• Author / Uploaded
• smendoza

• Categories
• Aire acondicionado
• Ventana
• Calor
• Naturaleza
• Energía y recursos

Citation preview

Cálculo de Cargas Térmicas para Enfriamiento Unidad V

1. Método abreviado 1.1 Para climas templados: • • • •

•

La transmisión de calor a través de las paredes, techos, etc. El calor cedido por las personas que ocupan la habitación. El calor producido por la iluminación artificial. El calor generado por motores, por resistencias, por fricción, por llamas de combustión, etc. (máquinas eléctricas de copiar, escribir, calcular, refrigeradores y artefactos en general). La radiación solar a través de las ventanas.

Aire Acondicionado - PCC HZCH

Mayo 2013

2

Valores en Btu 1. Aparatos eléctricos en función 2. Personas presentes 3. Ventanas (con mala orientación) 4. Ventanas (con buena orientación) 5. Paredes exteriores (hacia el sol) 6. Paredes exteriores (a la sombra) 7. Paredes interiores 8. Techos al aire libre 9. Techos (con otro piso arriba o aislamiento) 10. En caso de existir motores en la sala a acondicionar. El caballaje del mismo tendrá el siguiente equivalente. Aire Acondicionado - PCC HZCH

Mayo 2013

Vatios x 3.4 = BTU/hr N° x 500 = BTU/hr. m2 x 500 = BTU/hr. m2 x 200 = BTU/hr. m2 x 300 = BTU/hr. m2 x 150 = BTU/hr. m2 x 100 = BTU/hr. m2 x 200 = BTU/hr. m2 x 60 = BTU/hr.

1 HP x 2,545 BTU/hr. 3

1.2 Método para climas tropicales: Esta guía se ha desarrollado para habitaciones donde el aislamiento, el número de ventanas y la exposición al sol son normales, y para acomodar la presencia de dos personas en el área de enfriamiento.

Aire Acondicionado - PCC HZCH

Mayo 2013

4

• Ajuste la capacidad de la unidad de aire acondicionado indicada en la tabla adjunta según las siguientes condiciones: 1. Reduzca la capacidad en un 10% para áreas con mucha sombra. 2. Aumente la capacidad en un 10% para áreas muy soleadas. 3. Añada 600 Btuh por cada persona adicional (cuando hay más de dos personas) 4. Añada 4000 Btu/h si el área de enfriamiento es una cocina. Aire Acondicionado - PCC HZCH

Mayo 2013

5

Area de enfriamiento (m2) Largo x Ancho 10 – 12 12 – 14 14 – 16 16 – 20 20 – 24 26 – 30 30 – 35 45 – 50

Aire Acondicionado - PCC HZCH

Mayo 2013

Capacidad nominal aprox de enfriamiento (Btu/hr) 8000 9000 10000 12000 14000 18000 21000 30000

6

1. Método Tabular

Qi = ÁREA (A) x COEFICIENTE (B) x COEFICIENTE (f)

Aire Acondicionado - PCC HZCH

Mayo 2013

7

Los tipos de cargas térmicas a determinar son: • Carga térmica debido al calor que ingresa por las paredes expuestas al aire exterior. • Carga térmica debido al calor que ingresa por el techo expuesto. • Carga térmica debido al calor que ingresa por las ventanas. • Carga térmica debido al calor que ingresa a través de las paredes compartidas. • Carga térmica debido al calor que ingresa por techos y pisos. • Carga térmica debido al calor que ingresa con el aire infiltrado. • Carga térmica debido al calor que generan las fuentes internas de calor. Aire Acondicionado - PCC HZCH

Mayo 2013

8

2.1Carga térmica debido al calor que ingresa por las paredes expuestas al aire exterior TABLA 1

Coeficiente B (Kcal/m2h) S (N)

E (E)

N (S)

O (O)

SE (NE)

NE (SE)

LIGERA (madera, prefabric)

17

37

29

51

28

34

43

42

MEDIA (ladrillo y concreto)

15

40

34

56

32

38

48

45

PESADA (20 cm de concreto)

16

34

31

37

29

34

40

26

TIPO DE PARED

Aire Acondicionado - PCC HZCH

Mayo 2013

NO SO (SO) (NO )

