CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN - CPIC2

MÓDULO IV

CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN

ETIQUETADO DE VIVIENDAS

CURSO DE CERTIFICADORES

Provincia de Santa Fe, 2018

Secretaría de Estado de la Energía

Gobierno de la provincia de Santa Fe

IV | CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN

1. DEFINICIÓN DEL SISTEMA DE ESTUDIO

Conceptos previos. Pasos a seguir. Identificación de ambientes. Clasificación de ambientes. Definición de

zonas térmicas. Reconocimiento de la envolvente térmica. Identificación de los elementos de la envolvente

térmica. Identificación de elementos internos a la zona térmica.

2. CALEFACCIÓN EN INVIERNO

Procedimiento de cálculo. Período de calefacción. Cálculo del requerimiento mensual de energía térmica.

Energía intercambiada por transmisión, radiación y ventilación. Aportes térmicos gratuitos totales. Factor de

utilización de los aportes térmicos. Cálculo del requerimiento total de energía térmica, de energía secundaria,

y de energía primaria. Cálculo del requerimiento específico de energía primaria.

3. REFRIGERACIÓN EN VERANO

Procedimiento de cálculo. Período de refrigeración. Cálculo del requerimiento mensual de energía térmica.

Energía intercambiada por transmisión, radiación y ventilación. Aportes térmicos gratuitos totales. Factor de

utilización de las dispersiones térmicas. Cálculo del requerimiento total de energía térmica, de energía

secundaria, y de energía primaria. Cálculo del requerimiento específico de energía primaria.



DEFINICIÓN DEL SISTEMA DE ESTUDIO



PASOS A SEGUIR


1. Identificación de ambientes

2. Clasificación de ambientes

3. Definición de zonas térmicas

4. Reconocimiento de la envolvente térmica

5. Identificación de los elementos de la envolvente térmica

6. Identificación de los elementos internos a la zona térmica



1. IDENTIFICACIÓN DE AMBIENTES


Garage Cocina Estar / Comedor

Baño Lav.Paso

Dormitorio

1

Dormitorio

2 Baño

Estudio

Baño

Patio

Dep.

Pasillo




2. CLASIFICACIÓN DE AMBIENTES

Garage Cocina Estar / Comedor

Baño Lav.Paso

Dormitorio

1

Dormitorio

2 Baño

Estudio

Baño

Patio

Dep.

Pasillo

AC

ANC




3. DEFINICIÓN DE ZONAS TÉRMICAS

ZONA TÉRMICA




4. RECONOCIMIENTO DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA

ZONA TÉRMICA




ZONA TÉRMICA

M1(ANC)

M2(EXT)

PV2-1 PV2-2 PV2-3

M3(EXT)

M4(EXT)

M5(EXT)

V5-1 V5-2

M6(EXT)

V6-1

M7(EXT)

M8(EXT)

V7-1M9(EXT)

V9-1

M10(EXT)

M11(EXT)

M12(EXT)

V12-1V13-1

M13(EXT)

M14(EXT)

M15(EXT)

V15-1 V15-2

M16(EXT)

P16-1

V16-1M17(EXT)

M18(EXT)

V18-1 V18-2

M19(ANC)

M20(ANC) P20-1

P1-1

5. IDENTIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA

ELEMENTOS DE PARED





ZONA TÉRMICA

CUB1(EXT)

CUB2(ANC)

ELEMENTOS DE CUBIERTA





ZONA TÉRMICA

PST 1(TERRENO)PST 2

(TERRENO)

PST 2(TERRENO)

PST 2(TERR.)

ELEMENTOS DE SOLADO




6. IDENTIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS INTERNOS A LA ZONA TÉRMICA

MI1

MI2

MI3 MI4MI5

MI6 MI6

MI7 MI7

MI8 MI9

MI10 MI7=MI3

MI8=MI3

MI9=MI4

MI10=MI5

ZONA TÉRMICA

ELEMENTOS DE PARED



CALEFACCIÓN EN INVIERNO



PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO



2. Definición del período de calefacción

3. Cálculo del requerimiento mensual de energía térmica (𝑄𝑖)

4. Cálculo del requerimiento total (anual) de energía térmica (𝐸𝑈;𝐼)

5. Cálculo del requerimiento total (anual) de energía secundaria (𝐸𝑆;𝐼)

6. Cálculo del requerimiento total (anual) de energía primaria (𝐸𝑃;𝐼)

7. Cálculo del requerimiento específico de energía primaria (𝐸𝑃𝐼)



Se define como el período de tiempo durante el cual se asume que los sistemas activos de

calefacción garantizan una temperatura de confort constante y uniforme en el interior de cada una

de las zonas térmicas definidas del inmueble.

PERÍODO DE CALEFACCIÓN




REQUERIMIENTO MENSUAL DE ENERGÍA TÉRMICA


𝑄𝐼 = 𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 − 휂𝑔𝑟 𝑄𝑔𝑟 [𝑘𝑊ℎ]

Energía térmica intercambiada por

transmisión, radiación y ventilación Aportes térmicos gratuitos totales

Factor de utilización de los aportes

térmicos gratuitos





𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 = 𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑 + 𝑄𝑣𝑒 [𝑘𝑊ℎ]


transmisión y radiación hacia la bóveda


ventilación e infiltraciones

𝑄𝐼 = 𝑸𝒕𝒓; 𝒓𝒂𝒅; 𝒗𝒆 − 휂𝑔𝑟 𝑄𝑔𝑟

ENERGÍA TÉRMICA INTERCAMBIADA POR TRANSMISIÓN RADIACIÓN Y VENTILACIÓN




CALEFACCIÓN EN INVIERNO𝑄𝐼 = 𝑸𝒕𝒓; 𝒓𝒂𝒅; 𝒗𝒆 − 휂𝑔𝑟 𝑄𝑔𝑟


𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 = 𝑸𝒕𝒓; 𝒓𝒂𝒅 + 𝑄𝑣𝑒 [𝑘𝑊ℎ]

Energía térmica intercambiada por transmisión y radiación hacia la bóveda celeste:

𝑸𝒕𝒓; 𝒓𝒂𝒅 =1

1000𝐻𝑡𝑟 휃𝑖𝑛𝑡 − 휃𝑒𝑥𝑡 𝑇 + Ф𝑟𝑎𝑑𝑇 + Ф𝑡𝑒𝑟𝑟𝑇 [𝑘𝑊ℎ]

ANEXO B

Coeficiente de intercambio

térmico por transmisión

Flujo de energía térmica

a través del terrenoFlujo de energía térmica

por radiación a la bóveda






Coeficiente de intercambio térmico por transmisión (ANEXO B):

Coeficiente de intercambio térmico

por transmisión hacia el exterior

𝐻𝑡𝑟 = 𝐻𝐷 + 𝐻𝑈 [𝑊/𝐾]

