Proyecto de Climatización

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I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN 1. INTRODUCCIÓN: La función primordial del acondicionamiento de aire reside en conseguir y mantener, dentro de un recinto determinado, las condiciones ambientales precisas para el confort humano. Para llevar a buen fin la función fundamental de un acondicionamiento de aire, es preciso proceder a la instalación de un equipo climatizador de potencia adecuada a las necesidades térmicas, por lo que es prioritario determinar cuanto valen realmente las citadas necesidades; generalmente es imposible, en la práctica, medir las cargas reales de un espacio dado, por lo que es necesario proceder a realizar una estimación de dichas cargas, que deben evaluarse de la forma más exacta posible. En este proyecto se hará el estudio riguroso de las componentes de carga en el espacio que va a ser acondicionado, para lo que será necesario hacer una recopilación de las siguientes características respecto del centro de estudios: Localización geográfica del centro. Datos climáticos. Condiciones exteriores. Descripción del edificio y locales. Condiciones interiores. Situación. Dimensiones. Distribución. Características constructivas. Muros y tabiques. Techos y suelos. Ventanas. Estudio de cargas térmicas. Refrigeración. Calefacción. 1

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Memoria del trabajo de clase: proyecto de climatización de la asignatura "instalaciones de climatización" de la UCA

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I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

1. INTRODUCCIÓN:

La función primordial del acondicionamiento de aire reside en conseguir y mantener,

dentro de un recinto determinado, las condiciones ambientales precisas para el confort

humano. Para llevar a buen fin la función fundamental de un acondicionamiento de aire, es

preciso proceder a la instalación de un equipo climatizador de potencia adecuada a las

necesidades térmicas, por lo que es prioritario determinar cuanto valen realmente las citadas

necesidades; generalmente es imposible, en la práctica, medir las cargas reales de un

espacio dado, por lo que es necesario proceder a realizar una estimación de dichas cargas,

que deben evaluarse de la forma más exacta posible.

En este proyecto se hará el estudio riguroso de las componentes de carga en el

espacio que va a ser acondicionado, para lo que será necesario hacer una recopilación de las

siguientes características respecto del centro de estudios:

Localización geográfica del centro.

Datos climáticos. Condiciones exteriores.

Descripción del edificio y locales.

Condiciones interiores.

Situación.

Dimensiones.

Distribución.

Características constructivas.

Muros y tabiques.

Techos y suelos.

Ventanas.

Estudio de cargas térmicas.

Refrigeración.

Calefacción.

En este proyecto, como en todos ellos, se busca un equilibrio entre el diseño, el

ahorro energético y la confortabilidad según la función del edificio.

2. CONDICIONES DE PROYECTO.

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Se denominan condiciones de proyecto las que tomamos como fijas y constantes a

lo largo del mismo. El proyecto de climatización se aplica a un Instituto de Educación

Secundaria Obligatoria (ESO) en la localidad de Jerez en la provincia de Cádiz. Se van a

calcular las cargas térmicas de refrigeración y calefacción de dicho centro situado en una

zona semiurbana.

Según la Norma UNE 100-001-85, se obtienen los siguientes datos climáticos para

dicha localidad:

Latitud: 36º 41’

Altitud: 50m

El lugar geográfico tiene unas condiciones de temperatura y humedad a lo largo del

verano, según la norma UNE y con un nivel percentil del 2,5%:

Temperatura seca (Ts): 34,7º

Temperatura húmeda (Th): 23,8º

Para la temperatura seca.

(t.I) OMD = 14 ºC Hora Solar = 15 h Corrección=0

(t.II) OMA = 35,5 ºC Mes = Julio Corrección=0

Para la temperatura húmeda.

(t.I) OMD = 14 ºC Hora Solar = 15 h Corrección=0

(t.II) OMA= 345,5 ºC Mes = Julio Corrección=0

A partir de las temperaturas seca y húmeda y haciendo uso del diagrama

psicrométrico obtenemos:

Ø = 40%

Tr = 19,3 ºC

W = 0,014 kgv/ kgas

h = 71 kj / kgas

Y las condiciones de invierno, según Norma UNE, con un percentil del 97.5% se

muestran a continuación. Para el viento predominante se indica la dirección y la velocidad

media escalar.

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Temperatura seca (Ts): 2,1º

Grados día anuales: 579

Dir: W

V: 7,2 m/s

Para mantener el clima de bienestar o confort en el interior del local, se necesita que

haya unos determinados valores de temperatura y humedad relativa. Así se tiene:

Verano: 25ºC 55%

Invierno: 20ºC 35%

El cálculo de la carga térmica no es el mismo a diferentes horas del día. Hay que

elegir una hora.......

3. DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO Y LOCALES.

3.1. ORIENTACIÓN Y DIMENSIONES DEL EDIFICIO.

En la página siguiente se muestra el plano del centro. Está dividido en dos plantas.

En la planta baja se encuentran los laboratorios, la biblioteca, dirección, secretaría, gimnasio,

etc... y en la planta superior se encuentran la mayor parte de las aulas.

El centro se encuentra en una zona semiurbana, sin edificios de mayor tamaño en

sus proximidades, por lo que tiene sus cuatro fachadas soleadas. La entrada al edificio se

sitúa en la fachada Norte.

Todas las dimensiones necesarias están indicadas en el plano, exceptuando la

altura de los techos que es aproximadamente 3 metros.

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3. 2. DISTRIBUCIÓN Y DESCRIPCIÓN DE LOS LOCALES.

En la planta baja se encuentran el hall de entrada y pasillo, las oficinas de secretaría,

conserjería, dirección y archivo, la biblioteca, la sala de profesores, 4 laboratorios, 2 clases

de apoyo, la cafetería, los aseos y el gimnasio. En la planta primara solo aulas, aseos y dos

pequeños cuartos para material audiovisual.

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La climatización del centro se va a realizar en dos fases. En esta primera fase se

realizará el acondicionamiento de algunos de los locales divididos por zonas. Dichos locales

se numeran a continuación añadiendo sus características básicas.

ZONA 1: Laboratorios.Superficie del local : S = 32,5 m²

Volumen del local:

Número de ocupantes: 16. Actividad: sentados, trabajo muy ligero

Iluminación: 36 W/ m² x 2 x 2 = 144 W. Lámparas fluorescentes dobles.

Caudal de ventilación: 25,2 m3/h x 16 (dato obtenido de la Norma UNE 100-011-88).

Ventanas: 2 ventanas grandes.

ZONA 2: Biblioteca.Superficie del local : S = 50 m²

Número de ocupantes: 25 Actividad: sentados, en reposo

Iluminación: 36 W/ m² x 3 x 2 = 216 W. Lámparas fluorescentes dobles.

Ventilación: 18 m3/h x 25

Ventanas: 8 ventanas grandes

ZONA 3: Sala de profesores, secretaría, dirección y archivo.Sala de profesores.Superficie del local : S = 50 m²

Número de ocupantes: 25 Actividad: sentados, trabajo relajado

Iluminación: 36 W/ m² x 3 x 2 = 216 W. Lámparas fluorescentes dobles.

Ventilación: 12,6 m3/h x 25

Ventanas: 8 ventanas grandes

Dirección, secretaría y archivo.Superficie del local : S = 12 m²

Número de ocupantes: 6 Actividad: sentados, en reposo

Iluminación: 36 W/ m² x 2 = 72 W. Lámparas fluorescentes dobles.

Ventilación: 36 m3/h x 6

Ventanas: 2 ventanas pequeñas.

ZONA 4: Aulas 1 y 2.Superficie del local : S = 52,2 m²

Número de ocupantes: 30 Actividad: sentados, en reposo

Iluminación: 36 W/ m² x 4 x 2 = 288 W. Lámparas fluorescentes dobles.

Ventilación: 25,2 m3/h x 30

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Ventanas: 6 ventanas grandes

4. CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS.

Muro o Pared Exterior:

K = 1,44 W/m² = 1,24 kcal/hm2ºC

Peso = 304 kg/m²

Color claro

Tabique o Pared Interior:

K = 2,21 W/m² = 1,90 kcal/hm2ºC

Peso = 102 kg/m²

Techo.

