Cálculo de Cargas Térmicas Climatización

TEMA 3. Instalaciones de Climatización-VentilaciónCÁLCULO DE LA CARGA TÉRMICA:

Condiciones del proyecto:

Son las condiciones que se toman como fijas y constantes a lo largo del mismo. Entre dichas condiciones caben destacar las siguientes:

• Ubicación geográfica de la instalación.• Temperatura exterior de proyecto, valor medio de las temperaturas medias (dependerá de la ubicación geográfica, y es un valor fijo).• Humedad relativa exterior del proyecto en % (valores medios de las humedades relativas máximas)• Variación de la temperatura diaria en ºC o la Excursión térmica diaria en ºC

Los anteriores valores suelen estar tabulados, en España se puede consultar en:http://www.minetur.gob.es/energia/desarrollo/eficienciaenergetica/rite/reconocidos/reconocidos/condicionesclimaticas.pdf

http://www.minetur.gob.es/energia/desarrollo/eficienciaenergetica/rite/reconocidos/reconocidos/condicionesclimaticas.pdf

http://www.minetur.gob.es/energia/desarrollo/eficienciaenergetica/rite/reconocidos/reconocidos/condicionesclimaticas.pdf



Para mantener el clima de bienestar o confort en el interior de un local, se necesita que haya unos determinados valores de temperatura y humedad relativa. Con estos valores se obtiene:

• Temperatura interior de proyecto en ºC• Humedad relativa de proyecto en %(Normalmente se busca una temperatura entre los 24 y los 26ºC, y entre los 50 y 60% de humedad relativa)

Además hay que elegir la hora (Hora solar), para determinar cual es la hora más desfavorable, es decir, la hora solar del día con la mayor temperatura. (Normalmente las 15:00 horas). Esta temperatura se le denomina Temperatura Exterior, y varía su valor en función de las horas del día.

Una vez obtenidos todos los datos, mediante un diagrama psicométrico se obtienen las condiciones exteriores e interiores de proyecto. Se calcula T y el W.



Además de todos los datos anteriores se ha de conocer también los siguientes datos:

• Superficie del local en m2.• Volumen del local en m3.• Potencia de la Iluminación en KW.• Número medio de personas que lo ocupan.

Definición y clasificación de los distintos conceptos que componen la carga térmica:

Carga térmica es el calor por unidad de tiempo.Calor sensible es el calor que entra como consecuencia de la diferencia de temperatura.Calor latente es el calor que entra como consecuencia de la diferencia de humedades.


Definición y clasificación de los distintos conceptos que componen la carga térmica:

Tipos de Calor sensible a tener en cuenta:A1. Calor debido a la radiación solar a través de ventanas, claraboyas, etc.A2. Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y de techo.A3. Calor debido a la transmisión a través de paredes y techo no exteriores.A4. Calor sensible debido al aire de infiltraciones.A5. Calor sensible generado por las personas que ocupan el local.A6. Calor generado por la iluminación del local.A7. Calor generado por máquinas (si existen) en el interior del local.A8. Cualquier otro que pueda producirse.A9. Calor sensible procedente del aire de ventilación (Dependerá del tipo de ventilación del local)

Tipos de Calor latente a tener en cuenta:B1. Calor latente debido al aire de infiltracionesB2. Calor latente generado por las personas que ocupan el local.B3. Calor latente producido por cualquier otra causa.B4. Calor latente procedente del aire de ventilación (Dependerá del tipo de ventilación del local)


Necesidades de ventilación de diferentes tipos de locales:


Cálculo de las cargas sensibles: Partida A1: Calor debido a la radiación a través de ventanas, claraboyas, etc…

Esta partida tiene en cuenta la energía que llega al local procedente de la radiación solar que atraviesa elementos transparentes a la radiación. Para éste cálculo hay que saber la orientación. (N, NE, E, SE, S, SO, O, NO o horizontal en el caso de las claraboyas)

Luego hay que elegir una hora solar de cálculo. (generalmente entre las 12 y 16 horas de los días más calurosos del año el 23/07 o el 24/08.

Con estos datos podemos ir a la tabla siguiente y obtener la radiación solar unitaria, R (Kcal/(h·m2)). Dicha hora solar deberá ser la misma para todo el cálculo.

TEMA 3. Instalaciones de Climatización-Ventilación

CÁLCULO DE LA CARGA TÉRMICA:




A continuación se calcula la superficie, S, en m2 del hueco de la ventana, incluidos el marco y los listones. Se consultan los factores de corrección según las siguientes tablas, en caso de que se empleen vidrios especiales o persianas.

El calor debido a esta radiación se calcula:

QSR = S · R · f

f -> Es el producto de todos los factores de corrección a que hubiera lugar.