Coeficiente de intercambio térmico por

transmisión hacia ambientes no climatizados

𝐻𝐷 =

𝑖=1

𝑁

𝐴𝑒,𝑖𝐾𝑒,𝑖𝑊

𝐾𝐻𝑈 =

𝑗=1

𝑀

𝐴𝑒,𝑗𝐾𝑒,𝑗𝑏𝑡𝑟,𝑗𝑊

𝐾






𝐻𝐷 =

𝑖=1

𝑁


𝐾

𝐻𝑈 =

𝑗=1

𝑀

𝐴𝑒,𝑗𝐾𝑒,𝑗𝑏𝑡𝑟,𝑗𝑊

𝐾

…hacia el exterior

…hacia ambientes no climatizados






TRANSMITANCIA TÉRMICA de un elemento de la envolvente

𝐾𝑒 =1

𝑅𝑠𝑖 + 𝑅𝑒 + 𝑅𝑠𝑒1 + 𝐹𝑃𝑇

𝑊

𝑚2𝐾

Resistencia superficial interna

Resistencia superficial externa






𝐾𝑒 =1


𝑊

𝑚2𝐾

Resistencia térmica del

elemento de la envolvente

𝑅𝑒 =

𝑘=1

𝐿𝑒𝑘λ𝑘

𝑚2𝐾

𝑊







𝐾𝑒 =1


𝑊

𝑚2𝐾

Factor de corrección de

puentes térmicos







En el caso de elementos transparentes que cuenten con protecciones móviles paralelas a su

superficie, se deberá calcular una transmitancia térmica corregida:

𝐾′𝑒 = 𝐾𝑒 (𝑡𝑟+𝑝𝑟) 𝑓𝑝𝑟 + 𝐾𝑒 𝑡𝑟 1 − 𝑓𝑝𝑟𝑊

𝑚2𝐾

Fracción de tiempo en que las

protecciones móviles son

utilizadas






𝐻𝐷 =

𝑖=1

𝑁


𝐾

𝐻𝑈 =

𝑗=1

𝑀

𝐴𝑒,𝑗𝐾𝑒,𝑗𝒃𝒕𝒓,𝒋𝑊

𝐾

…hacia el exterior

…hacia ambientes no climatizados














por radiación a la bóveda

ANEXO C






Flujo de energía térmica por radiación hacia la bóveda celeste (ANEXO C):

Ф𝑟𝑎𝑑 =

𝑖=1

𝑁

𝑅𝑠𝑒 𝐾𝑒,𝑖 𝐴𝑒,𝑖 𝐹𝑟,𝑖 ℎ𝑟 𝛥휃𝑒𝑟 [𝑊]

𝑅𝑠𝑒: Resistencia superficial externa, en 𝑚2𝐾/𝑊;

𝐾𝑒,𝑖: Transmitancia térmica del i-ésimo elemento de la envolvente térmica que intercambia

energía térmica con la bóveda celeste, en 𝑊/𝑚2𝐾;

𝐴𝑒,𝑖: Área interna del i-ésimo elemento de la envolvente térmica que intercambia energía térmica

con la bóveda celeste, en 𝑚2;







Ф𝑟𝑎𝑑 =

𝑖=1

𝑁


𝐹𝑟,𝑖: El factor de forma del i-ésimo elemento de la envolvente térmica;

𝐹𝑟 = 1

𝐹𝑟 = 0,5







𝐹𝑟 = 1

𝐹𝑟 = 0,5

𝐹𝑟 = 0,5







Ф𝑟𝑎𝑑 =

𝑖=1

𝑁


ℎ𝑟: Coeficiente de intercambio térmico por radiación a la bóveda celeste linealizado

Superficies opacas ℎ𝑟 = 4,5 𝑊/𝑚2𝐾

Superficies transparentes ℎ𝑟 = 4,185𝑊/𝑚2𝐾

𝛥휃𝑒𝑟: Diferencia de temperatura superficial exterior media del elemento de la envolvente

considerado y la temperatura aparente del cielo 𝛥휃𝑒𝑟 = 11℃







Ф𝑟𝑎𝑑 =

𝑖=1

𝑁















por radiación a la bóveda ANEXO D






Flujo de energía térmica por transmisión a través del terreno (ANEXO D):

Ф𝑡𝑒𝑟𝑟 = 𝐻𝑔 휃𝑖𝑛𝑡,𝑚 − 휃𝑒𝑥𝑡,𝑚 − 𝐻𝑝𝑖𝛥휃𝑖𝑛𝑡2𝑐𝑜𝑠 2𝜋

𝑚 − 𝑛 + 𝛼

12+ 𝐻𝑝𝑒

𝛥휃𝑒𝑥𝑡2𝑐𝑜𝑠 2𝜋

𝑚 − 𝑛 − 𝛽

12[𝑊]

Coeficiente de intercambio térmico a través

del terreno en régimen estacionario


interno periódico a través del terreno


externo periódico a través del terreno






Parámetros característicos

𝐵′ =𝐴𝑓

0,5 𝑃𝑓

Relación Área – Perímetro:

𝑃𝑓𝐴𝑓







𝑑𝑡 = 𝑤 + 𝜆𝑠 𝑅𝑠𝑖 + 𝑅𝑓 + 𝑅𝑠𝑒 [𝑚]

Espesor equivalente:

𝑒1, 𝜆1

𝑒2, 𝜆2

𝑅𝑓 =

𝑖=1

𝑁𝑒𝑖𝜆𝑖

𝑚2𝐾

𝑊

𝑤: espesor de la pared exterior, en 𝑚.







𝛿 =3,15. 107 𝜆𝑠𝜋𝜌𝑠𝑐𝑠

𝑚

Profundidad de penetración para período anual:








𝑚 − 𝑛 + 𝛼

12+ 𝐻𝑝𝑒


𝑚 − 𝑛 − 𝛽

12[𝑊]



𝐻𝑔 = 𝐴𝑓𝐾𝑓𝑊

𝐾

𝐾𝑓 =

2𝜆𝑠𝜋𝐵′ + 𝑑𝑡

𝑙𝑛𝜋𝐵′

𝑑𝑡+ 1 𝑠𝑖 𝑑𝑡 < 𝐵

′

𝜆𝑠0,457𝐵′ + 𝑑𝑡

𝑠𝑖 𝑑𝑡 ≥ 𝐵′

𝑊

𝑚2𝐾








𝑚 − 𝑛 + 𝛼

12+ 𝐻𝑝𝑒


𝑚 − 𝑛 − 𝛽

12[𝑊]


interno periódico a través del terreno


externo periódico a través del terreno

𝐻𝑝𝑖 = 𝐴𝑓𝜆𝑠𝑑𝑡

2

1 +𝛿𝑑𝑡

2

+ 1

𝑊

𝐾𝐻𝑝𝑒 = 0,37 𝑃𝑓 𝜆𝑠 ln 1 +

𝛿

𝑑𝑡

𝑊

𝐾








𝑚 − 𝑛 + 𝛼

12+ 𝐻𝑝𝑒


𝑚 − 𝑛 − 𝛽

12[𝑊]

휃𝑖𝑛𝑡,𝑚: Temperatura interior media anual 휃𝑖𝑛𝑡,𝑚 = 23℃

휃𝑒𝑥𝑡,𝑚: Temperatura exterior media anual 휃𝑒𝑥𝑡,𝑚 = 17,7℃ (Zona 6)

∆휃𝑖𝑛𝑡: Diferencia entre la temperatura de confort de invierno y verano ∆휃𝑖𝑛𝑡 = 6℃

∆휃𝑒𝑥𝑡: Amplitud térmica anual ∆휃𝑒𝑥𝑡 = 15℃








𝑚 − 𝑛 + 𝛼

12+ 𝐻𝑝𝑒


𝑚 − 𝑛 − 𝛽

12[𝑊]

𝑛: Número de mes en el cual la temperatura media es mínima 𝑛 = 7 (Julio) (Zona 6)

𝑚: Número del mes considerado

𝛼: Adelanto del flujo de calor en relación a la temperatura interior

𝛽: Retraso del flujo de calor en relación a la temperatura exterior






Parámetros de desfasaje

𝛼 = 1,5 −12

2𝜋𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛

𝑑𝑡𝑑𝑡 + 𝛿

Adelanto del flujo de calor en relación a la temperatura interior (𝛼):

