5 Cálculo de Carga de Enfriamiento

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Cálculo de Carga de Enfriamiento

CARGAS DE ENRIAMIENTO El interior de un edificio gana calor debido a varias fuentes. Si la temeratura ! "umedad del aire en los recintos se debe mantener m antener a un nivel confortable# se debe e$traer calor ara comensar las ganancias mencionadas. mencionadas. A la cantidad cantidad neta de de calor %ue se retira se le llama carga de enfriamiento.

EL EFECTO DE ALMACENAMIENTO DE CALOR Es la suma de las pérdidas de calor del recinto, tomando en cuenta la tasa adecuada de infiltración La ganancia de calor  !ruta del recinto es la "elocidad a la #ue se reci!e calor en cual#uier momento en el recinto Esta $anancia de calor est% constituida por partes procedentes de muc&as fuentes' radiación, conducción ( con"ección, personas, e#uipo, infiltración  A esto se le llama el efecto de almacenamiento de calor: calor que se absorbe y almacena en los materiales de

GANANCIA DE CA&OR EN E& RECINTO' (.Conducci)n a trav*s de aredes# tec"os ! vidrios al e$terior. +.Conducci)n a trav*s de divisiones internas# cielos rasos ! isos. ,.Radiaci)n solar a trav*s de vidrios. -.Alumbrado ./ersonas 0.E%uio. 1.Infiltraci)n del aire e$terior a trav*s de aberturas.

Tambi*n conviene agruar las ganancias de calor en dos gruos distintos' ganancias de calor sensible ! de calor latente. &as ganancias de calor sensible ocasionan un aumento de la temeratura del aire ! las ganancias de calor latente se deben a la adici)n de vaor de agua ! or lo tanto aumente la "umedad. &os untos ( a - s)lo son ganancias de calor sensible. &os untos  ! 1 son ganancias en arte de calor sensible ! en arte de calor latente

COND2CCI3N A TRA45S DE &A ESTR2CT2RA E6TERIOR &as ganancias de calor or conducci)n a trav*s de aredes# tec"os ! vidrios %ue dan al e$terior se calculan con la siguiente ecuaci)n' 7 8 2 $ A $ DTCEe donde 7 8 ganancia neta del recinto or conducci)n a trav*s del tec"o# aredes o vidrio# 9tu:". 2 8 coeficiente general de transferencia de calor or el tec"o# ares o vidrio# 9tu:" ; ft + ; <=.  A 8 >rea del tec"o# ared o vidrios# ft +. DTCEe 8 diferencia de temeratura ara carga de enfriamiento# <=.

A&2M9RADO &a ecuaci)n ara calcular la ganancia de calor debido al alumbrado es 7 8 ,.- $ ? $ =9 $ =CE donde 7 8 ganancia neta de calor debida al alumbrado# 9tu:" ? 8 caacidad del alumbrado# @atts. =9 8 factor de balastro# un valor tico es de (.+ ara alumbrado fluorescente =CE 8 factor de carga de enfriamiento ara el alumbrado. El valor ,.- es ara convertir @atts a 9tu:"

/ERSONAS &a ganancia de calor debido a las ersonas se comone de dos artes' el calor sensible ! el calor latente %ue resulta de la trasiraci)n. Calor sensible es cuando cambia de temeratura. Calor latente es cuando cambia de estadoB de l%uido a vaor o vaor a l%uido. • •

E72I/OS &a ganancia de calor debido al e%uio se uede calcular en ocasiones en forma directa consultando al fabricante o a los datos de laca# tomando en cuenta si su uso es intermitente.  Algunos e%uios roducen tanto calor sensible como latente. /uede observar la tabla 0.(,.

IN=I&TRACI3N &a infiltraci)n de aire a trav*s de fisuras en las ventanas o uertas ocasionan una ganancia de calor# tanto sensible como latente# en el recinto. 4ENTI&ACI3N En general se admite algo de aire e$terior or raones sanitarias ! de confort. El calor sensible ! latente de este aire es ma!or %ue el del aire del recinto# or lo cual se vuelve arte de la carga de enfriamiento.

&os valores de las tablas se basan en una temeratura de diseo interior de 1 <= ! una temeratura e$terior# romedio# de  <= con aredes ! tec"os de colores oscuros# ara el +( de Fulio# a una latitud de - nica# o sea# la unidad de medida usada en Inglaterra ! Norteam*rica# %ue reresenta a su ve la cantidad de calor necesaria ara subir o baFar un grado =a"ren"eit la temeratura de una

Toneladas de refrigeraci)n' es la cantidad de calor absorbida ara la fusi)n de una tonelada de "ielo s)lido en +- "oras. Calcular la carga de enfriamiento ara la residencia %ue aarece en el lano# ubicada en &ittle RocJ# ArJ. Construcci)n con bastidores# entretec"o con ventilaci)n natural ! tec"o oscuro. Soluci)n' se llevar>n a cabo los asos tal como se recomienda en el resumen. En el siguiente cuadro se resentan los resultados de cada uno de los asos.

(. SegKn la tabla (.( ! A.L las temeraturas de diseo interior ! e$terior son 1< = ! L0 <=. +. &as dimensiones se toman de los lanos de construcci)n# ! las >reas brutas ! netas# se calculan ! se registran en las "oFas de c>lculo. 3. N)tese %ue los cl)sets grandes de un recinto se inclu!e como arte de *l. El asillo se inclu!e como arte de la rec>mara# or%ue no "a! uerta %ue lo seare. -. &os coeficientes de transferencia de calor se toman de las tablas A.1 ! A.# ! se anotan en las "oFas de c>lculo.

