

9tu:"? 8 caacidad del alumbrado# @atts.=9 8 factor de balastro# un valor tico es de (.+

ara alumbrado fluorescente=CE 8 factor de carga de enfriamiento ara elalumbrado.

El valor ,.- es ara convertir @atts a 9tu:"



/ERSONAS&a ganancia de calor debido a las ersonas se comone de dosartes' el calor sensible ! el calor latente %ue resulta de latrasiraci)n.• Calor sensible es cuando cambia de temeratura.• Calor latente es cuando cambia de estadoB de l%uido a vaor

o vaor a l%uido. E72I/OS&a ganancia de calor debido al e%uio se uede calcular en

ocasiones en forma directa consultando al fabricante o a losdatos de laca# tomando en cuenta si su uso es intermitente.

Algunos e%uios roducen tanto calor sensible como latente./uede observar la tabla 0.(,.



IN=I&TRACI3N&a infiltraci)n de aire a trav*s de fisuras en las

ventanas o uertas ocasionan una ganancia decalor# tanto sensible como latente# en el recinto.

4ENTI&ACI3NEn general se admite algo de aire e$terior orraones sanitarias ! de confort. El calor sensible

! latente de este aire es ma!or %ue el del airedel recinto# or lo cual se vuelve arte de lacarga de enfriamiento.



&os valores de las tablas se basan en unatemeratura de diseo interior de 1 <= ! una

temeratura e$terior# romedio# de <= conaredes ! tec"os de colores oscuros# ara el +(de Fulio# a una latitud de - <N.

9tu:"' H9ritis" T"ermal 2nits unidad t*rmicabrit>nica# o sea# la unidad de medida usada en

Inglaterra ! Norteam*rica# %ue reresenta a suve la cantidad de calor necesaria ara subir obaFar un grado =a"ren"eit la temeratura de unalibra de a ua.



Toneladas de refrigeraci)n' es la cantidad decalor absorbida ara la fusi)n de una tonelada

de "ielo s)lido en +- "oras.Calcular la carga de enfriamiento ara laresidencia %ue aarece en el lano# ubicada en

&ittle RocJ# ArJ. Construcci)n con bastidores#entretec"o con ventilaci)n natural ! tec"ooscuro.

Soluci)n' se llevar>n a cabo los asos tal comose recomienda en el resumen. En el siguientecuadro se resentan los resultados de cada uno

de los asos.



(. SegKn la tabla (.( ! A.L las temeraturas de diseointerior ! e$terior son 1< = ! L0 <=.

+. &as dimensiones se toman de los lanos deconstrucci)n# ! las >reas brutas ! netas# se calculan !se registran en las "oFas de c>lculo.

3. N)tese %ue los cl)sets grandes de un recinto seinclu!e como arte de *l. El asillo se inclu!e comoarte de la rec>mara# or%ue no "a! uerta %ue lo

seare.-. &os coeficientes de transferencia de calor se tomande las tablas A.1 ! A.# ! se anotan en las "oFas dec>lculo.



. Se seleccionan los valores de la DTE de la tabla0.(1. El rango de temeraturas e$teriores es de ++ <=#

en la clase M. &a DTE %ue aarece es ara aredescon bastidor a L <= de temeratura e$terior ! 1 <=interior# es de +,.0 <=. Este valor se corrige ara las

temeraturas de diseo interior ! e$terior reales.DTE 8 +,.0 HL0;L ; H1;1 8 +(.0 < = se calculanentonces las ganancias de calor or las aredes de

cada recinto# con la ecuaci)n 7 8 2 $ A $ DTE ! seanotan en la "oFa de c>lculo. &os dem>s elementos secalculan de la misma forma.



0. SegKn la tabla 0.(# ara ventanas mirando al sur# el=CE ara el tio ! sombreado del vidrio es ,( 9tu:" ft+

a una temeratura e$terior de L <= e interior de 1 <=.Corrigiendo ara las condiciones reales de diseo#C=E 8 ,( ( , 8 +L se calculan las ganancias de

calor ! se anotan ara las dem>s ventanas.