𝛽 = 1,5 − 0,42 ln𝛿

𝑑𝑡 + 1

Retraso del flujo de calor en relación a la temperatura exterior (𝛽):










ANEXO B






ANEXO C










휃𝑖𝑛𝑡: Temperatura interna de confort EN INVIERNO 𝜽𝒊𝒏𝒕 = 𝟐𝟎℃

휃𝑒𝑥𝑡: Temperatura media del mes considerado, en ℃ Tabla 3.2

𝑇: Intervalo de tiempo analizado, expresado en horas 𝑇 = 𝑑í𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠 𝑥 24 ℎ






𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 = 𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑 + 𝑸𝒗𝒆 [𝑘𝑊ℎ]

Energía térmica intercambiada por ventilación e infiltraciones:

𝑸𝒗𝒆 =1

1000𝐻𝑣𝑒 휃𝑖𝑛𝑡 − 휃𝑒𝑥𝑡 𝑇 [𝑘𝑊ℎ]

ANEXO E


térmico por ventilación






Coeficiente de intercambio térmico por ventilación e infiltraciones (ANEXO E):

𝐻𝑣𝑒 = ρ𝑎𝑐𝑎𝑞𝑡𝑜𝑡𝑊

𝐾

ρ𝑎𝑐𝑎: Capacidad térmica volumétrica del aire = 1200 𝐽 𝑚3𝐾

𝑞𝑡𝑜𝑡: Caudal total de aire que ingresa a la zona térmica debido a ventilación e infiltraciones

𝑞𝑡𝑜𝑡 = 𝑞𝑣𝑒 + 𝑞𝑖𝑛𝑓𝑚3

𝑠

Caudal de ingreso de aire

debido a ventilación en verano


debido a infiltraciones






Caudal de ingreso de aire debido a VENTILACIÓN:

휂: Tasa de renovaciones de aire, en 1/h Tabla E.1

𝑞𝑣𝑒 =휂𝑉𝑛𝑒𝑡𝑜3600

𝑓𝑣𝑒𝑚3

𝑠






휂: Tasa de renovaciones de aire, en 1/h.

𝑉𝑛𝑒𝑡𝑜: Volumen neto de la zona térmica considerada, en 𝑚3

𝑓𝑣𝑒: Fracción de tiempo en que se considera la existencia

de un flujo de aire nocturno para ventilación.

EN INVIERNO, 𝑓𝑣𝑒 = 0 ⟹ 𝒒𝒗𝒆 = 𝟎


𝑓𝑣𝑒𝑚3

𝑠







𝐴𝐿: Área de fuga equivalente, en 𝑐𝑚2.

𝑞𝑖𝑛𝑓 = 2,5 𝐴𝐿 10−4

𝑚3

𝑠

𝐴𝐿 =

𝑖=1

𝑁

𝑎𝑣,𝑖𝑙𝑖 +

𝑗=1

𝑀

𝐴𝑟𝑣,𝑗 𝑐𝑚2

Área total de fuga a través de las

aberturas presentes en la zona

térmica

Área total de fuga de los elementos de la

envolvente a través de los cuales pudieran

producirse fugas de aire

Caudal de ingreso de aire debido a INFILTRACIONES:






FIJA

BATIENTE BASCULANTE






OSCILANTE GUILLOTINACORREDIZA






El valor de 𝑞𝑖𝑛𝑓 deberá ser mayor o igual al valor de caudal definido por la tasa mínima de

renovaciones de aire debido a condiciones de higiene y salubridad para la habitabilidad de los

ambientes, adoptada como 휂𝑚í𝑛 = 0,30 1/ℎ.

𝑞𝑖𝑛𝑓 ≤휂𝑚í𝑛𝑉𝑛𝑒𝑡𝑜3600

𝑚3

𝑠

𝑞𝑖𝑛𝑓 = 2,5 𝐴𝐿 10−4

𝑚3

𝑠








𝐻𝑣𝑒 = ρ𝑎𝑐𝑎𝒒𝒕𝒐𝒕𝑊

𝐾



𝒒𝒕𝒐𝒕 = 𝑞𝑣𝑒 + 𝑞𝑖𝑛𝑓𝑚3

𝑠











𝑸𝒗𝒆 =1











𝑸𝒗𝒆 =1


휃𝑖𝑛𝑡: Temperatura interna de confort EN INVIERNO 𝜽𝒊𝒏𝒕 = 𝟐𝟎℃












térmicos gratuitos





𝑄𝑔𝑟 = 𝑄𝑖𝑛𝑡 + 𝑄𝑠𝑜𝑙 [𝑘𝑊ℎ]

Aportes gratuitos de energía térmica

de origen interno


de origen solar

𝑄𝐼 = 𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 − 휂𝑔𝑟 𝑸𝒈𝒓

APORTES TÉRMICOS GRATUITOS TOTALES





𝑄𝑔𝑟 = 𝑸𝒊𝒏𝒕 + 𝑄𝑠𝑜𝑙 [𝑘𝑊ℎ]

Aportes gratuitos de energía térmica de origen interno:



𝑸𝒊𝒏𝒕 =1

1000Ф𝑖𝑛𝑡𝑇 [𝑘𝑊ℎ]

ANEXO F


debido a aportes internos

𝑇: Intervalo de tiempo analizado, expresado en horas.









𝑸𝒊𝒏𝒕 =1


Ф𝑖𝑛𝑡 =

5,294𝐴𝑢 − 0,01557𝐴𝑢2 𝐴𝑧𝑜𝑛𝑎𝐴𝑢

𝑠𝑖 𝐴𝑢 ≤ 170𝑚2

450𝐴𝑧𝑜𝑛𝑎𝐴𝑢

𝑠𝑖 𝐴𝑢 > 170𝑚2

𝑊







de origen interno


de origen solar







𝑄𝑔𝑟 = 𝑄𝑖𝑛𝑡 + 𝑸𝒔𝒐𝒍 [𝑘𝑊ℎ]

Aportes gratuitos de energía térmica de origen solar:



𝑸𝒔𝒐𝒍 =1

1000Ф𝑠𝑜𝑙𝑇 [𝑘𝑊ℎ]

ANEXO G


debido a aportes solares






Flujo de energía térmica de origen solar (ANEXO G):

Ф𝑠𝑜𝑙 =

𝑖=1

𝑁

𝛷𝑠𝑜𝑙,𝑖 +

𝑗=1

𝑀

(1 − 𝑏𝑡𝑟,𝑗)

𝑘=1

𝐿

𝛷𝑠𝑜𝑙,𝑘 𝑊

𝛷𝑠𝑜𝑙,𝑖: Flujo térmico medio de origen solar incidente sobre el i-ésimo elemento de la envolvente

térmica de la zona considerada, en𝑊;

𝛷𝑠𝑜𝑙,𝑘: Flujo térmico medio de origen solar incidente sobre el k-ésimo elemento de la envolvente de

un ambiente no climatizado adyacente a la zona térmica considerada, en𝑊;







Flujo de energía térmica de origen solar (ANEXO G):

Ф𝑠𝑜𝑙 =

𝑖=1

𝑁


𝑗=1

𝑀

(1 − 𝑏𝑡𝑟,𝑗)

𝑘=1

𝐿


𝑏𝑡𝑟,𝑗: Factor de corrección del intercambio térmico del j-ésimo elemento de la envolvente térmica de

la zona considerada, que es adyacente a un ambiente no climatizado en cuya envolvente incide la

radiación solar Tabla B.1






CALEFACCIÓN EN INVIERNO𝑄𝐼 = 𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 − 휂𝑔𝑟 𝑸𝒈𝒓


Ф𝑠𝑜𝑙 =

𝑖=1

𝑁


𝑗=1

𝑀

(1 − 𝑏𝑡𝑟,𝑗)

𝑘=1

𝐿


𝛷𝑠𝑜𝑙: Flujo térmico medio de origen solar incidente sobre:

…el i-ésimo elemento de la envolvente térmica de la zona

considerada.

