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• Luis Alberto Murrieta Reyes

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Calculo de calor sensible

En invierno (calefacción) Cuando un espacio se requiere calentar a una temperatura t i, el aire que se suministra debe de tener una temperatura mayor, con objeto de que al enfriarse hasta ti, proporcione el calor suficiente para compensar las fugas de calor que se originan por conducción a través de pisos, techos y muros, por infiltraciones, etcétera. La cantidad de calor que el aire proporciona desde la temperatura de entrada (t d) a la temperatura del espacio (ti) puede calcularse con la siguiente expresión: Qs=M ∗C p (t d −t i) Donde: Qs= Cambio de calor sensible del aire proporcionado en Btu/h. M= Peso de aire suministrado en lb/h. Cp= Calor especifico del aire en Btu/lb °F. td= Temperatura de entrada del aire °F. ti= Temperatura requerida en el espacio °F. La cantidad de aire necesaria se representa por la siguiente formula M=

Qs C p (t d −t i )

Obviamente mientras mayor sea la temperatura de entrada del aire, menor será la cantidad de aire requerida, existen tablas que proporcionan temperaturas de aire de entrada, recomendables para diferentes casos. Normalmente estas temperaturas varían desde 90°F a 150°F y su elección depende de varios factores como son:

   

Dimensiones del espacio. Altura de techos. Actividades de los ocupantes. Etc.

En muchos casos la cantidad de aire acostumbra a dar en pies 3/min, para lo cual puede usarse la siguiente expresión tomando en cuenta que el volumen especifico se ha considerado como 1.34 pies3/lb, que es el volumen de 1 libra de aire en condiciones estándar a 70°F y 29.92 plg de Hg Qs=1.08 V ( t d −t i)

…

V − pie 3 /min de aire

Donde: V=

Qs 1.08(t d −t i )

…

Existen casos en que la cantidad de aire está fijada por las necesidades de ventilación, y la incógnita es precisamente la temperatura de suministro. De las siguientes formulas lo obtendremos t d=

Qs +t MCp i

O bien la fórmula: t d=

Qs +t 1.08 V i

En verano (refrigeración o enfriamiento) De manera similar que en el caso anterior, cuando se requiere enfriar un espacio, el aire de suministro debe tener una temperatura menor que la del espacio por acondicionar, de tal modo que la ganancia de calor del aire sea igual a la ganancia

de calor del espacio, la cual deberá, por ejemplo, al calor conducido a través de techos, pisos o paredes, calor debido a personas, calor debido a infiltraciones, etc. La ganancia de calor del aire puede calcularse con la siguiente expresión: Qs=M ∗C p (t i−t d ) O sea M=

Qs C p (t i−t d )

O bien Qs=1.08 V (t i−t d )

V=

Qs 1.08(t i−t d )

…

Para calcular la temperatura del aire de suministrado, se tiene: t d=t i−

Qs MCp

O bien la formula t d=t i−

Qs 1.08 V

De la misma manera que en el caso de calefacción, mientras mayor sea la diferencia entre

ti

y t d , menor cantidad de aire será requerida.