K = 0.398 W/m² = 0,343 kcal/hm2ºC

Peso = 318.4 kg/m²

Suelo.

K = 0,897 W/m² = 0,77 kcal/hm2ºC

P = 595,4 kg/m²

Ventana Grande:

K = 3,3 W/m² = 2,84 kcal/hm2ºC

Alto= 150 cm

Ancho= 120 cm

Retranqueo = 20 cm

Cristal: Climalit/Planilux e1 = 4 cámara = 6 e2 = 4

Marco metálico

Persiana exterior de color claro

Ventana Pequeña:

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K = 4.5 W/m² = 3,87 kcal/hm2ºC

Alto = 110 cm

Ancho = 100 cm

Retranqueo = 20 cm

Cristal: Climalit/Planilux e1 = 4 cámara = 6 e2 = 4

Marco metálico

Persiana exterior de color claro

5. ESTUDIO DE CARGAS TÉRMICAS.

Se denomina carga térmica a la cantidad de calor que debe ser absorbida o cedida

en el local, por el equipo climatizador, en la unidad de tiempo. La carga térmica debe dividirse

en dos tipos: sensible, cuando puede ser medida por una variación de la temperatura seca

del local, y latente, cuando su existencia modifica no la temperatura seca del local sino la

humedad absoluta del mismo. Ambos dependen de una serie de factores que se van a ir

explicando en el siguiente epígrafe. Tanto la carga sensible como la latente se deben a

distintos conceptos, que deben calcularse separadamente y que en general se conocen con

el nombre de partidas; no se trata de otra cosa que de las diferentes partes en que se divide

el total sensible y el total latente. Estos conceptos diferentes o partidas son los siguientes:

A) Carga sensible.

A1) Calor debido a la radiación solar a través de acristalamientos.

A2) Calor debido a la transmisión a través de acristalamientos.

A3) Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techos.

A4) Calor debido a la transmisión a través de paredes y techos no interiores.

A5) Calor sensible por aire de ventilación.

A6) Calor sensible de ocupación.

A7) Calor generado por la iluminación del local.

A8) Calor generado por el equipo eléctrico.

B) Carga latente.

B1) Calor latente por aire de ventilación.

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B2) Calor latente de ocupación.

5.1. CARGA TÉRMICA DE REFRIGERACIÓN.

5.1.1. Cargas Térmicas.

A) Partidas sensibles.

Partida A1) Calor debido a la radiación solar a través de los acristalamientos.

Esta partida tiene en cuenta la energía que llega al local procedente de la radiación

solar que atraviesa elementos transparentes a la radiación (cristales de ventanas,

claraboyas, lucernarios, etc.). Para calcular esta partida se utiliza la fórmula:

QSR = [Máxima aportación solar (tabla 6)

x (Superficie acristalada x Factor de sombra (tabla 18))

x Factor de almacenamiento (tabla 11)]

x [Factor Total (tabla 16)].

Partida A2) Calor debido a la transmisión a través de los acristalamientos.

También se incluyen las superficies vidriadas debido a que es necesario un estudio de la

transmisión de las mismas además de la radiación (estudiada en el punto 5.1.1.1.)

QSRT = A · K · T

siendo

K: coeficiente de transmisión de la ventana, W/(m².ºC), o en kcal/(h m² ºC).

A: superficie de la ventana.

T: Salto térmico.

Partida A3) Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techos.

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Se habla de radiación a través de una superficie opaca porque el calor procedente

del Sol calienta las paredes exteriores de una vivienda o local y luego este calor revierte al

interior. Para calcular esta partida hay que aplicar la fórmula:

QSRT = A · K · Te

siendo

K: coeficiente de transmisión de la pared, W/(m².OC), o en kcal/(h m² ºC).

A: superficie de la pared incluyendo las puertas.

Te: diferencia equivalente de temperatura (tabla 19).

Te = a + Tes + b · (Rs/ Rm) · (Tem - Tes)

Partida A4) Calor debido a la transmisión a través de paredes y techos no exteriores.

Las paredes interiores, es decir, los tabiques, y los techos que no dan al exterior van

incluidos en este tipo de carga. Este calor sensible se calcula mediante la expresión:

QST = A · K · T

siendo

A: superficie del elemento en m².

K: coeficiente global en kcal / (h m² ºC).

T: salto térmico igual a (Text – Tint) ºC.

A la hora de calcular esta carga hay que tener en cuenta los siguientes puntos:

- Si se trata de una pared o un techo colindante con un local climatizado, esta pared o techo

no se cuenta.

- Si son colindantes con un local no climatizado, el salto térmico que se utiliza se rebaja en

30ºC.

Partida A5) Calor sensible por aire de ventilación.

El aire de ventilación es el caudal de aire exterior provocado por las infiltraciones y

necesario para la suficiente ventilación. El calor sensible debido al aire de ventilación se

calcula aplicando la fórmula:

QSV = Vv · T · f · 0,29

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siendo

Vv: caudal volumétrico de ventilación en m3/h.

T: salto térmico en ºC.

f: coeficiente de la batería de refrigeración, llamado factor de by – pass. Vamos a

considerarlo como 0,3.

También puede calcularse de la siguiente forma:

QLV = Vv · Cp · · (Text – Tint)

siendo

Cp: Calor específico

: Densidad del aire. = 1 kg/m3

Text: Temperatura exterior.

Tint: Temperatura interior.

Partida A6) Calor sensible de ocupación.

Las personas que ocupan un local generan calor sensible y calor latente debido a la

actividad que realizan y a que su temperatura (unos 37ºC) es mayor que la que debe

mantenerse en el local. Cuando se habla de las personas que ocupan el local, se refiere l

número medio de personas que lo ocupan, no a las que pueda haber en un instante

determinado. El calor sensible de ocupación se calcula mediante la ecuación:

QSP = No · QS

siendo

No = nº de ocupantes.

QS = Calor Sensible en kcal/h.

Partida A7) Calor generado por la iluminación del local.

La iluminación es otro factor importante que aporta una carga sensible al local. La

carga generada por dicha iluminación se calcula de la siguiente forma:

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QSIL = Pe · Fil · Fret

siendo

Pe = Potencia eléctrica instalada en iluminación.

Fil = Factor del tipo de iluminación. Para los fluorescentes 1,25 y para los incandescentes 1.

Fret = Factor del retorno del aire. Ver catálogos.

Partida A8) Calor generado por el equipo eléctrico.

Toda la energía necesaria para el funcionamiento de un equipo eléctrico se

transforma en calor que se cede al local. Se calcula mediante la expresión:

QSEQ = Pel

siendo

Pel = Potencia eléctrica instalada.

B) Partidas latentes.

Partida B1) Calor latente por aire de ventilación.

Esta partida es la latente correspondiente al aire de ventilación. Se calcula con la

fórmula:

QLV = Vv · Aw · f · 0,72

siendo

Vv: caudal de ventilación en m3 / h.

Aw : diferencia de humedades absolutas (exterior menos interior, en g/kg)

f: factor de by - pass de la batería.

O también se puede calcular de la siguiente forma:

QLV = Vv · Cp · · (Wext – Wint)

siendo

Cp: Calor específico

: Densidad del aire. = 1 kg/m3

Wext: Humedad exterior.

Wint: Humedad interior.

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Partida B2) Calor latente de ocupación.

Es muy parecida a la carga sensible de ocupación. En la tabla 48 aparece también

el dato del calor latente generado por persona. Se calcula mediante la fórmula:

QLP = No · QL

siendo

No = nº de ocupantes.

QL = Calor latente en kcal/h.

5.1.2. Cargas Totales.

A) Carga sensible del local.

La carga sensible parcial del local será la suma de todas las cargas sensibles

calculadas para dicho local.

QPS = QSR + QSRT + QST + QSV + QSP + QSIL + QSEQ

Suponiendo un factor de seguridad del 10% se tiene que la carga sensible del local

se obtiene de la forma:

QS = QPS + [10% · QPS]

B) Carga latente del local.

La carga latente parcial del local será la suma de las dos cargas latentes calculadas

anteriormente, como son las de ocupación y del aire de ventilación.