…el k-ésimo elemento de la envolvente de un ambiente no

climatizado adyacente a la zona térmica.

𝑏𝑡𝑟,𝑗: Factor de corrección del intercambio térmico del j-ésimo

elemento de la envolvente térmica de la zona considerada, que

es adyacente a un ambiente no climatizado en cuya envolvente

incide la radiación solar.





Flujo térmico medio de origen solar



𝛷𝑠𝑜𝑙 = 𝐴𝑠𝑜𝑙 𝑰𝒔𝒐𝒍 𝐹𝑠 𝑊

𝐼𝑠𝑜𝑙: Irradiancia solar media mensual sobre la superficie, con orientación y ángulo de inclinación

respecto del plano horizontal definidos, en𝑊/𝑚2 Tabla G.1.








𝛷𝑠𝑜𝑙 = 𝑨𝒔𝒐𝒍 𝐼𝑠𝑜𝑙 𝐹𝑠 𝑊

𝐴𝑠𝑜𝑙: Área de captación solar efectiva (área de incidencia de la radiación solar) del elemento de la

envolvente térmica adyacente al exterior, con orientación y ángulo de inclinación respecto del

plano horizontal definidos, en 𝑚2;

Se calcula de manera diferente según se trate de un elemento opaco o transparente.





Si el elemento de la envolvente sobre el que incide la radiación solar es OPACO:

𝐴𝑠𝑜𝑙 = 𝛼𝑠𝑜𝑙 𝑅𝑠𝑒 𝐾𝑒 𝐴𝑐 𝑚2

𝑅𝑠𝑒: Resistencia superficial externa, en 𝑚2𝐾/𝑊;

𝐾𝑒: Transmitancia térmica del elemento de la envolvente considerado, en𝑊/𝑚2𝐾;

𝐴𝑐: Área opaca proyectada sobre el plano según el cual se adoptó la irradiancia solar media

mensual, en 𝑚2;

𝛼𝑠𝑜𝑙: Coeficiente de absorción de la radiación solar de la superficie del elemento de la envolvente

considerado Tabla G.2







Si el elemento de la envolvente sobre el que incide la radiación solar es TRANSPARENTE:

𝐴𝑠𝑜𝑙 = 𝜏𝑣 𝐴𝑣 𝐹𝑝𝑟 1 − 𝐹𝑚𝑎𝑟𝑐𝑜 𝑚2

𝜏𝑣: Coeficiente de transmisión solar directa a través del elemento transparente considerado

Tabla G.3

𝐴𝑣: Área total del cerramiento proyectada sobre el plano según el cual se adoptó la irradiancia

solar media mensual, en 𝑚2

𝐹𝑚𝑎𝑟𝑐𝑜: Factor de marco, que representa la fracción opaca del área total del cerramiento;

𝐹𝑝𝑟: Factor de reducción de los aportes solares debido a la utilización de protecciones móviles

paralelas a la superficie transparente.







𝐹𝑝𝑟 =𝜏𝑣 1 − 𝑓𝑝𝑟 + 𝜏𝑝𝑓𝑝𝑟

𝜏𝑣

𝜏𝑣: Coeficiente de transmisión solar directa a través del

elemento transparente Tabla G.3

𝜏𝑝: Coeficiente de transmisión solar directa del cerramiento,

es decir, del conjunto conformado por el elemento

transparente y la protección correspondiente;



𝑓𝑝𝑟: Fracción de tiempo en que la protección es utilizada, ponderada sobre la radiación solar

incidente Tabla G.4.








𝛷𝑠𝑜𝑙 = 𝐴𝑠𝑜𝑙 𝐼𝑠𝑜𝑙 𝑭𝒔 𝑊

𝐹𝑠: Factor de reducción del área de captación solar efectiva, debido a sombras generadas por

elementos externos.

𝐹𝑠 = 𝑓′ℎ𝑜𝑟 𝑓𝑎𝑙𝑒𝑟𝑜 𝑓𝑖𝑧𝑞 𝑓𝑑𝑒𝑟

Contempla una reducción del área de captación solar de un elemento de la envolvente, debido a la

presencia de obstáculos externos que se interponen a la radiación directa del sol (obstáculos en el

horizonte (𝑓′ℎ𝑜𝑟), aleros superiores (𝑓𝑎𝑙𝑒𝑟𝑜) y obstáculos laterales (𝑓𝑖𝑧𝑞 𝑓𝑑𝑒𝑟)).





Factor de reducción por sombras debido a OBSTÁCULOS EN EL HORIZONTE







Factor de reducción por sombras debido a OBSTÁCULOS EN EL HORIZONTE corregido (𝑓′ℎ𝑜𝑟):

𝑓′ℎ𝑜𝑟 = 𝛿 𝒇𝒉𝒐𝒓 + 1 − 𝒇𝒉𝒐𝒓 𝜉 − 1 + 1



𝒇𝒉𝒐𝒓 : Factor de reducción por sombras debido a

obstáculos en el horizonte Tabla G.5, para cada

orientación y en función del ángulo (𝛼) que queda

comprendido entre la horizontal y el segmento que

une la mitad de la superficie del elemento

considerado y el extremo superior del obstáculo;

α

𝐿

2

𝐿






𝑓′ℎ𝑜𝑟 = 𝜹 𝑓ℎ𝑜𝑟 + 1 − 𝑓ℎ𝑜𝑟 𝜉 − 1 + 1



𝜹: Relación entre el ancho medio del área proyectada

del obstáculo sobre la superficie del elemento de la

envolvente considerado, y el ancho de dicho

elemento; es decir 𝛿 = 𝛿1 𝛿2;

𝛿1

𝛿2






𝑓′ℎ𝑜𝑟 = 𝛿 𝑓ℎ𝑜𝑟 + 1 − 𝑓ℎ𝑜𝑟 𝝃 − 1 + 1



𝝃: Factor característico del tipo de obstáculo, que contempla el grado de obstrucción que el mismo

provoca sobre la radiación solar directa.

• Si el obstáculo en el horizonte es un árbol, o un conjunto de ellos:

𝜉 = 1 − 휀 1 − 𝜒

• Si el obstáculo en el horizonte es un edificio o un elemento de características similares:

𝜉 = 0





Factor de reducción por sombras debido a OBSTÁCULOS SUPERIORES (ALEROS)







Factor de reducción por sombras debido a OBSTÁCULOS SUPERIORES (ALEROS) (𝑓𝑎𝑙𝑒𝑟𝑜):



Sólo se consideran aleros horizontales superiores o las

proyecciones de aleros oblicuos sobre elementos verticales

de la envolvente.

𝒇𝒂𝒍𝒆𝒓𝒐 Tabla G.8, para cada orientación y en función del

ángulo (𝛼) que queda comprendido entre la vertical y el

segmento que une la mitad de la superficie del elemento

considerado y el extremo del alero u obstáculo superior.