9

2.2 Carga térmica debido al calor que ingresa por el techo TABLA 2 Coeficiente B (Kcal/m2h)

TIPO DE TECHO

LIGERA MEDIA PESADA

Sin cielo raso

Aire Acondicionado - PCC HZCH

Sin cielo raso

165

Con cielo raso

60

Sin cielo raso

92

Con cielo raso

38

Sin cielo raso

43

Con cielo raso

23

Cielo raso

Sin cielo raso

Mayo 2013

Cielo raso

10

2.3 Carga térmica debido al calor que ingresa por las ventanas TABLA 3 COEFICIENTE B (Kcal/m2h) TIPO DE VENTANA

S Ventana sombreada (N)

E (E)

N (S)

O (O)

SE (NE)

NE (SE)

NO (SO)

SO (NO)

Vidrio ordinario (3mm)

60

150

590

310

710

440

430

530

540

Vidrio ordinario (6mm)

55

140

540

290

650

400

390

480

490

Vidrio tipo absorbente de calor (3 mm)

35

90

370

220

440

270

270

340

340

Tipo Duplex: Ext: absorbente de calor Int: vidrio de 6 mm

30

70

290

170

340

215

210

260

260

Adobe de vidrio

25

40

330

130

360

200

190

230

240

Aire Acondicionado - PCC HZCH

Mayo 2013

11

De la tabla 4, además, se escogerá el coeficiente f que corregirá el cálculo para aquellas ventanas cubiertas por cortinas o persianas. TABLA 4

Coef f

TIPO DE CUBIERTA

Persianas interior

colocadas

en

el

Cortinas

Aire Acondicionado - PCC HZCH

lado

0,7 0,8 – 0,9

Mayo 2013

12

2.4 Carga térmica debido al calor que ingresa a través de las paredes compartidas

TIPO DE PARED COMPARTIDA

COEFICIENTE B

Pantallas o vidrio

13

Otros

8

Aire Acondicionado - PCC HZCH

Mayo 2013

13

2.5 Carga térmica debido al calor que ingresa por techos y pisos TABLA 6

TIPO DE TECHO O PISO Concreto

Coeficiente B (Kcal/m2h) 10

Recubierto con alfombra o linoleum

7

Piso en contacto con el terreno

0

Cuando los ambientes superior y/o inferior están acondicionados no existe calor que pueda trasladarse desde o hacia el ambiente a acondicionar, por lo tanto, el cálculo de la carga térmica es innecesario. Aire Acondicionado - PCC Mayo 2013 HZCH

14

2.6 Carga térmica debido al calor que ingresa con el aire infiltrado TABLA 7 Coef B (Kcal/h-ocup) Bancos, tiendas de departamentos, teatros, área de no fumadores.

136

Oficinas, salas de conferencia, hoteles, restaurantes, hospitales, apartamentos.

208

Salas privadas, área de fumadores.

400

Coef B (Kcal/m3h) Standard Pasadizos de mucha frecuencia de gente, muchas ventanas expuestas al aire exterior.

8 12 - 16

Seleccionar el coeficiente B de la tabla 7 y multiplicarlo por el número de ocupantes o el volumen del ambiente, tomando como carga térmica cualquiera que represente el mayor valor. Aire Acondicionado - PCC Mayo 2013 HZCH

15

Cuando no se conoce el número de ocupantes, se puede estimar así: • Hoteles, salas de espera, ambientes privados en hospitales: 1 ocupante / m2 • Oficinas, salones de belleza, barberías, fotoestudios: 2 ocupante / m2 • Tiendas, residencias, apartamentos: 3 ocupante / m2 • Salas de conferencias, restaurantes, bares: 6 ocupante / m2 Aire Acondicionado - PCC HZCH