QPL = QLV + QLP

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Suponiendo un factor de seguridad del 10% se tiene que la carga latente del local se

obtiene de la forma:

QL = QPL + [10% · QPL]

5.1.3. Carga total de refrigeración.

La carga total de refrigeración es la suma de las cargas sensible y latente del local

calculadas para la refrigeración del mismo, es decir, tenemos:

QR = QS + QL

5.2. CARGA TÉRMICA DE CALEFACCIÓN.

Hay partidas que no se consideran en la carga de calefacción, como son las

correspondientes a la iluminación, a los ocupantes, etc. Esto es debido a que se consideran

aportaciones no permanentes. Y en cualquier caso, su existencia favorece el incremento de

calor en el caso de la calefacción.

5.2.1. Cargas Térmicas.

A) Partidas sensibles.

Partida A2) Calor debido a la transmisión a través de los acristalamientos.

También se incluyen las superficies vidriadas debido a que es necesario un estudio de la

transmisión de las mismas además de la radiación (estudiada en el punto 5.1.1.1.)

QST = A · K · T

siendo

K: coeficiente de transmisión de la ventana, W/(m².ºC), o en kcal/(h m² ºC).

A: superficie de la ventana.

T: Salto térmico Tint – Text).

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Partida A3) Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techos.

Se habla de radiación a través de una superficie opaca porque el calor procedente

del Sol calienta las paredes exteriores de una vivienda o local y luego este calor revierte al

interior. Para calcular esta partida hay que aplicar la fórmula:

QSRT = A · K · Te

siendo

K: coeficiente de transmisión de la pared, W/(m².OC), o en kcal/(h m² ºC).

A: superficie de la pared incluyendo las puertas.

Te: diferencia equivalente de temperatura (tabla 19).

Te = a + Tes + b · (Rs/ Rm) · (Tem - Tes)

Partida A5) Calor sensible por aire de ventilación.

El aire de ventilación es el caudal de aire exterior provocado por las infiltraciones y

necesario para la suficiente ventilación. El calor sensible debido al aire de ventilación se

calcula aplicando la fórmula:

QSV = Vv · Cp · · (Tint – Text)

siendo

Cp: Calor específico

: Densidad del aire. = 1 kg/m3

Text: Temperatura exterior.

Tint: Temperatura interior.

B) Partidas latentes.

Partida B1) Calor latente por aire de ventilación.

Esta partida es la latente correspondiente al aire de ventilación. Se calcula con la

fórmula:

QLV = Vv · Cp · · (Wint – Wext)

siendo

Cp: Calor específico

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: Densidad del aire. = 1 kg/m3

Wext: Humedad exterior.

Wint: Humedad interior.

5.2.2. Cargas Totales.

A) Carga sensible del local.

La carga sensible parcial del local será la suma de todas las cargas sensibles

calculadas para dicho local.

QPS = QST + QSRT + QSV

Suponiendo un factor de seguridad del 10% se tiene que la carga sensible del local

se obtiene de la forma:

QS = QPS + [10% · QPS]

B) Carga latente del local.

La carga latente parcial del local será la suma de las dos cargas latentes calculadas

anteriormente, como son las de ocupación y del aire de ventilación.

QPL = QLV

Suponiendo un factor de seguridad del 10% se tiene que la carga latente del local se

obtiene de la forma:

QL = QPL + [10% · QPL]

5.1.3. Carga total de calefacción.

La carga total de refrigeración es la suma de las cargas sensible y latente del local

calculadas para la refrigeración del mismo, es decir, tenemos:

QC = QS + QL

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6. CÁLCULO DE LAS CARGA TÉRMICA DE REFRIGERACIÓN POR LOCAL.

A) Cálculo de las partidas sensibles.

Partida A1) Calor debido a la radiación solar a través de los acristalamientos.

ZONA 1: Laboratorios:

Hay 3 ventanas grandes orientadas al Norte con una superficie de S = 1,5 x 1,2 = 1,8

m² cada una. Al estar orientadas al Norte se supone toda la superficie acristalada en sombra,

por lo que sólo serán necesarios los datos respecto de esta.

La superficie acristalada es de (1,5 – 0,1) x (1,2 – 0,1) = 1,54. En la tabla 16 se

obtiene el coeficiente global de insolación 0,20 por tratarse de vidrio doble ordinario con

persiana exterior de color claro.

Para obtener la máxima aportación solar utilizamos la tabla 6. Por ser ventanas con

un marco metálico, tendremos que multiplicar por 1,17:

Para la sombra = 40 x 1,17 = 46,8 kcal/h m2.

El factor de almacenamiento se calcula a partir del peso de las paredes, techo y

suelo por metro cuadrado. Se obtienen los datos mediante la tabla 11.

(304 x 9,6) + 1/2 x [(102 x 54) + (318,4 x 32,5) + (595,4 x 32,5)]

P = --------------------------------------------------------------------------------------------- = 631,43 kg

32,5

Factor para la sombra = 0,98

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Así se tiene:

QSR = 46,8 x 1,54 x 1 x 0,98 x 0,20 x 3 = 42,37 kcal/h m2

ZONA 2: Biblioteca:

Hay 3 ventanas grandes orientadas al Norte y 5 ventanas grandes al Oeste con una

superficie de S = 1,5 x 1,2 = 1,8 m² cada una.

Para el cálculo del factor de sombra se usan la tabla 18 y el gráfico 1, a partir de los

cuales se obtienen los siguientes datos:

Altura Sol: 57

Azimut Sol : 242

Mediante el gráfico 1: La horizontal que pasa por el azimut 242 corta a la curva S en

el punto de abcisa 0,6. Se obtiene un valor de sombra debida al alero de 1,8. A partir de

estos valores pueden calcularse las sombras lateral y superior.

Sombra lateral = 0,6 m/m x 0.2 m = 0.12 m

Sombra superior = 1,8 m/m x 0.2 m = 0.36 m

Por lo tanto, se puede calcular la superficie de la ventana soleada y la superficie de

la ventana en sombra. Las ventanas orientadas al Norte se consideran como en sombra.

Superficie soleada = 1,23 m2

Superficie en sombra = 0,57 m2

La superficie acristalada es de (1,5 – 0,1) x (1,2 – 0,1) = 1,54. En la tabla 16 se

obtiene el coeficiente global de insolación 0,20 por tratarse de vidrio doble ordinario con

persiana exterior de color claro.

Para obtener la máxima aportación solar utilizamos la tabla 6. Se tendrá en cuenta la

superficie en sombra y la orientación de la superficie soleada. Por ser ventanas con un marco

metálico, tendremos que multiplicar por 1,17:

Para el Oeste = 439 x 1,17 = 513,63 kcal/h m².

Para la sombra = 40 x 1,17 = 46,8 kcal/h m2.

El factor de almacenamiento se calcula a partir del peso de las paredes, techo y

suelo por metro cuadrado. Se obtienen los datos mediante la tabla 11.

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I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

(304 x 30,6) + 1/2 x [(102 x 45) + (318,4 x 50) + (595,4 x 50)]

P = -------------------------------------------------------------------------------------- = 688,85 kg

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Factor para el Oeste = 0,44

Factor para la sombra = 0,98

Así se tiene:

QSR = (513,63 x 1,54 x 1,23 / 1,8 x 0,44 x 0,20 x 5) +

(46,8 x 1,54 x 1 x 0,98 x 0,20 x 3) +

(46,8 x 1,54 x 0,57 / 1,8 x 0,98 x 0,20 x 5) = 302,56 kcal/h m2

ZONA 3: Sala de profesores:

Hay 3 ventanas grandes orientadas al Oeste y 5 ventanas grandes al Sur con una

superficie de S = 1,5 x 1,2 = 1,8 m² cada una.

Para el cálculo del factor de sombra se usan la tabla 18 y el gráfico 1, a partir de los

cuales se obtienen los siguientes datos:

Altura Sol: 57

Azimut Sol : 242

Mediante el gráfico 1: La horizontal que pasa por el azimut 242 corta a la curva S en

el punto de abcisa 0,6. Se obtiene un valor de sombra debida al alero de 1,8. A partir de

estos valores pueden calcularse las sombras lateral y superior.