EXTERIOR

𝐻

𝐻

2

VENTANA

CENTRO DEL ELEMENTO






ZONA TÉRMICA

M2(EXT)

M3(EXT)

M4(EXT)

M15(EXT)

M16(EXT)





Factor de reducción por sombras debido a OBSTÁCULOS LATERALES







Factor de reducción por sombras debido a OBSTÁCULOS LATERALES (𝑓𝑖𝑧𝑞 , 𝑓𝑑𝑒𝑟):



La distinción entre obstáculos laterales a izquierda o a

derecha, se realiza mirando desde el elemento de la

envolvente considerado, hacia el exterior.

𝒇𝒊𝒛𝒒, 𝒇𝒅𝒆𝒓 Tablas G.9 y G.10, para cada orientación y en

función del ángulo (𝛼) que queda comprendido entre la

superficie del elemento considerado y el segmento que une

la mitad de dicha superficie con el extremo del obstáculo

lateral.

EXTERIOR

𝐵

𝐵 2

VENTANA

CENTRO DEL

ELEMENTO






ZONA TÉRMICA

M2(EXT)

M3(EXT)

M4(EXT)

M7(EXT)

M8(EXT)

M9(EXT)

M10(EXT)M12

(EXT)

M13(EXT)

M17(EXT)








𝛷𝑠𝑜𝑙 = 𝐴𝑠𝑜𝑙 𝐼𝑠𝑜𝑙 𝐹𝑠 𝑊

𝐴𝑠𝑜𝑙: Área de captación solar efectiva del elemento de la envolvente térmica adyacente al exterior,

con orientación y ángulo de inclinación respecto del plano horizontal definidos, en 𝑚2;

𝐼𝑠𝑜𝑙: Irradiancia solar media mensual sobre la superficie, con orientación y ángulo de inclinación

respecto del plano horizontal definidos, en𝑊/𝑚2;

𝐹𝑠: Factor de reducción del área de captación solar efectiva, debido a sombras generadas por

elementos externos.






Ф𝑠𝑜𝑙 =

𝑖=1

𝑁


𝑗=1

𝑀

(1 − 𝑏𝑡𝑟,𝑗)

𝑘=1

𝐿


𝛷𝑠𝑜𝑙: Flujo térmico medio de origen solar incidente sobre:

…el i-ésimo elemento de la envolvente térmica de la zona

considerada.

…el k-ésimo elemento de la envolvente de un ambiente no

climatizado adyacente a la zona térmica.

𝑏𝑡𝑟,𝑗: Factor de corrección del intercambio térmico del j-ésimo

elemento de la envolvente térmica de la zona considerada, que

es adyacente a un ambiente no climatizado en cuya envolvente

incide la radiación solar.









𝑸𝒔𝒐𝒍 =1











de origen interno


de origen solar











térmicos gratuitos




CALEFACCIÓN EN INVIERNO𝑄𝐼 = 𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 − 𝜼𝒈𝒓 𝑄𝑔𝑟

FACTOR DE UTILIZACIÓN DE LOS APORTES TÉRMICOS GRATUITOS

No todos los aportes gratuitos que ingresan a una zona térmica durante un mes pueden aprovecharse

para disminuir los requerimientos de energía para calefacción en invierno.

Puede darse la situación de que ingrese calor gratuito en momentos en que no se necesita.

Resulta necesario definir un factor de utilización de los aportes térmicos gratuitos (ηgr), que

contemple los efectos dinámicos en la determinación del requerimiento de energía para

calefacción en invierno.






휂𝑔𝑟 =

1 − 𝛾𝑖𝑛𝑣𝛼𝑖𝑛𝑣

1 − 𝛾𝑖𝑛𝑣(𝛼𝑖𝑛𝑣+1)

𝑠𝑖 𝛾𝑖𝑛𝑣 > 0 𝑦 𝛾𝑖𝑛𝑣 ≠ 1

𝛼𝑖𝑛𝑣𝛼𝑖𝑛𝑣 + 1

𝑠𝑖 𝛾𝑖𝑛𝑣 = 1

𝛾𝑖𝑛𝑣: Relación entre los aportes térmicos gratuitos totales y las pérdidas térmicas totales

𝛼𝑖𝑛𝑣: Parámetro numérico adimensional de ajuste.





Relación entre los aportes térmicos gratuitos totales y las pérdidas térmicas totales (𝛾𝑖𝑛𝑣):

𝛾𝑖𝑛𝑣 =𝑄𝑔𝑟

𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑;𝑣𝑒=𝑄𝑖𝑛𝑡 + 𝑄𝑠𝑜𝑙 [𝑘𝑊ℎ]

𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑 + 𝑄𝑣𝑒 [𝑘𝑊ℎ]

Parámetro numérico adimensional de ajuste (𝛼𝑖𝑛𝑣):

𝛼𝑖𝑛𝑣 = 𝛼𝑖𝑛𝑣,0 +𝜏

𝜏𝑖𝑛𝑣,0

𝛼𝑖𝑛𝑣,0: Parámetro numérico adimensional de referencia EN INVIERNO, 𝜶𝒊𝒏𝒗,𝟎 = 𝟎

𝜏: Constante de tiempo de la zona térmica considerada

𝜏𝑖𝑛𝑣,0: Constante de tiempo de referencia EN INVIERNO, 𝝉𝒊𝒏𝒗,𝟎 = 𝟏𝟏





CONSTANTE DE TIEMPO de la zona térmica considerada (𝜏):

𝐶: Capacidad térmica interna de la zona térmica considerada, en 𝑘𝑊ℎ/𝐾;

𝐻𝑖𝑛𝑣: Coeficiente global de intercambio térmico de la zona térmica considerada, en 𝑊/𝐾

𝐻𝑖𝑛𝑣 = 𝐻𝑡𝑟 + 𝐻𝑣𝑒 + 𝐻𝑔

𝜏 =𝐶

𝐻𝑖𝑛𝑣(103) [ℎ]



(ANEXO B)



(ANEXO D)



(ANEXO E)+ +





CAPACIDAD TÉRMICA INTERNA

La capacidad térmica interna de una determinada zona térmica brinda una estimación de la energía

que pueden acumular los elementos constructivos que conforman la envolvente térmica que la

delimita, y aquellos interiores a la misma.

Representa el grado de insensibilidad de la zona térmica a las variaciones de temperatura.

Para el cálculo, resulta necesario identificar los elementos constructivos a considerar. Se

excluyen todos los cerramientos transparentes y aberturas de cualquier tipo, ya que no tendrán

incidencia en el cálculo de la capacidad térmica interna de la zona, dado que su masa es

despreciable en comparación con la del resto de los elementos constructivos.






En primer lugar, se deberán identificar los elementos constructivos a considerar en el cálculo de

acuerdo a la siguiente diferenciación:

En el caso de zonas térmicas compuestas por un único ambiente climatizado (sin elementos

de separación internos) se deberán considerar únicamente los elementos que componen la

envolvente térmica que delimita la zona en cuestión.

En el caso de zonas térmicas compuestas por más de un ambiente climatizado, se deberán

considerar, además de los elementos que componen la envolvente térmica que delimita la zona,

aquellos que materializan la división entre los distintos ambientes.



MI1

MI2

MI3 MI4MI5

MI6 MI6

MI7 MI7

MI8 MI9

MI10 MI7=MI3

MI8=MI3

MI9=MI4

MI10=MI5

ZONA TÉRMICA








CAPACIDAD TÉRMICA interna de la zona térmica considerada (C):

𝐶 =1

3,6

𝑖=1

𝑁

𝐴𝑖𝜅𝑚,𝑖 (10−6)

𝑘𝑊ℎ

𝐾

𝐴𝑖: Área interna del i-ésimo elemento considerado, en 𝑚2;

𝜅𝑚,𝑖: Capacidad térmica por unidad de superficie del i-ésimo elemento, en 𝐽/𝑚2𝐾;

𝑁: Número total de elementos que se contabilizan para el cálculo.