1. /ara una casa con dos rec>maras# suones %ue la

"abitan cuatro ersonas# dos en la recamara ! dos en elcomedor en las "oras de carga ico. Cada ersonaemite ++ 9tu:". Suoner ( + 9tu:" como carga deaaratos electrodom*sticos en la cocina.



. Se suone %ue no "a! entrada mec>nica de airee$terior# ! la tasa de infiltraci)n# segKn la tabla 0.+# es

(. 9tu:" or ft+ de suerficie bruta de ared e$uesta. L. Multilicando or las suerficies ara cada recinto#se obtiene los resultados ! se anotan en las "oFas de

c>lculo.(.Se suman las ganancias individuales ara calcular laRSG ara cada recinto de la construcci)n.El sistema de ductos est> en el s)tano. /rever un P

ara fugas# %ue se suman a la RSG de laconstrucci)n.((. Se multilica la RSG de la construcci)n or (.,

ara calcular la carga de refrigeraci)n.

Nombre del recinto Sala



Nombre del recinto SalaTamaño de planta +( $ (+ (+ $ ,

Pared

Bruto

Neta

2 A DTE 9T2:

.+

+0-+(.0

1+.0-

++Techo/cielo raso .( + -+. ( +L.0

Piso

Partición

Puerta .1 + +(.0 ,+.-

Ventanas

Direcci)n C&=

Sur -+ +L ( +(

nfiltración (. $ +0- ,L0

Personal + $ ++ -

!paratos

"S#$ - --.0-



DTE 8 diferencia de temeratura e%uivalente# <=Tabla 0.(1

RSG 8 ganancia corregida del recinto de calorsensible.C&= 8 =actor de diseo ara cargas de

enfriamiento a trav*s de vidrios# 9tu:" =t+

Tabla0.(Notas' Altura del cielo raso ft# vidrio

transarente sencillo# ersiana venecianas 2@ 8.+# 2 tec"o 8 .(# 2 uerta 8 .1. Todas lasventanas son de ,. ft $ - ft# e$ceto la del bao#

%ue es de , ft $ , ft



Nombre del recinto

Tamaño de planta

Pared

Bruto

Neta

2 A ft+ DTE 9T2:

.+

+(.0

Techo/cielo raso .( -+.Piso

Partición

Puerta .1 + +(.0

Ventanas

Direcci)n C&=

NorteSur

Este

Oestenfiltración (. $ +0-Personal N< QQQQ $ ++!paratos

"S#$ Se necesita una unidad de enfriamiento con capacidad de

2 f>b l b l di i i t d i



2na f>bula sobre el acondicionamiento de aireEra una onda c>lida tica de Fulio# ! la "umedad se senta comoen un bao turco. De reente# el sistema de acondicionamiento

de aire del gigantesco edificio deF) de funcionar. En ocosminutos la temeratura de las oficinas alcan) los , <=. Eledificio careca de suficientes ventanas %ue ermitieran aliviar elagobiante calor. &as comutadoras se averiaron# los emleados

comenaron a irse ! los in%uilinos amenaaron con demandas Fudiciales.El ersonal de oeraci)n del edificio estaba deseserado. Nadiesaba %u* "acer. =inalmente# se escuc") una vo %ue diFo' a!

%ue llamar a una ersona esecialista en acondicionamiento deaire ! refrigeraci)n. En su deseseraci)n# el Fefe de ingenierosacet) la sugerencia.



/ocos minutos desu*s la ersona en cuesti)nentr) al cuarto de m>%uinas del edificio# recorri)

el lugar !# desu*s de revisar la comleFainstalaci)n caa de suministrar toneladasde refrigeraci)n# murmur) mmm# sac) un

e%ueo martillo ! gole) una v>lvula.Inmediatamente la lanta comen) a funcionar !las condiciones en el interior del edificio volvieron

a ser confortables.El administrador del edificio dio las gracias a laersona ! le regunt) cu>nto se le deba. &a

resuesta fue'



+ . d)lares.



C)moU# e$clamo el administrador.V+ . d)lares or darle unosgolecitos a una v>lvulaW&a cuenta or los golecitos es de

cinco d)lares# contest) el t*cnico los+ . restantes son or saber cu>l

v>lvula golear.

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