Sombra lateral = 0,6 m/m x 0.2 m = 0.12 m

Sombra superior = 1,8 m/m x 0.2 m = 0.36 m

Por lo tanto, se puede calcular la superficie de la ventana soleada y la superficie de

la ventana en sombra:

Superficie soleada = 1,23 m2

Superficie en sombra = 0,57 m2

La superficie acristalada es de (1,5 – 0,1) x (1,2 – 0,1) = 1,54. En la tabla 16 se

obtiene el coeficiente global de insolación 0,20 por tratarse de vidrio doble ordinario con

persiana exterior de color claro.

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Page 19: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

Para obtener la máxima aportación solar utilizamos la tabla 6. Se tendrá en cuenta la

superficie en sombra y la orientación de la superficie soleada. Por ser ventanas con un marco

metálico, tendremos que multiplicar por 1,17:

Para el Oeste = 439 x 1,17 = 513,63 kcal/h m².

Para el Sur = 146 x 1,17 = 182,52 kcal/h m².

Para la sombra = 40 x 1,17 = 46,8 kcal/h m2.

El factor de almacenamiento se calcula a partir del peso de las paredes, techo y

suelo por metro cuadrado. Se obtienen los datos mediante la tabla 11.

(304 x 36,6) + 1/2 x [(102 x 39) + (318,4 x 50) + (595,4 x 50)]

P = -------------------------------------------------------------------------------------- = 719,20 kg

50

Factor para el Oeste = 0,44

Factor para el Sur = 0,77

Factor para la sombra = 0,98

Así se tiene:

QSR = (513,63 x 1,54 x 1,23 / 1,8 x 0,44 x 0,20 x 3) +

(182,52 x 1,54 x 1,23 / 1,8 x 0,77 x 0,20 x 5) +

(46,8 x 1,54 x 0,57 / 1,8 x 0,98 x 0,20 x 8) = 331,74 kcal/h m2

Archivo, dirección y Secretaría:

Hay 2 ventanas pequeñas orientadas al Oeste con una superficie de S = 1,1 x 1 = 1,1

m² cada una.

Para el cálculo del factor de sombra se usan la tabla 18 y el gráfico 1, a partir de los

cuales se obtienen los siguientes datos:

Altura Sol: 57

Azimut Sol : 242

Mediante el gráfico 1: La horizontal que pasa por el azimut 242 corta a la curva S en

el punto de abcisa 0,6. Se obtiene un valor de sombra debida al alero de 1,8. A partir de

estos valores pueden calcularse las sombras lateral y superior.

Sombra lateral = 0,6 m/m x 0.2 m = 0.12 m

19

Page 20: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

Sombra superior = 1,8 m/m x 0.2 m = 0.36 m

Por lo tanto, se puede calcular la superficie de la ventana soleada y la superficie de

la ventana en sombra:

Superficie soleada = 1,23 m2

Superficie en sombra = 0,57 m2

La superficie acristalada es de (1,1 – 0,1) x (1 – 0,1) = 0,9. En la tabla 16 se obtiene

el coeficiente global de insolación 0,20 por tratarse de vidrio doble ordinario con persiana

exterior de color claro.

Para obtener la máxima aportación solar utilizamos la tabla 6. Se tendrá en cuenta la

superficie en sombra y la orientación de la superficie soleada. Por ser ventanas con un marco

metálico, tendremos que multiplicar por 1,17:

Para el Sur = 146 x 1,17 = 182,52 kcal/h m².

Para la sombra = 40 x 1,17 = 46,8 kcal/h m2.

El factor de almacenamiento se calcula a partir del peso de las paredes, techo y

suelo por metro cuadrado. Se obtienen los datos mediante la tabla 11.

(304 x 9,8) + 1/2 x [(102 x 30) + (318,4 x 12) + (595,4 x 12)]

P = -------------------------------------------------------------------------------------- = 832,67 kg

12

Factor para el Sur = 0,73

Factor para la sombra = 0,96

Así se tiene:

QSR = (182,52 x 0,9 x 1,23 / 1,1 x 0,73 x 0,20 x 2) +

(40,8 x 0,9 x 0,57 / 1,1 x 0,96 x 0,20 x 2) = 63,27 kcal/h m2

ZONA 4: Aulas 1 y 2:

Hay 6 ventanas grandes orientadas al Norte con una superficie de S = 1,5 x 1,2 = 1,8

m² cada una. Al estar orientadas al Norte se supone toda la superficie acristalada en sombra,

por lo que sólo serán necesarios los datos respecto de esta.

20

Page 21: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

La superficie acristalada es de (1,5 – 0,1) x (1,2 – 0,1) = 1,54. En la tabla 16 se

obtiene el coeficiente global de insolación 0,20 por tratarse de vidrio doble ordinario con

persiana exterior de color claro.

Para obtener la máxima aportación solar utilizamos la tabla 6. Por ser ventanas con

un marco metálico, tendremos que multiplicar por 1,17:

Para la sombra = 40 x 1,17 = 46,8 kcal/h m2.

El factor de almacenamiento se calcula a partir del peso de las paredes, techo y

suelo por metro cuadrado. Se obtienen los datos mediante la tabla 11.

(304 x 20,9) + 1/2 x [(102 x 61,5) + (318,4 x 52,5) + (595,4 x 52,5)]

P = --------------------------------------------------------------------------------------------- = 637,66 kg

52,5

Factor para la sombra = 0,98

Así se tiene:

QSR = 40,8 x 1,54 x 1 x 0,98 x 0,20 x 6 = 73,89 kcal/h m2

Partida A2) Calor debido a la transmisión a través de los acristalamientos.

Antes hemos calculado las ventanas pero solo el calor que entra por radiación

procedente del Sol. Aquí calcularemos el calor por conducción a través del vidrio, debido a la

diferencia de temperaturas entre el exterior y el interior.

ZONA 1: Laboratorios:

Hay 3 ventanas grandes de superficie 1,2 x 1,5 = 1,8 m2 cada una, es decir, en total

1,8 x 3 = 5,4 m2. El coeficiente de transmisión de las ventanas es K = 2,84 kcal/hm2ºC. Se

considera el salto térmico 34,7 – 25 = 9,7 ºC. Así se tiene:

QST = A · K · T = 5,4 x 2,84 x 9,7 = 148,76 kcal/h

ZONA 2: Biblioteca:

21

Page 22: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

Hay 8 ventanas grandes de superficie 1,2 x 1,5 = 1,8 m2 cada una, es decir, en total

1,8 x 8 = 14,4 m2. El coeficiente de transmisión de las ventanas es K = 2,84 kcal/hm2ºC. Se

considera el salto térmico 34,7 – 25 = 9,7 ºC. Así se tiene:

QST = 14,4 x 2,84 x 9,7 = 396,69 kcal/h

ZONA 3: Sala de profesores:

Hay 8 ventanas grandes de superficie 1,2 x 1,5 = 1,8 m2 cada una, es decir, en total

1,8 x 8 = 14,4 m2. El coeficiente de transmisión de las ventanas es K = 2,84 kcal/hm2ºC. Se

considera el salto térmico 34,7 – 25 = 9,7 ºC. Así se tiene:

QST = 14,4 x 2,84 x 9,7 = 396,69 kcal/h

Archivo, dirección y Secretaría:

Hay 2 ventanas pequeñas de superficie 1,1 x 1 = 1,1 m2 cada una, es decir, en total

1,1 x 2 = 2,2 m2. El coeficiente de transmisión de las ventanas es K = 3,87 kcal/hm2ºC. Se

considera el salto térmico 34,7 – 25 = 9,7 ºC. Así se tiene:

QST = 2,2 x 3,87 x 9,7 = 82,58 kcal/h

ZONA 4: Aulas 1 y 2:

Hay 6 ventanas grandes de superficie 1,2 x 1,5 = 1,8 m2 cada una, es decir, en total

1,8 x 6 = 10,8 m2. El coeficiente de transmisión de las ventanas es K = 2,84 kcal/hm2ºC. Se

considera el salto térmico 34,7 – 25 = 9,7 ºC. Así se tiene:

QST = 10,8 x 2,84 x 9,7 = 297,52 kcal/h

Partida A3) Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techos.