Capacidad térmica por unidad de superficie (κm):



La capacidad térmica interna por unidad de superficie se calcula de manera diferente para cada

elemento constructivo, según su tipología:

TIPO 1: Elementos de la envolvente térmica adyacentes al exterior.

TIPO 2: Elementos de la envolvente térmica adyacentes a un ambiente climatizado de otra zona

térmica, a un ambiente no climatizado, o a una construcción lindera.

TIPO 3: Elementos internos a la zona térmica considerada.



Capacidad térmica por unidad de superficie (𝜅𝑚):



Elementos TIPO 1

Elementos TIPO 2 Elementos TIPO 3



Capacidad térmica por unidad de superficie (𝜅𝑚) en elementos TIPO 1:

Para el caso de un elemento constructivo adyacente al exterior, resulta necesario definir previamente

parámetros que caractericen el comportamiento dinámico del mismo y que condensen en un único

valor las propiedades térmicas de las distintas capas que lo conforman.

Siendo: 𝑒𝑗: Espesor de la j-ésima capa del elemento constructivo considerado, en 𝑚;

𝑒𝑇: Espesor total del elemento constructivo considerado, en 𝑚;

𝑀: Cantidad total de capas que componen el elemento constructivo considerado;

𝜌𝑗: Densidad del material de la j-ésima capa que conforma el elemento, en 𝑘𝑔/𝑚3;

𝑐𝑗: Calor específico del material de la j-ésima capa que conforma el elemento, en 𝐽/𝑘𝑔𝐾;

𝜆𝑗: Conductividad térmica del material de la j-ésima capa que conforma el elemento, en𝑊/𝑚𝐾.





Densidad equivalente:

𝜌𝑒𝑞 =1

𝑒𝑇

𝑗=1

𝑀

𝜌𝑗 𝑒𝑗𝑘𝑔

𝑚3

Calor específico equivalente:

𝑐𝑒𝑞 =1

𝑒𝑇

𝑗=1

𝑀

𝑐𝑗 𝑒𝑗𝐽

𝑘𝑔𝐾

Conductividad equivalente:

𝜆𝑒𝑞 =1

𝑒𝑇

𝑗=1

𝑀

𝜆𝑗 𝑒𝑗𝑊

𝑚𝐾

Difusividad equivalente:

𝛼𝑒𝑞 =𝜆𝑒𝑞

𝜌𝑒𝑞 𝑐𝑒𝑞

𝑚2

𝑠






Espesor equivalente:

𝑒𝑒𝑞 =1

𝜌𝑒𝑞 𝑐𝑒𝑞

𝑗=1

𝑀

𝜌𝑗 𝑐𝑗 𝑒𝑗 𝑚

Profundidad de penetración periódica:

𝛿 = 166 𝛼𝑒𝑞 𝑚

Relación entre el espesor equivalente y

la profundidad de penetración periódica:

휁 =𝑒𝑒𝑞

𝛿






Factor de corrección dinámico:

𝛹 = 𝛼 𝑐𝑒𝑞 𝜌𝑒𝑞 휁 (10−6) + 𝛽 𝑒𝑖𝑛𝑡 𝜌𝑖𝑛𝑡 𝑐𝑖𝑛𝑡 (10

−6) + 𝛾

𝑒𝑖𝑛𝑡: Espesor de la primera capa de la cara interna del elemento considerado, en 𝑚;

𝜌𝑖𝑛𝑡: Densidad del material de la primera capa de la cara interna del elemento, en 𝑘𝑔/𝑚3;

𝑐𝑖𝑛𝑡: Calor específico del material de la primera capa de la cara interna del elemento constructivo

considerado, en 𝐽/𝑘𝑔𝐾;

𝛼, 𝛽, 𝛾: Coeficientes de ajuste del factor de corrección periódico estacionario, que contemplan la

distribución de las capas que conforman el elemento Tabla H.1






𝜅𝑚 =1

𝛹𝑐𝑒𝑞 𝜌𝑒𝑞𝑒𝑇

𝐽

𝑚2𝐾

𝑐𝑒𝑞: el calor específico equivalente del elemento constructivo considerado, en 𝐽/𝑘𝑔𝐾;

𝜌𝑒𝑞: la densidad equivalente del elemento constructivo considerado, en 𝑘𝑔/𝑚3;

𝑒𝑇: el espesor total del elemento constructivo considerado, expresado en 𝑚;

𝛹: el factor de corrección dinámico.






Para el caso de un elemento constructivo adyacente a otra zona térmica o a un ambiente no

climatizado, es necesario identificar si el mismo presenta una capa de material aislante, o no.

Si el elemento presenta al menos una capa de material aislante (𝜆 < 0,05𝑊/𝑚𝐾):

𝜅𝑚 =

𝑗=1

𝑀

𝜌𝑗 𝑐𝑗 𝑒𝑗𝐽

𝑚2𝐾

Si el elemento no posee capas compuestas por material aislante:

𝜅𝑚 =1

2

𝑗=1

𝑀


𝑚2𝐾






Para el caso de un elemento constructivo que es interno a la zona térmica, es decir, que divide

ambientes climatizados dentro de la misma, resulta:

𝜅𝑚 =

𝑗=1

𝑀


𝑚2𝐾

𝑒𝑗: Espesor de la j-ésima capa del elemento constructivo considerado, en 𝑚;

𝜌𝑗: Densidad del material de la j-ésima capa que conforma el elemento, en 𝑘𝑔/𝑚3;

𝑐𝑗: Calor específico del material de la j-ésima capa que conforma el elemento, en 𝐽/𝑘𝑔𝐾;

𝑀: Cantidad total de capas que componen el elemento constructivo considerado.






Capacidad térmica por unidad de superficie (𝜅′𝑚) corregida:

En los casos que el elemento constructivo considerado posea revestimientos livianos, es decir, de

masa despreciable pero una resistencia térmica importante —madera —, se deberá corregir el valor

de la capacidad térmica por unidad de superficie:

𝜅′𝑚 =𝜅𝑚2

1 + 𝜔2 𝜅𝑚2 (𝑅 + 𝑅𝑠𝑖)

2

𝐽

𝑚2𝐾

𝑅: Resistencia térmica del revestimiento liviano, en 𝑚2𝐾/𝑊;

𝜔: Frecuencia angular que para variaciones diarias toma el valor de 73 × 10−6 1/𝑠.







𝐶 =1

3,6

𝑖=1

𝑁

𝐴𝑖𝜅𝑚,𝑖 (10−6)

𝑘𝑊ℎ

𝐾

𝐴𝑖: Área interna del i-ésimo elemento considerado, en 𝑚2;

𝜅𝑚,𝑖: Capacidad térmica por unidad de superficie del i-ésimo elemento, en 𝐽/𝑚2𝐾;

𝑁: Número total de elementos que se contabilizan para el cálculo.