Mayo 2013

16

2.7 Carga térmica debido al calor que ingresa de las fuentes internas de calor Calor producido por personas

Grado de actividad

Aplicación típica

Calor total B: en kcal/h. por persona adulta

Calor sensible

Calor latente

Sentado

Teatro

100

65

35

Sentado; trabajo ligero

Escuela

110

60

50

Trabajo de oficina, actividad moderada

Oficinas, departamentos, hoteles

120

55

65

Parados; caminando despacio

Tienda de ropas, almacenes

140

70

70

Cafeterías

140

70

70

Bancos

140

70

70

Trabajo sedentario

Restaurantes

140

60

80

Trabajo ligero

Fabricas, trabajo ligero

200

70

130

Baile moderado

Salas de baile

230

80

150

Caminando, 1,5 km/h

Fabricas, trabajo algo pesado

250

80

170

Mayo 2013 Boliche

380

140

24017

Caminando; sentado, de pie; caminando despacio

Aire Acondicionado - PCC Jugando HZCH

Ganancia de calor debido a equipo misceláneo Dispositivo

Calor disipado durante el funcionamiento kcal/h Calor sensible

Calor latente

Motores con la carga aplicada en el mismo cuarto por HP

850

de 1/8 - 1/2 HP

1060

+ de 1/2 - 3 HP

930

+ de 3 HP - 20 HP

740

Cafetera eléctrica 10 litros

550

375

Cafetera eléctrica 20 litros

850

575

Estufa de gas

780

425

Calentador de agua

790

960

Horno doméstico de gas

2025

1000

- Tipo soplador

575

100

- Tipo casco

470

85

Secadores de pelo para salas de belleza:

Restaurantes, por comida Aire Acondicionado - PCC servida HZCH

kcal Mayo82013

18

• Para el cálculo de cargas térmicas de otras fuentes internas de calor tales como sistemas de alumbrado, artefactos eléctricos y aparatos a gas se deben considerar sus máximas capacidades (o potencias) multiplicados por un factor de simultaneidad entre 0,5 y 0,8 según la cantidad de aparatos y la frecuencia de uso de cada uno.

Aire Acondicionado - PCC HZCH

Mayo 2013

19

CAUDALES DE AIRE EXTERIOR APLICACIÓN

NUMERO DE FUMADORES

m3/h por persona Recomendada

Mínima

m3/h por m2 de suelo Mínima

Apartamento: - Normal

Pequeño

34

25

----

- Lujo

Muy pequeño

51

42

6

Hall de Banco

Pequeño

17

13

---

Salón de belleza

Muy pequeño

17

13

---

Bar

Grande

51

42

---

Corredores

-----

---

----

5

Grandes almacenes

-----

13

8,5

0,9

85

51

---

17

13

---

17

13

1,8

17

13

----

Sala de juntas

Muy grande

Farmacia Fabrica Salón funerario

Aire Acondicionado - PCC HZCH

-----Mayo 2013

20

APLICACIÓN

NUMERO DE FUMADORES

m3/h por persona Recomendada

Mínima

m3/h por m2 de suelo Mínima

Quirofano

----

----

37

Habitación privada

51

42

6

Sala comun

34

25

---

Grande

51

42

6

- Restaurante

---

----

-----

73

- Privada

---

----

----

37

85

51

23

Hospital:

Habitación de hotel

Cocina:

Sala conferencias

de

Aire Acondicionado - PCC HZCH

Mayo 2013

21

APLICACIÓN

m3/h por persona

NUMERO DE FUMADORES

Recomendada

Mínima

m3/h por m2 de suelo Mínima

Restaurante: Cafetería

Grande

20

17

---

Comedor

Grande

25

20

---

25

17

-----

Teatro o sala de cine

Aire Acondicionado - PCC HZCH

----

Mayo 2013

22

Determinemos la capacidad térmica del equipo acondicionador para el ambiente con las siguientes condiciones: • Según el plano: • El ambiente es el 1er piso de una residencia de 2 pisos alfombrado. • Número de ocupantes: 3 • Fuente de iluminación: 1 fluorescente de 40 W • Ventanas de vidrio de 3 mm de espesor del tipo ordinario y ubicadas según el plano. • TEXT= 30°C • TINT= 24°C Aire Acondicionado - PCC HZCH

Mayo 2013

23

N

Pared compartida

puerta

Pared Exterior expuesta al sol

1,5

3,6

1,2

Ventanas con persianas

3,6

Pared compartida

2,7

1,5 1,2

Pared Exterior expuesta al sol

Aire Acondicionado - PCC HZCH

Mayo 2013

24