ZONA 1: Laboratorios:

Hay una pared Norte, de 5 x 3 = 15 m2, de los que hay que descontar las ventanas,

así pues, 15 – 5,4 = 9,6 m2. El techo no se tendrá en cuenta por no ser exterior.

Para la pared Norte se han obtenido los siguientes datos:

34,7 – 25 = 9,7 ºC OMD = 14 ºC

a = 0,3 ºC b = 0.55 (color claro)

Rs = 38 kcal/h m² Rm = 38 kcal/h m²

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Page 23: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

Tem = 3,3 ºC Tes = 3,3 ºC

Te = 0,3 + 3,3 + 0,55 x (38 / 38) x (3,3 – 3,3) = 3,6 ºC

El coeficiente de transmisión de la pared Norte es K = 1,24 kcal/hm2ºC. Así pues,

tendremos:

QSRT = A · K · Te = 9,6 x 3,6 x 1,24 = 42,85 kcal/h

ZONA 2: Biblioteca:

Hay una pared Norte, de 5 x 3 = 15 m2, de los que hay que descontar las ventanas,

así pues, 15 – 5,4 = 9,6 m2. Hay otra pared Oeste de 10 x 3 = 30 m2, que al descontarle las

ventanas 30 – 9 = 21 m2. El techo no se tendrá en cuenta por no ser exterior.

Para la pared Norte se obtuvo el dato Te = 3,6 ºC. Para la pared Oeste se obtienen

los datos siguientes:

34,7 – 25 = 9,7 ºC OMD = 14 ºC

a = 0,3 ºC b = 0.55 (color claro)

Rs = 257 kcal/h m² Rm = 265 kcal/h m²

Tem = 5,5 ºC Tes = 3,3 ºC

Te = 0,3 + 3,3 + 0,55 x (257 / 265) x (5,5 – 3,3) = 4,8 ºC

El coeficiente de transmisión de las paredes Norte y Oeste es K = 1,24 kcal/hm2ºC.

Así pues, tendremos:

QSRT = (9,6 x 3,6 x 1,24) + (21 x 4,8 x 1,24) = 167,84 kcal/h

ZONA 3: Sala de profesores:

Hay una pared Oeste, de 5 x 3 = 15 m2, de los que hay que descontar las ventanas,

así pues, 15 – 3,6 = 9,6 m2. Hay otra pared Sur de 10 x 3 = 30m2, que al descontarle las

ventanas 30 – 9 = 21 m2. El techo no se tendrá en cuenta por no ser exterior.

Para la pared Oeste se obtuvo el dato Te = 4,8 ºC. Para la pared Sur se han

obtenido los siguientes datos:

34,7 – 25 = 9,7 ºC OMD = 14 ºC

a = 0,3 ºC b = 0.55 (color claro)

Rs = 94 kcal/h m² Rm = 119 kcal/h m²

23

Page 24: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

Tem = 13,3 ºC Tes = 3,3 ºC

Te = 0,3 + 3,3 + 0,55 x (94 / 119) x (13,3 – 3,3) = 7,94 ºC

El coeficiente de transmisión de las paredes Sur y Oeste es K = 1,24 kcal/hm2º. Así

pues, tendremos:

QSRT = (9,6 x 4,8 x 1,24) + (21 x 7,94 x 1,24) = 263,89 kcal/h

Archivo, dirección y Secretaría:

Hay una pared Sur, de 4 x 3 = 12 m2, de los que hay que descontar las ventanas, así

pues, 12 – 2,2 = 9,8 m2. El techo no se tendrá en cuenta por no ser exterior.

Para la pared Oeste se obtuvo el dato Te = 7,94 ºC. El coeficiente de transmisión de

la pared Oeste es K = 1,24 kcal/hm2ºC. Así pues, tendremos:

QSRT = 9,8 x 7,94 x 1,24 = 96,48 kcal/h

ZONA 4: Aulas 1 y 2:

Hay una pared Norte, de 10,5 x 3 = 31,5 m2, de los que hay que descontar las

ventanas, así pues, 31,5 – 10,8 = 20,7 m2. El techo no se tendrá en cuenta por no ser

exterior.

Para la pared Norte se obtuvo el dato Te = 3,6 ºC. El coeficiente de transmisión de

la pared Norte es K = 1,24 kcal/hm2ºC. Así pues, tendremos:

QSRT = (20,7 x 3,6 x 1,24) = 92,40 kcal/h

Partida A4) Calor debido a la transmisión a través de paredes y techos no exteriores.

ZONA 1: Laboratorios:

Tenemos una pared interior de 5 x 3 = 15 m2. En la pared hemos incluido las puertas.

El techo y el suelo tienen una superficie de 5 x 6,5 = 32,5 m 2 cada uno. El coeficiente de

transmisión de la pared es K = 1,90 kcal/hm2ºC, el del techo K = 0,343 kcal/hm2ºC y el del

suelo K = 0,77 kcal/hm2ºC. Hemos de considerar el salto térmico 34,7 – 25 = 9,7 ºC pero

como las paredes son medianeras con recintos que no están refrigerados dicho salto térmico

se rebaja 3 ºC. Así 9,7 – 3 = 6,7 ºC. Se tiene por tanto:

24

Page 25: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

QST = A · K · T = (15 x 1,90 x 6,7) + (32,5 x 0,343 x 6,7) + (32,5 x 0,77 x 6,7) = 433,30

kcal/h

ZONA 2: Biblioteca:

Tenemos una pared interior de 3,5 x 3 = 10,5 m2. En la pared hemos incluido las

puertas. El techo y el suelo tienen una superficie de 5 x 10 = 50 m2 cada uno. El coeficiente

de transmisión de la pared es K = 1,90 kcal/hm2ºC, el del techo K = 0,343 kcal/hm2ºC y el del

suelo K = 0,77 kcal/hm2ºC. Consideramos de salto térmico 6,7 ºC. Se tiene por tanto:

QST = (10,5 x 1,90 x 6,7) + (50 x 0,343 x 6,7) + (50 x 0,77 x 6,7) = 506,52 kcal/h

ZONA 3: Sala de profesores:

Tenemos una pared interior de 5 x 3 = 15 m2. En la pared hemos incluido las puertas.

El techo y el suelo tienen una superficie de 5 x 10 = 50 m2 cada uno. El coeficiente de

transmisión de la pared es K = 1,90 kcal/hm2ºC, el del techo K = 0,343 kcal/hm2ºC y el del

suelo K = 0,77 kcal/hm2ºC. Consideramos de salto térmico 6,7 ºC. Se tiene por tanto:

QST = (15 x 1,90 x 6,7) + (50 x 0,343 x 6,7) + (50 x 0,77 x 6,7) = 563,80 kcal/h

Archivo, dirección y Secretaría:

Tenemos una pared interior de 6 x 3 = 18 m2. En la pared hemos incluido las puertas.

El techo y el suelo tienen una superficie de 4 x 3 = 12 m2 cada uno. El coeficiente de

transmisión de la pared es K = 1,90 kcal/hm2ºC, el del techo K = 0,343 kcal/hm2ºC y el del

suelo K = 0,77 kcal/hm2ºC. Consideramos de salto térmico 6,7 ºC. Se tiene por tanto:

QST = (18 x 1,90 x 6,7) + (12 x 0,343 x 6,7) + (12 x 0,77 x 6,7) = 318,62 kcal/h

ZONA 4: Aulas 1 y 2:

Tenemos una pared interior de 5 x 3 = 15 m2. En la pared hemos incluido las puertas.

El techo y el suelo tienen una superficie de 5 x 10,5 = 52,5 m2 cada uno. El coeficiente de

transmisión de la pared es K = 1,90 kcal/hm2ºC, el del techo K = 0,343 kcal/hm2ºC y el del

suelo K = 0,77 kcal/hm2ºC. Consideramos de salto térmico 6,7 ºC. Se tiene por tanto:

QST = (15 x 1,90 x 6,7) + (52,5 x 0,343 x 6,7) + (52,5 x 0,77 x 6,7) = 582,45 kcal/h

25

Page 26: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

Partida A5) Calor sensible por aire de ventilación.