CAPACIDAD TÉRMICA interna de la zona térmica considerada (C):






𝐻𝑖𝑛𝑣: Coeficiente global de intercambio térmico de la zona térmica considerada, en 𝑊/𝐾

𝐻𝑖𝑛𝑣 = 𝐻𝑡𝑟 + 𝐻𝑣𝑒 + 𝐻𝑔

𝜏 =𝐶

𝐻𝑖𝑛𝑣(103) [ℎ]



(ANEXO B)



(ANEXO D)



(ANEXO E)+ +







휂𝑔𝑟 =

1 − 𝛾𝑖𝑛𝑣𝛼𝑖𝑛𝑣

1 − 𝛾𝑖𝑛𝑣(𝛼𝑖𝑛𝑣+1)

𝑠𝑖 𝛾𝑖𝑛𝑣 > 0 𝑦 𝛾𝑖𝑛𝑣 ≠ 1

𝛼𝑖𝑛𝑣𝛼𝑖𝑛𝑣 + 1

𝑠𝑖 𝛾𝑖𝑛𝑣 = 1

𝛾𝑖𝑛𝑣: Relación entre los aportes térmicos gratuitos totales y las pérdidas térmicas totales

𝛼𝑖𝑛𝑣: Parámetro numérico adimensional de ajuste.



0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

8

12

16

Factor de utilización para distintos valores de 𝜏휂𝑔𝑟

𝛾𝑖𝑛𝑣












térmicos gratuitos



REQUERIMIENTO TOTAL DE ENERGÍA TÉRMICA


𝐸𝑈;𝐼 =

𝑗=1

𝑀

𝑖=1

𝑁

𝑄𝐼;𝑖;𝑗 [𝑘𝑊ℎ]

𝑄𝐼;𝑖;𝑗: Requerimiento mensual de energía térmica para calefacción

de la i-ésima zona térmica en el j-ésimo mes, en 𝑘𝑊ℎ.

ENERGÍA TÉRMICA


𝑬𝑼;𝑰



REQUERIMIENTO TOTAL DE ENERGÍA SECUNDARIA


휂𝑐;𝑖;𝑗: Rendimiento medio ponderado de los sistemas activos de

calefacción instalados en la i-ésima zona térmica, funcionando

durante el j-ésimo mes Tabla 3.3

𝐸𝑆;𝐼 =𝐸𝑈;𝐼𝜼𝒄;𝒊;𝒋

[𝑘𝑊ℎ]

ENERGÍA TÉRMICA


ENERGÍA SECUNDARIA


RENDIMIENTO 𝜼𝒄

𝑬𝑼;𝑰𝑬𝑺;𝑰



REQUERIMIENTO TOTAL DE ENERGÍA PRIMARIA


𝑓𝑃;𝑖: Factor de conversión a energía primaria, del vector energético

que alimenta los sistemas activos de calefacción instalados en la i-

ésima zona térmica. Tabla 3.4

𝐸𝑃;𝐼 = 𝐸𝑆;𝐼 𝒇𝑷;𝒊 [𝑘𝑊ℎ]

ENERGÍA TÉRMICA


ENERGÍA PRIMARIA


ENERGÍA SECUNDARIA


FACTOR DE CONVERSIÓN 𝒇𝑷 RENDIMIENTO 𝜼𝒄

𝑬𝑼;𝑰𝑬𝑺;𝑰𝑬𝑷;𝑰






que alimenta los sistemas activos de calefacción instalados en la i-

ésima zona térmica. Tabla 3.4

𝐸𝑃;𝐼 = 𝐸𝑆;𝐼 𝒇𝑷;𝒊 [𝑘𝑊ℎ]



REQUERIMIENTO ESPECÍFICO DE ENERGÍA PRIMARIA


𝐸𝑃;𝐼: Requerimiento anual de energía primaria para calefacción en

invierno, en 𝑘𝑊ℎ

𝐴𝑢: Superficie útil del inmueble, en 𝑚2

𝐸𝑃𝐼 =𝐸𝑃;𝐼𝑨𝒖

𝑘𝑊ℎ

𝑚2𝑎ñ𝑜

El requerimiento específico global de energía primaria, se calcula como la suma de los

requerimientos anuales de energía primaria para cada uno de los usos considerados.

𝑬𝑷𝑮𝑳 = 𝑬𝑷𝑰 + 𝑬𝑷𝑽 + 𝑬𝑷𝑨𝑪𝑺 + 𝑬𝑷𝑰𝑳𝑘𝑊ℎ

𝑚2𝑎ñ𝑜



REFRIGERACIÓN EN VERANO



PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO



2. Definición del período de refrigeración

3. Cálculo del requerimiento mensual de energía térmica (𝑄𝑉;𝑖)

4. Cálculo del requerimiento total (anual) de energía térmica (𝐸𝑈;𝑉)

5. Cálculo del requerimiento total (anual) de energía secundaria (𝐸𝑆;𝑉)

6. Cálculo del requerimiento total (anual) de energía primaria (𝐸𝑃;𝑉)

7. Cálculo del requerimiento específico de energía primaria (𝐸𝑃𝑉)



Se define como el período de tiempo durante el cual se asume que los sistemas activos de

refrigeración garantizan una temperatura de confort constante y uniforme en el interior de cada

una de las zonas térmicas definidas del inmueble.

PERÍODO DE REFRIGERACIÓN






𝑄𝑉 = 𝑄𝑔𝑟− 휂𝑑𝑖𝑠𝑝 𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 [𝑘𝑊ℎ]



Factor de utilización de las

dispersiones térmicas









𝑄𝑉 = 𝑄𝑔𝑟− 휂𝑑𝑖𝑠𝑝𝑸𝒕𝒓; 𝒓𝒂𝒅; 𝒗𝒆











ANEXO B






ANEXO C











휃𝑖𝑛𝑡: Temperatura interna de confort EN VERANO 𝜽𝒊𝒏𝒕 = 𝟐𝟔℃











𝑸𝒗𝒆 =1


ANEXO E









휂: Tasa de renovaciones de aire, en 1/h.

𝑉𝑛𝑒𝑡𝑜: Volumen neto de la zona térmica considerada, en 𝑚3

𝑓𝑣𝑒: Fracción de tiempo en que se considera la existencia

de un flujo de aire nocturno para ventilación.

EN VERANO, 𝑓𝑣𝑒= 0,33 (entre las 23: 00 y las 7: 00 ℎ𝑠)


𝑓𝑣𝑒𝑚3

𝑠









𝐻𝑣𝑒 = ρ𝑎𝑐𝑎𝑞𝑡𝑜𝑡𝑊

𝐾



𝑞𝑡𝑜𝑡 = 𝑞𝑣𝑒 + 𝑞𝑖𝑛𝑓𝑚3

𝑠












𝑸𝒗𝒆 =1













𝑸𝒗𝒆 =1


휃𝑖𝑛𝑡: Temperatura interna de confort EN VERANO 𝜽𝒊𝒏𝒕 = 𝟐𝟔℃









de origen interno


de origen solar


𝑄𝑉 = 𝑸𝒈𝒓− 휂𝑑𝑖𝑠𝑝 𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒








𝑸𝒊𝒏𝒕 =1


ANEXO F


debido a aportes internos









de origen interno


de origen solar










𝑸𝒔𝒐𝒍 =1


ANEXO G











de origen interno


de origen solar







FACTOR DE UTILIZACIÓN DE LAS DISPERSIONES TÉRMICAS

No todas las dispersiones térmicas, es decir, las pérdidas de energía térmica por ventilación,

transmisión a través de la envolvente y radiación a la bóveda celeste, pueden ser aprovechadas para

disminuir los requerimientos de energía para refrigeración. Pues las mismas pueden producirse

durante momentos del día en los que no existe una demanda de refrigeración.

Resulta necesario definir un factor de utilización de las dispersiones térmicas (휂𝑑𝑖𝑠𝑝) , que

contemple los efectos dinámicos en la determinación del requerimiento de energía para

refrigeración en verano.