. Se seleccionan los valores de la DTE de la tabla 0.(1. El rango de temeraturas e$teriores es de ++ <=# en la clase M. &a DTE %ue aarece es ara aredes con bastidor a L <= de temeratura e$terior ! 1 <= interior# es de +,.0 <=. Este valor se corrige ara las temeraturas de diseo interior ! e$terior reales. DTE 8 +,.0  HL0;L ; H1;1 8 +(.0 < = se calculan entonces las ganancias de calor or las aredes de cada recinto# con la ecuaci)n 7 8 2 $ A $ DTE ! se anotan en la "oFa de c>lculo. &os dem>s elementos se calculan de la misma forma.

0. SegKn la tabla 0.(# ara ventanas mirando al sur# el =CE ara el tio ! sombreado del vidrio es ,( 9tu:"  ft + a una temeratura e$terior de L <= e interior de 1 <=. Corrigiendo ara las condiciones reales de diseo# C=E 8 ,(  (  , 8 +L se calculan las ganancias de calor ! se anotan ara las dem>s ventanas. 1. /ara una casa con dos rec>maras# suones %ue la "abitan cuatro ersonas# dos en la recamara ! dos en el comedor en las "oras de carga ico. Cada ersona emite ++ 9tu:". Suoner ( + 9tu:" como carga de aaratos electrodom*sticos en la cocina.

. Se suone %ue no "a! entrada mec>nica de aire e$terior# ! la tasa de infiltraci)n# segKn la tabla 0.+# es (. 9tu:" or ft + de suerficie bruta de ared e$uesta.  L. Multilicando or las suerficies ara cada recinto# se obtiene los resultados ! se anotan en las "oFas de c>lculo. (.Se suman las ganancias individuales ara calcular la RSG ara cada recinto de la construcci)n. El sistema de ductos est> en el s)tano. /rever un P ara fugas# %ue se suman a la RSG de la construcci)n. ((. Se multilica la RSG de la construcci)n or (., ara calcular la carga de refrigeraci)n.

Nombre del recinto Tamaño de planta Pared    

Sala

.+

+( $ (+  (+ $ , A DTE +0+(.0 ++

1+.0-

.(

+

-+.

( +L.0

.1 Direcci)n Sur

+

+(.0 C&= +L

,+.-

2 Bruto Neta

Techo/cielo raso

9T2:

Piso Partición Puerta

-+

( +(

Ventanas

nfiltración Personal

(. $ +0+ $ ++

,L0 -

!paratos "S#$

- --.0-

DTE 8 diferencia de temeratura e%uivalente# <= Tabla 0.(1 RSG 8 ganancia corregida del recinto de calor sensible. C&= 8 =actor de diseo ara cargas de enfriamiento a trav*s de vidrios# 9tu:" =t + Tabla 0.( Notas' Altura del cielo raso  ft# vidrio transarente sencillo# ersiana venecianas 2@ 8 .+# 2 tec"o 8 .(# 2 uerta 8 .1. Todas las ventanas son de ,. ft $ - ft# e$ceto la del bao# %ue es de , ft $ , ft

Nombre del recinto Tamaño de planta Pared   Bruto   Neta Techo/cielo raso Piso Partición Puerta

Ventanas

nfiltración Personal !paratos "S#$

2

A ft+

DTE

.+

+(.0

.(

-+.

.1 Direcci)n Norte Sur Este Oeste

+

(. $ +0N< QQQQ $ ++

+(.0 C&=

9T2:

2na f>bula sobre el acondicionamiento de aire Era una onda c>lida tica de Fulio# ! la "umedad se senta como en un bao turco. De reente# el sistema de acondicionamiento de aire del gigantesco edificio deF) de funcionar. En ocos minutos la temeratura de las oficinas alcan) los , <=. El edificio careca de suficientes ventanas %ue ermitieran aliviar el agobiante calor. &as comutadoras se averiaron# los emleados comenaron a irse ! los in%uilinos amenaaron con demandas  Fudiciales. El ersonal de oeraci)n del edificio estaba deseserado. Nadie saba %u* "acer. =inalmente# se escuc") una vo %ue diFo' a! %ue llamar a una ersona esecialista en acondicionamiento de aire ! refrigeraci)n. En su deseseraci)n# el Fefe de ingenieros acet) la sugerencia.

/ocos minutos desu*s la ersona en cuesti)n entr) al cuarto de m>%uinas del edificio# recorri) el lugar !# desu*s de revisar la comleFa instalaci)n caa de suministrar   toneladas de refrigeraci)n# murmur) mmm# sac) un e%ueo martillo ! gole) una v>lvula. Inmediatamente la lanta comen) a funcionar ! las condiciones en el interior del edificio volvieron a ser confortables. El administrador del edificio dio las gracias a la ersona ! le regunt) cu>nto se le deba. &a resuesta fue'

 + . d)lares.

C)moU# e$clamo el administrador. V+ . d)lares or darle unos golecitos a una v>lvulaW &a cuenta or los golecitos es de cinco d)lares# contest) el t*cnico los + . restantes son or saber cu>l v>lvula golear.