ZONA 1: Laboratorios:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para laboratorios

hay un caudal de ventilación aconsejado de 25,2 m3/h. Dado que hay 16 personas, se tiene:

Vv = 25,2 x 16 = 403,2 m3/h

Siendo el salto térmico 9,7 ºC, el calor sensible será:

QSV = Vv · T · f · 0,29 = 403,2 x 9,7 x 0,3 x 0,29 = 340,26 kcal/h

ZONA 2: Biblioteca:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para bibliotecas

hay un caudal de ventilación aconsejado de 18 m3/h. Dado que hay 25 personas, se tiene:

Vv = 18 x 25 = 450 m3/h

Siendo el salto térmico 9,7 ºC, el calor sensible será:

QSV = 450 x 9,7 x 0,3 x 0,29 = 379,75 kcal/h

ZONA 3: Sala de profesores:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para salas de

conferencias hay un caudal de ventilación aconsejado de 12,6 m3/h. Dado que hay 25

personas, se tiene:

Vv = 12,6 x 25 = 315 m3/h

Siendo el salto térmico 9,7 ºC, el calor sensible será:

QSV = 315 x 9,7 x 0,3 x 0,29 = 265,83 kcal/h

Archivo, dirección y Secretaría:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para oficinas hay

un caudal de ventilación aconsejado de 36 m3/h. Dado que hay 6 personas, se tiene:

Vv = 36 x 6 = 216 m3/h

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Page 27: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

Siendo el salto térmico 9,7 ºC, el calor sensible será:

QSV = 216 x 9,7 x 0,3 x 0,29 = 182,28 kcal/h

ZONA 4: Aulas 1 y 2:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para aulas hay

un caudal de ventilación aconsejado de 25,2 m3/h. Dado que hay 30 personas, se tiene:

Vv = 25,2 x 30 = 756 m3/h

Siendo el salto térmico 9,7 ºC, el calor sensible será:

QSV = 756 x 9,7 x 0,3 x 0,29 = 637,98 kcal/h

Partida A6) Calor sensible de ocupación.

ZONA 1: Laboratorios:

Se considera una ocupación media de 16 personas. En la tabla 48 obtenemos 60

kcal/h por persona correspondiente a “escuela secundaria”.

QSP = No · QS = 16 x 60 = 960 kcal/h

ZONA 2: Biblioteca:

Se considera una ocupación media de 25 personas. En la tabla 48 obtenemos 60

kcal/h por persona correspondiente a “escuela secundaria”.

QSP = 25 x 60 = 1500 kcal/h

ZONA 3: Sala de profesores:

Se considera una ocupación media de 25 personas. En la tabla 48 obtenemos 61

kcal/h por persona correspondiente a “oficina”.

QSP = 25 x 61 = 1525 kcal/h

Archivo, dirección y Secretaría:

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Page 28: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

Se considera una ocupación media de 6 personas. En la tabla 48 obtenemos 61

kcal/h por persona correspondiente a “oficina”.

QSP = 6 x 61 = 366 kcal/h

ZONA 4: Aulas 1 y 2:

Se considera una ocupación media de 30 personas. En la tabla 48 obtenemos

60kcal/h por persona correspondiente a “escuela secundaria”.

QSP = 30 x 60 = 1800 kcal/h

Partida A7) Calor generado por la iluminación del local.

ZONA 1: Laboratorios:

Hay 144 W de iluminación fluorescente (1,25) y sabiendo que el factor de retorno del

aire es 0,86, se tiene:

QSIL = Pe · Fil · Fret = 144 x 1,25 x 0,86 = 154,80 kcal/h

ZONA 2: Biblioteca:

Hay 216 W de iluminación fluorescente (1,25) y sabiendo que el factor de retorno del

aire es 0,86, se tiene:

QSIL = 216 x 1,25 x 0,86 = 232,20 kcal/h

ZONA 3: Sala de profesores:

Hay 216 W de iluminación fluorescente (1,25) y sabiendo que el factor de retorno del

aire es 0,86, se tiene:

QSIL = 216 x 1,25 x 0,86 = 232,20 kcal/h

Archivo, Dirección y Secretaría:

Hay 72 W de iluminación fluorescente (1,25) y sabiendo que el factor de retorno del

aire es 0,86, se tiene:

QSIL = 72 x 1,25 x 0,86 = 77,40 kcal/h

28

Page 29: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

ZONA 4: Aulas 1 y 2:

Hay 288 W de iluminación fluorescente (1,25) y sabiendo que el factor de retorno del

aire es 0,86, se tiene:

QSIL = 288 x 1,25 x 0,86 = 309,60 kcal/h

B) Partidas latentes.

Partida B1) Calor latente por aire de ventilación.

ZONA 1: Laboratorios:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para laboratorios

hay un caudal de ventilación aconsejado de 25,2 m3/h. Dado que hay 16 personas, se tiene:

Vv = 25,2 x 16 = 403,2 m3/h

Siendo el incremento de humedad de 14 – 10,9 = 3,10 g/kg, el calor latente será:

QLV = Vv · w · f · 0,72 = 403,2 x 3,10 x 0,3 x 0,72 = 269,98 kcal/h

ZONA 2: Biblioteca:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para bibliotecas

hay un caudal de ventilación aconsejado de 18 m3/h. Dado que hay 25 personas, se tiene:

Vv = 18 x 25 = 450 m3/h

Siendo el incremento de humedad de 14 – 10,9 = 3,10 g/kg, el calor latente será:

QLV = 450 x 3,10 x 0,3 x 0,72 = 301,32 kcal/h

ZONA 3: Sala de profesores:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para salas de

conferencias hay un caudal de ventilación aconsejado de 12,6 m3/h. Dado que hay 25

personas, se tiene:

29

Page 30: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

Vv = 12,6 x 25 = 315 m3/h

Siendo el incremento de humedad de 14 – 10,9 = 3,10 g/kg, el calor latente será:

QLV = 315 x 3,10 x 0,3 x 0,72 = 210,92 kcal/h

Archivo, dirección y Secretaría:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para oficinas hay

un caudal de ventilación aconsejado de 36 m3/h. Dado que hay 6 personas, se tiene:

Vv = 36 x 6 = 216 m3/h

Siendo el incremento de humedad de 14 – 10,9 = 3,10 g/kg, el calor latente será:

QLV = 216 x 3,10 x 0,3 x 0,72 = 144,63 kcal/h

ZONA 4: Aulas 1 y 2:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para aulas hay

un caudal de ventilación aconsejado de 25,2 m3/h. Dado que hay 30 personas, se tiene:

Vv = 25,2 x 30 = 756 m3/h

Siendo el incremento de humedad de 14 – 10,9 = 3,10 g/kg, el calor latente será:

QLV = 756 x 3,10 x 0,3 x 0,72 = 506,22 kcal/h

Partida B2) Calor latente de ocupación.

ZONA 1: Laboratorios:

En la misma tabla que hemos obtenido el calor sensible por persona, viene el calor

latente por persona. El correspondiente a “escuela secundaria” es de 40 kcal/h. Si se

considera una ocupación media de 16 personas, se tiene:

QLP = No · QL = 16 x 40 = 640 kcal/h

ZONA 2: Biblioteca:

El calor latente correspondiente a “escuela secundaria” es de 40 kcal/h. Si se

considera una ocupación media de 25 personas, se tiene:

30

Page 31: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

QLP = 25 x 40 = 1000 kcal/h

ZONA 3: Sala de profesores:

El calor latente correspondiente a “oficina” es de 52 kcal/h. Si se considera una

ocupación media de 25 personas, se tiene:

QLP = 25 x 52 = 1300 kcal/h

Archivo, dirección y Secretaría:

El calor latente correspondiente a “oficina” es de 52 kcal/h. Si se considera una

ocupación media de 6 personas, se tiene:

QLP = 6 x 52 = 312 kcal/h

ZONA 4: Aulas 1 y 2:

El calor latente correspondiente a “escuela secundaria” es de 40 kcal/h. Si se

considera una ocupación media de 30 personas, se tiene:

QLP = 30 x 40 = 1200 kcal/h

31

Page 32: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

7. CÁLCULO DE LAS CARGA TÉRMICA DE CALEFACCIÓN POR LOCAL.

A) Cálculo de las partidas sensibles.