𝑄𝑉 = 𝑄𝑔𝑟− 𝜼𝒅𝒊𝒔𝒑𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒






휂𝑑𝑖𝑠𝑝 =

1 − 𝛾𝑣𝑒𝑟−𝛼𝑣𝑒𝑟

1 − 𝛾𝑣𝑒𝑟−(𝛼𝑣𝑒𝑟+1)

𝑠𝑖 𝛾𝑣𝑒𝑟 > 0 𝑦 𝛾𝑣𝑒𝑟 ≠ 1

𝛼𝑣𝑒𝑟𝛼𝑣𝑒𝑟 + 1

𝑠𝑖 𝛾𝑣𝑒𝑟 = 1

1 𝑠𝑖 𝛾𝑣𝑒𝑟 < 0

𝛾𝑣𝑒𝑟: Relación entre los aportes térmicos gratuitos totales y las pérdidas térmicas totales

𝛼𝑣𝑒𝑟: Parámetro numérico adimensional de ajuste.






Relación entre los aportes térmicos gratuitos totales y las pérdidas térmicas totales (𝛾𝒗𝒆𝒓):

𝛾𝑣𝑒𝑟 =𝑄𝑔𝑟

𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑;𝑣𝑒=𝑄𝑖𝑛𝑡 + 𝑄𝑠𝑜𝑙 [𝑘𝑊ℎ]

𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑 + 𝑄𝑣𝑒 [𝑘𝑊ℎ]

Parámetro numérico adimensional de ajuste (𝛼𝒗𝒆𝒓):

𝛼𝑣𝑒𝑟 = 𝛼𝑣𝑒𝑟,0 +𝜏

𝜏𝑣𝑒𝑟,0

𝛼𝑣𝑒𝑟,0: Parámetro numérico adimensional de referencia EN VERANO, 𝜶𝒊𝒏𝒗,𝟎 = 𝟎, 𝟒

𝜏: Constante de tiempo de la zona térmica considerada

𝜏𝑣𝑒𝑟,0: Constante de tiempo de referencia EN VERANO, 𝝉𝒊𝒏𝒗,𝟎 = 𝟑𝟎








𝐻𝑣𝑒𝑟: Coeficiente global de intercambio térmico de la zona térmica considerada, en 𝑊/𝐾

𝐻𝑣𝑒𝑟 = 𝐻𝑡𝑟 + 𝐻𝑣𝑒 + 𝐻𝑔

𝜏 =𝐶

𝐻𝑣𝑒𝑟(103) [ℎ]



(ANEXO B)



(ANEXO D)



(ANEXO E)+ +







휂𝑑𝑖𝑠𝑝 =

1 − 𝛾𝑣𝑒𝑟−𝛼𝑣𝑒𝑟

1 − 𝛾𝑣𝑒𝑟−(𝛼𝑣𝑒𝑟+1)

𝑠𝑖 𝛾𝑣𝑒𝑟 > 0 𝑦 𝛾𝑣𝑒𝑟 ≠ 1

𝛼𝑣𝑒𝑟𝛼𝑣𝑒𝑟 + 1

𝑠𝑖 𝛾𝑣𝑒𝑟 = 1

1 𝑠𝑖 𝛾𝑣𝑒𝑟 < 0

𝛾𝑣𝑒𝑟: Relación entre los aportes térmicos gratuitos totales y las pérdidas térmicas totales

𝛼𝑣𝑒𝑟: Parámetro numérico adimensional de ajuste.





Factor de utilización para distintos valores de 𝜏휂𝑑𝑖𝑠𝑝

1/𝛾𝑣𝑒𝑟




0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

8

12

16



REQUERIMIENTO TOTAL DE ENERGÍA TÉRMICA

𝐸𝑈;𝑉 =

𝑗=1

𝑀

𝑖=1

𝑁

𝑄𝑉;𝑖;𝑗 [𝑘𝑊ℎ]

𝑄𝑉;𝑖;𝑗: Requerimiento mensual de energía útil para refrigeración de

la i-ésima zona térmica en el j-ésimo mes, en 𝑘𝑊ℎ.

ENERGÍA TÉRMICA


𝑬𝑼;𝑽




REQUERIMIENTO TOTAL DE ENERGÍA SECUNDARIA

휂𝑟;𝑖;𝑗: Rendimiento medio ponderado de los sistemas activos de

refrigeración instalados en la i-ésima zona térmica, funcionando

durante el j-ésimo mes Tabla 4.3

𝐸𝑆;𝑉 =𝐸𝑈;𝑉𝜼𝑟;𝒊;𝒋

[𝑘𝑊ℎ]

ENERGÍA TÉRMICA


ENERGÍA SECUNDARIA


RENDIMIENTO 𝜼𝒓

𝑬𝑼;𝑽𝑬𝑺;𝑽






que alimenta los sistemas activos de refrigeración instalados en la

i-ésima zona térmica. Tabla 4.4

𝐸𝑃;𝑉 = 𝐸𝑆;𝑉 𝒇𝑷;𝒊 [𝑘𝑊ℎ]

ENERGÍA TÉRMICA


ENERGÍA PRIMARIA


ENERGÍA SECUNDARIA


FACTOR DE CONVERSIÓN 𝒇𝑷 RENDIMIENTO 𝜼𝒓

𝑬𝑼;𝑽𝑬𝑺;𝑽𝑬𝑷;𝑽






que alimenta los sistemas activos de refrigeración instalados en la

i-ésima zona térmica. Tabla 4.4

𝐸𝑃;𝑉 = 𝐸𝑆;𝑉 𝒇𝑷;𝒊 [𝑘𝑊ℎ]




REQUERIMIENTO ESPECÍFICO DE ENERGÍA PRIMARIA

𝐸𝑃;𝑉: Requerimiento anual de energía primaria para refrigeración en

verano, en 𝑘𝑊ℎ

𝐴𝑢: Superficie útil del inmueble, en 𝑚2

𝐸𝑃𝑉 =𝐸𝑃;𝑉𝑨𝒖

𝑘𝑊ℎ

𝑚2𝑎ñ𝑜

El requerimiento específico global de energía primaria, se calcula como la suma de los

requerimientos anuales de energía primaria para cada uno de los usos considerados.

𝑬𝑷𝑮𝑳 = 𝑬𝑷𝑰 + 𝑬𝑷𝑽 + 𝑬𝑷𝑨𝑪𝑺 + 𝑬𝑷𝑰𝑳𝑘𝑊ℎ

𝑚2𝑎ñ𝑜




BIBLIOGRAFÍA Y FUENTES DE REFERENCIA

[1] Procedimiento de cálculo del Índice de Prestaciones Energéticas (IPE). Rosario, 2016.

Secretaría de Estado de la Energía de la provincia de Santa Fe.

[2] Flujograma Energético, Balance Energético Nacional de la República Argentina, 2014.

Secretaría de Energía. Presidencia de la Nación.

[3] Documento Metodológico del Balance Energético Nacional de la República Argentina, 2015.

Ministerio de Energía y Minería. Presidencia de la Nación. http://www.energia.gob.ar.

[4] Balance Energético Nacional de la República Argentina, 2016.

Ministerio de Energía y Minería. Presidencia de la Nación. http://www.energia.gob.ar.

[5] World Energy Outlook, 2017.

International Energy Agency. https://www.iea.org/weo2017.

[6] World Energy Outlook, 2014.

International Energy Agency.

IV | CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN



CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN - CPIC2

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