Cálculo de las cargas sensibles: Partida A2: Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techo

Este calor es producido por el Sol sobre las paredes exteriores de una vivienda o local, se calcula mediante la siguiente fórmula:

QSTR = K · S · DTE para cada pared y techo

K-> Coeficiente de transmisión de la pared o techo se expresa en KCal/(h·m2·ºC)S -> Superficie de la pared, incluyendo las posibles puertas.DTE -> “Diferencia de temperaturas equivalente”,• Para las paredes: se debe de tener en cuenta la orientación del muro o pared, el producto de la densidad por el espesor (DE) del muro y la hora solar del proyecto• Para los techos: Se debe de tener en cuenta si el techo es soleado o en sombra, el producto de la densidad por el espesor (DE) del techo y la hora solar del proyecto.

Para el cálculo de la DTE tanto del techo como de los muros hay que tener en cuenta las siguientes tablas.



Cálculo de las cargas sensibles: Partida A2: Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techo.Tablas para las paredes:


Cálculo de las cargas sensibles: Partida A2: Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techo.Tablas para los techos:


Cálculo de las cargas sensibles: Partida A2: Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techo.Tablas de corrección:


Cálculo de las cargas sensibles: Partida A3: Calor debido a la transmisión (sólo transmisión) a través de paredes y techo no exteriores

Este calor es producido por las paredes , techos suelos y superficies vidriadas y claraboyas interiores (no se cuentan las puertas), se calcula mediante la siguiente fórmula:

QSTR = K · S · t

K-> Coeficiente global en KCal/(h·m2·ºC)S -> Superficie de la pared, incluyendo las posibles puertas en m2t -> es el salto térmico en ºC

Si se trata de una pared o un techo colindante con un local refrigerado, esta pared o techo no se cuenta.


Cálculo de las cargas sensibles: Partida A4: Calor debido al aire de infiltraciones

Es el calor que entra cuando se abren puertas y ventanas o a través de las fisuras que existen en ellas. Se calcula mediante:

QSI = Vi · t · 0,29

Vi-> Volumen de infiltración en m3/hVi = Valor de tabla · número de puertas · número de personas

t -> es el salto térmico en ºCQSI-> Calor sensible debido a las infiltraciones en Kcal/h


Cálculo de las cargas sensibles: Partida A4: Calor debido al aire de infiltraciones


Cálculo de las cargas sensibles: Partida A5: Calor sensible generado por las personas que ocupan el local.

Las personas que ocupan el recinto generan calor sensible y calor latente debido a la actividad que realizan y a que su temperatura (unos 37 ºC) es mayor que la que debe mantenerse en el local. El número que ocupan siempre las personas del local es un número medio. Esta partida la denominaremos Qsp, y la obtendremos de la siguiente tabla:


Cálculo de las cargas sensibles: Partida A6: Calor generado del local

Es el calor producido por las luminarias instaladas. Dependerán del tipo de luminarias instaladas.

a) Incandescente: Qsil = Potencia eléctrica de iluminación · 860b) Fluorescente: Qsil = Potencia eléctrica de iluminación · 860 · 1,25

Cálculo de las cargas sensibles: Partida A9: Calor sensible procedente del aire de ventilación

Se obtiene aplicando la fórmula: QSV = Vv · t · f · 0,29

QSV->Es la denominación de la partida en Kcal/hVv->Es el caudal de ventilación en m3/ht->Es el salto térmico en ºCf->es el factor de by-pass de la batería de refrigeración


Cálculo de las cargas latentes: Partida B1: Calor latente debido al aire de infiltraciones

Con el mismo Vi calculado anteriormente en la partida A4, se aplica la siguiente fórmula:

QLI = Vi · W · 0,72

Vi ->Caudal de infiltraciones en m3/hQLI->Partida en Kcal/hW->Diferencia de las humedades absolutas, en gr de vapor de agua/Kg de aire exterior del local menos la del interior del local.


Cálculo de las cargas latentes: Partida B2: Calor latente generado por las personas que ocupan el local.

Esta partida es similar a la A5. Bastará de multiplicar el calor latente de la tabla anterior por el número de personas. A esta partida se la denomina QLP y su valor está en Kcal/h.

Cálculo de las cargas latentes: Partida B3: Calor latente producido por cualquier otra causa.

Tendrá el mismo significado que la partida A8.

Cálculo de las cargas latentes: Partida B4: Calor latente procedente del aire de ventilación

Se obtiene aplicando la fórmula: QLV = Vv · W · f · 0,72

QLV->Es la denominación de la partida en Kcal/hVv->Es el caudal de ventilación en m3/hW->Es la diferencia de humedades absolutas (exterior menos interior)f->es el factor de by-pass de la batería


Carga sensible efectiva parcial y carga latente efectiva parcial:

La carga sensible efectiva parcial se calcula como:

QSEP = QSR + QSTR + QST + QSI + QSP + QSIL + QSV

La carga latente efectiva parcial se calcula como:

QLEP = QLI + QLP + QLV

Carga sensible efectiva total QSE y latente efectiva QLE :

QSE = QSEP + (0,10 · QSEP)

QLE = QLEP + (0,10 · QLEP)

Cálculo de Cargas Térmicas Climatización

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