Partida A2) Calor debido a la transmisión a través de los acristalamientos.

ZONA 1: Laboratorios:

Hay 3 ventanas grandes de superficie 1,2 x 1,5 = 1,8 m2 cada una, es decir, en total

1,8 x 3 = 5,4 m2. El coeficiente de transmisión de las ventanas es K = 2,84 kcal/hm2ºC. Se

considera el salto térmico 20 – 2,1 = 17,9 ºC. Así se tiene:

QST = A · K · T = 5,4 x 2,84 x 17,9 = 274,51 kcal/h

ZONA 2: Biblioteca:

Hay 8 ventanas grandes de superficie 1,2 x 1,5 = 1,8 m2 cada una, es decir, en total

1,8 x 8 = 14,4 m2. El coeficiente de transmisión de las ventanas es K = 2,84 kcal/hm2ºC. Se

considera el salto térmico 20 – 2,1 = 17,9 ºC. Así se tiene:

32

Page 33: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

QST = 14,4 x 2,84 x 17,9 = 732,04 kcal/h

ZONA 3: Sala de profesores:

Hay 8 ventanas grandes de superficie 1,2 x 1,5 = 1,8 m2 cada una, es decir, en total

1,8 x 8 = 14,4 m2. El coeficiente de transmisión de las ventanas es K = 2,84 kcal/hm2ºC. Se

considera el salto térmico 20 – 2,1 = 17,9 ºC. Así se tiene:

QST = 14,4 x 2,84 x 17,9 = 732,04 kcal/h

Archivo, dirección y Secretaría:

Hay 2 ventanas pequeñas de superficie 1,1 x 1 = 1,1 m2 cada una, es decir, en total

1,1 x 2 = 2,2 m2. El coeficiente de transmisión de las ventanas es K = 3,87 kcal/hm2ºC. Se

considera el salto térmico 20 – 2,1 = 17,9 ºC. Así se tiene:

QST = 2,2 x 3,87 x 17,9 = 152,40 kcal/h

ZONA 4: Aulas 1 y 2:

Hay 6 ventanas grandes de superficie 1,2 x 1,5 = 1,8 m2 cada una, es decir, en total

1,8 x 6 = 10,8 m2. El coeficiente de transmisión de las ventanas es K = 2,84 kcal/hm2ºC. Se

considera el salto térmico 20 – 2,1 = 17,9 ºC. Así se tiene:

QST = 10,8 x 2,84 x 17,9 = 549,03 kcal/h

Partida A3) Calor debido a la radiación y transmisión a través de paredes y techos.

ZONA 1: Laboratorios:

Hay una pared Norte, de 5 x 3 = 15 m2, de los que hay que descontar las ventanas,

así pues, 15 – 5,4 = 9,6 m2. El techo no se tendrá en cuenta por no ser exterior.

El coeficiente de transmisión de la pared Norte es K = 1,24 kcal/hm2ºC y se considera

un salto térmico de 17,9 ºC. Así pues, tendremos:

QSRT = A · K · T = 9,6 x 1,24 x 17,9 = 213,08 kcal/h

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Page 34: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

ZONA 2: Biblioteca:

Hay una pared Norte, de 5 x 3 = 15 m2, de los que hay que descontar las ventanas,

así pues, 15 – 5,4 = 9,6 m2. Hay otra pared Oeste de 10 x 3 = 30 m2, que al descontarle las

ventanas 30 – 9 = 21 m2. El techo no se tendrá en cuenta por no ser exterior.

El coeficiente de transmisión de las paredes Norte y Oeste es K = 1,24 kcal/hm2ºC y

se considera un salto térmico de 17,9 ºC. Así pues, tendremos:

QSRT = (9,6 x 1,24 x 17,9) + (21 x 1,24 x 17,9) = 679,20 kcal/h

ZONA 3: Sala de profesores:

Hay una pared Oeste, de 5 x 3 = 15 m2, de los que hay que descontar las ventanas,

así pues, 15 – 3,6 = 9,6 m2. Hay otra pared Sur de 10 x 3 = 30m2, que al descontarle las

ventanas 30 – 9 = 21 m2. El techo no se tendrá en cuenta por no ser exterior.

El coeficiente de transmisión de las paredes Sur y Oeste es K = 1,24 kcal/hm2º y se

considera un salto térmico de 17,9 ºC. Así pues, tendremos:

QSRT = (9,6 x 1,24 x 17,9) + (21 x 1,24 x 17,9) = 679,20 kcal/h

Archivo, dirección y Secretaría:

Hay una pared Sur, de 4 x 3 = 12 m2, de los que hay que descontar las ventanas, así

pues, 12 – 2,2 = 9,8 m2. El techo no se tendrá en cuenta por no ser exterior.

El coeficiente de transmisión de la pared Oeste es K = 1,24 kcal/hm 2ºC y se

considera un salto térmico de 17,9 ºC. Así pues, tendremos:

QSRT = 9,8 x 1,24 x 17,9 = 217,52 kcal/h

ZONA 4: Aulas 1 y 2:

Hay una pared Norte, de 10,5 x 3 = 31,5 m2, de los que hay que descontar las

ventanas, así pues, 31,5 – 10,8 = 20,7 m2. El techo no se tendrá en cuenta por no ser

exterior.

El coeficiente de transmisión de la pared Norte es K = 1,24 kcal/hm2ºC y se

considera un salto térmico de 17,9 ºC. Así pues, tendremos:

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Page 35: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

QSRT = (20,7 x 1,24 x 17,9) = 459,46 kcal/h

Partida A5) Calor sensible por aire de ventilación.

ZONA 1: Laboratorios:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para laboratorios

hay un caudal de ventilación aconsejado de 25,2 m3/h. Dado que hay 16 personas, se tiene:

Vv = 25,2 x 16 = 403,2 m3/h

Siendo el salto térmico 17,9 ºC, el calor sensible será:

QSV = Vv · T · f · 0,29 = 403,2 x 17,9 x 0,3 x 0,29 = 627,90 kcal/h

ZONA 2: Biblioteca:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para bibliotecas

hay un caudal de ventilación aconsejado de 18 m3/h. Dado que hay 25 personas, se tiene:

Vv = 18 x 25 = 450 m3/h

Siendo el salto térmico 17,9 ºC, el calor sensible será:

QSV = 450 x 17,9 x 0,3 x 0,29 = 700,78 kcal/h

ZONA 3: Sala de profesores:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para salas de

conferencias hay un caudal de ventilación aconsejado de 12,6 m3/h. Dado que hay 25

personas, se tiene:

Vv = 12,6 x 25 = 315 m3/h

Siendo el salto térmico 17,9 ºC, el calor sensible será:

QSV = 315 x 17,9 x 0,3 x 0,29 = 490,55 kcal/h

Archivo, dirección y Secretaría:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para oficinas hay

un caudal de ventilación aconsejado de 36 m3/h. Dado que hay 6 personas, se tiene:

Vv = 36 x 6 = 216 m3/h

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Page 36: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

Siendo el salto térmico 17,9 ºC, el calor sensible será:

QSV = 216 x 17,9 x 0,3 x 0,29 = 336,38 kcal/h

ZONA 4: Aulas 1 y 2:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para aulas hay

un caudal de ventilación aconsejado de 25,2 m3/h. Dado que hay 30 personas, se tiene:

Vv = 25,2 x 30 = 756 m3/h

Siendo el salto térmico 17,9 ºC, el calor sensible será:

QSV = 756 x 17,9 x 0,3 x 0,29 = 1177,32 kcal/h

B) Partidas latentes.

Partida B1) Calor latente por aire de ventilación.

ZONA 1: Laboratorios:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para laboratorios

hay un caudal de ventilación aconsejado de 25,2 m3/h. Dado que hay 16 personas, se tiene:

Vv = 25,2 x 16 = 403,2 m3/h

Siendo el incremento de humedad de 5 – 2 = 3 g/kg, el calor latente será:

QLV = Vv · w · f · 0,72 = 403,2 x 3 x 0,3 x 0,72 = 261,27 kcal/h

ZONA 2: Biblioteca:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para bibliotecas

hay un caudal de ventilación aconsejado de 18 m3/h. Dado que hay 25 personas, se tiene:

Vv = 18 x 25 = 450 m3/h

Siendo el incremento de humedad de 5 – 2 = 3 g/kg, el calor latente será:

QLV = 450 x 3 x 0,3 x 0,72 = 291,60 kcal/h

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Page 37: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

ZONA 3: Sala de profesores:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para salas de

conferencias hay un caudal de ventilación aconsejado de 12,6 m3/h. Dado que hay 25

personas, se tiene:

Vv = 12,6 x 25 = 315 m3/h

Siendo el incremento de humedad de 5 – 2 = 3 g/kg, el calor latente será:

QLV = 315 x 3 x 0,3 x 0,72 = 204,12 kcal/h

Archivo, dirección y Secretaría:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para oficinas hay

un caudal de ventilación aconsejado de 36 m3/h. Dado que hay 6 personas, se tiene:

Vv = 36 x 6 = 216 m3/h

Siendo el incremento de humedad de 5 – 2 = 3 g/kg, el calor latente será:

QLV = 216 x 3 x 0,3 x 0,72 = 139,97 kcal/h

ZONA 4: Aulas 1 y 2:

Las necesidades de aire de ventilación se obtienen mediante tablas. Para aulas hay

un caudal de ventilación aconsejado de 25,2 m3/h. Dado que hay 30 personas, se tiene:

Vv = 25,2 x 30 = 756 m3/h

Siendo el incremento de humedad de 5 – 2 = 3 g/kg, el calor latente será:

QLV = 756 x 3 x 0,3 x 0,72 = 489,88 kcal/h

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I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

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Page 39: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

8. GRÁFICAS DE LA ZONA 1: LABORATORIOS.

Hemos obtenido las siguientes gráficas de cargas de refrigeración y calefacción de la

zona 1, correspondiente a los laboratorios. El programa utilizado ha sido el dpCLIMA.

Gráfica 1: representa la carga total de refrigeración en el mes de Julio en función de

la hora solar. En ella se puede observar un gran crecimiento de las 6 horas a las 14 horas, en

las que se representa un máximo absoluto. A partir de este máximo la carga comienza a

disminuir. La pendiente de la curva en la zona decreciente es de gran pendiente hasta las 15

horas aproximadamente. La pendiente se hace menor a medida que se superan las 15 horas.

Gráfica 2: se representan la carga de refrigeración total ya vista en la gráfica primera

frente a las cargas individuales debidas a cerramientos, ventanas, ocupantes, luces, otras

cargas y ventilación.

Las curvas pertenecientes a cerramientos, ventanas, luces y otras cargas

permanecen casi constantes en función de la hora solar, aunque presentan un máximo casi

inapreciable en las 14 horas.

Por otra parte, la curva de ocupantes muestra un crecimiento considerable entre las 8

y 10 horas, con su máximo en las 14 horas y decrecimiento rápido entre las 14 y 15 horas.

La curva de ventilación representa aproximadamente una curva de Gauss con

máximo en las 14 horas.

Gráfica 3: muestra las curvas de cargas sensibles de refrigeración, tanto la total

como las pertenecientes a cerramientos, ventanas, ocupantes, luces, otras cargas y

ventilación. Son curvas semejantes a las de cargas totales vistas con anterioridad, por lo que

no es necesario un comentario de ellas.

Gráfica 4: representa las cargas latentes de refrigeración total, de ocupantes y de

ventilación. La curva de carga latente de ventilación se mantiene constante sobre los 1300

W. La de ocupación tiene, como es lógico pensar, un máximo en las 14 horas. Las curvas

total y de ocupación tienen la misma simetría, aunque la primera se corresponde con valores

mayores. El máximo de la total se encuentra sobre los 4250 W y la de ocupación sobre los

2750 W.

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I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

Gráfica 5: se corresponde con la curva total de calefacción para el mes de Febrero.

Dicha curva no toma valores tan altos como la de refrigeración y su máximo no se define en

un punto tan exacto como ocurre en la refrigeración, aunque dicho máximo sigue

considerándose a las 14 horas. Este máxima representa la menor pérdida de calor del local.

Gráfica 6: se comparan las curvas de calefacción total y las correspondientes a

cerramientos, ventanas y ventilación. Las curvas de cerramientos y ventanas se mantienen

casi constantes. La curva de ventilación sigue una línea semejante a la curva local pero con

valores de carga mayores.

Gráfica 7: representa las cargas sensibles de calefacción. Las curvas no necesitan

comentario ya que son semejantes a las totales.

Gráfica 8: solo aparece la curva perteneciente a la carga latente de calefacción de

ventilación. Permanece constante sobre los –2800 W aproximadamente.

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I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

9. CÁLCULO DEL PUNTO DE IMPULSIÓN.

Vamos a calcular el punto de impulsión y determinar el caudal de aire. Para ellos

vamos a utilizar los siguientes datos obtenidos durante el desarrollo del proyecto:

QS(local) = 2334,57 kcal/h m2

QL(local) = 1000,98 kcal/h m2

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Page 45: Proyecto de Climatización

I.T.I. MECANICA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN

QS(ventilación) = 340,26 kcal/h m2

QS(ventilación) = 269,98 kcal/h m2

Según Norma el caudal de aire exterior es VAE = 713 m3/h.

El proceso de identificación del punto de impulsión vamos a dividirlo en los siguientes

pasos:

1) Fijamos el punto representativo del local en el diagrama psicométrico (ver diagrama en la

última página).

TAL = 25ºC (55%)

2) Fijamos el aire exterior en el mismo diagrama.

TAE = 34,7ºC (40%)

3) Calculamos el FCS del local a partir del cálculo de cargas del local. La carga total del

local es QT = 3335,55 kcal/h m2.

FCS = QS / QT = 2334,57 / 3335,55 = 0,69 = 0,70 aprox.

FCS 70%

4) Uno el FCS de la escala auxiliar del diagrama con un punto de referencia cualquiera que

he tomado. Trazo una paralela a esa línea que pase por AL, que será la Recta de

Operación del Local.

5) El punto de impulsión provisional (AI) estaría en dicha recta ROPL y con una temperatura

seca de 15ºC. Lo representamos en el diagrama.

6) Calculamos el caudal de impulsión VAI, para lo cual necesitamos los siguientes datos:

QT(local) = 3335,55 kcal/h m2

HAL = 12,7 kcal/kg

HAI = 7,4 kcal/kg

Las entalpías se han obtenido mediante el diagrama psicométrico.

VAI = QT(local) / (HAL – HAI) = 3335,55 / (12,7 – 7,4) = 629,35 Kg/m2 h

7) Suponemos el caudal de sobrepresión igual que el caudal de aire exterior. Por lo que:

VAR = VAI – VSP = VAI – VAE

8) Calculamos el aire de expulsión.

VAEX = | VAE – VSP | = 713 – 713 = 0 m3/h

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9) Calculamos el aire de recirculación.

VARC = VAR – VAEX = VAR

10) Calculamos el punto de mezcla con el caudal de aire recirculado y el exterior (AM).

11) Trazamos la ROPB uniendo el punto AM con AI, y prolongamos la recta hasta cortar la

línea de saturación. El punto de corte da el ADP de la batería.

12) A partir de estos datos obtenidos y mediante una serie de catálogos podemos obtener el

equipo necesario para climatizar nuestro local.

10. ELECCIÓN DEL SISTEMA.

Para elegir el sistema de acondicionamiento de aire que emplearemos en el proyecto

de la instalación, deben tenerse en cuenta los siguientes criterios:

A) Que el sistema permite asegurar, de una forma eficaz, el cumplimiento de las metas

trazadas.

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B) Adecuación económica: Que el costo de la instalación sea el adecuado, tanto desde un

punto de vista técnico, como financiero y competitivo.

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