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*Cálculo de
Carga de
Enfriamiento
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CARGAS DE ENRIAMIENTO
El interior de un edificio gana calor debido avarias fuentes. Si la temeratura ! "umedaddel aire en los recintos se debe mantener a
un nivel confortable# se debe e$traer calorara comensar las gananciasmencionadas. A la cantidad neta de calor%ue se retira se le llama carga de
enfriamiento.
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EL EFECTO DE ALMACENAMIENTO DE CALOREs la suma de las pérdidas de calor delrecinto, tomando en cuenta la tasa adecuadade infiltraciónLa ganancia de calor !ruta del recinto es la"elocidad a la #ue se reci!e calor en cual#uier
momento en el recinto Esta $anancia de calorest% constituida por partes procedentes demuc&as fuentes' radiación, conducción (
con"ección, personas, e#uipo, infiltración A esto se le llama el efecto dealmacenamiento de calor: calor que se
absorbe y almacena en los materiales deconstrucción.
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GANANCIA DE CA&OR EN E& RECINTO'(.Conducci)n a trav*s de aredes# tec"os !
vidrios al e$terior.+.Conducci)n a trav*s de divisiones internas#cielos rasos ! isos.
,.Radiaci)n solar a trav*s de vidrios.-.Alumbrado./ersonas
0.E%uio.1.Infiltraci)n del aire e$terior a trav*s de
aberturas.
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Tambi*n conviene agruar las gananciasde calor en dos gruos distintos'
ganancias de calor sensible ! de calorlatente. &as ganancias de calor sensibleocasionan un aumento de la temeratura
del aire ! las ganancias de calor latentese deben a la adici)n de vaor de agua !or lo tanto aumente la "umedad. &os
untos ( a - s)lo son ganancias de calorsensible. &os untos ! 1 son gananciasen arte de calor sensible ! en arte de
calor latente
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COND2CCI3N A TRA45S DE &A ESTR2CT2RAE6TERIOR&as ganancias de calor or conducci)n a trav*s de
aredes# tec"os ! vidrios %ue dan al e$terior secalculan con la siguiente ecuaci)n' 7 8 2 $ A $ DTCEe
donde
7 8 ganancia neta del recinto or conducci)n a trav*sdel 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 temeratura ara carga de
enfriamiento# <=.
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A&2M9RADO&a ecuaci)n ara calcular la ganancia de calor
debido al alumbrado es7 8 ,.- $ ? $ =9 $ =CE donde7 8 ganancia neta de calor debida al alumbrado#
9tu:"? 8 caacidad del alumbrado# @atts.=9 8 factor de balastro# un valor tico es de (.+
ara alumbrado fluorescente=CE 8 factor de carga de enfriamiento ara elalumbrado.
El valor ,.- es ara convertir @atts a 9tu:"
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/ERSONAS&a ganancia de calor debido a las ersonas se comone de dosartes' el calor sensible ! el calor latente %ue resulta de latrasiraci)n.• Calor sensible es cuando cambia de temeratura.• Calor latente es cuando cambia de estadoB de l%uido a vaor
o vaor a l%uido. E72I/OS&a ganancia de calor debido al e%uio se uede calcular en
ocasiones en forma directa consultando al fabricante o a losdatos de laca# tomando en cuenta si su uso es intermitente.
Algunos e%uios roducen tanto calor sensible como latente./uede observar la tabla 0.(,.
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IN=I&TRACI3N&a infiltraci)n de aire a trav*s de fisuras en las
ventanas o uertas ocasionan una ganancia decalor# tanto sensible como latente# en el recinto.
4ENTI&ACI3NEn general se admite algo de aire e$terior orraones sanitarias ! de confort. El calor sensible
! latente de este aire es ma!or %ue el del airedel recinto# or lo cual se vuelve arte de lacarga de enfriamiento.
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&os valores de las tablas se basan en unatemeratura de diseo interior de 1 <= ! una
temeratura e$terior# romedio# de <= conaredes ! tec"os de colores oscuros# ara el +(de Fulio# a una latitud de - <N.
9tu:"' H9ritis" T"ermal 2nits unidad t*rmicabrit>nica# o sea# la unidad de medida usada en
Inglaterra ! Norteam*rica# %ue reresenta a suve la cantidad de calor necesaria ara subir obaFar un grado =a"ren"eit la temeratura de unalibra de a ua.
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Toneladas de refrigeraci)n' es la cantidad decalor absorbida ara la fusi)n de una tonelada
de "ielo s)lido en +- "oras.Calcular la carga de enfriamiento ara laresidencia %ue aarece en el lano# ubicada en
&ittle RocJ# ArJ. Construcci)n con bastidores#entretec"o con ventilaci)n natural ! tec"ooscuro.
Soluci)n' se llevar>n a cabo los asos tal comose recomienda en el resumen. En el siguientecuadro se resentan los resultados de cada uno
de los asos.
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(. SegKn la tabla (.( ! A.L las temeraturas de diseointerior ! e$terior son 1< = ! L0 <=.
+. &as dimensiones se toman de los lanos deconstrucci)n# ! las >reas brutas ! netas# se calculan !se registran en las "oFas de c>lculo.
3. N)tese %ue los cl)sets grandes de un recinto seinclu!e como arte de *l. El asillo se inclu!e comoarte de la rec>mara# or%ue no "a! uerta %ue lo
seare.-. &os coeficientes de transferencia de calor se tomande las tablas A.1 ! A.# ! se anotan en las "oFas dec>lculo.
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. Se seleccionan los valores de la DTE de la tabla0.(1. El rango de temeraturas e$teriores es de ++ <=#
en la clase M. &a DTE %ue aarece es ara aredescon bastidor a L <= de temeratura e$terior ! 1 <=interior# es de +,.0 <=. Este valor se corrige ara las
temeraturas de diseo interior ! e$terior reales.DTE 8 +,.0 HL0;L ; H1;1 8 +(.0 < = se calculanentonces las ganancias de calor or las aredes de
cada recinto# con la ecuaci)n 7 8 2 $ A $ DTE ! seanotan en la "oFa de c>lculo. &os dem>s elementos secalculan de la misma forma.
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0. SegKn la tabla 0.(# ara ventanas mirando al sur# el=CE ara el tio ! sombreado del vidrio es ,( 9tu:" ft+
a una temeratura e$terior de L <= e interior de 1 <=.Corrigiendo ara las condiciones reales de diseo#C=E 8 ,( ( , 8 +L se calculan las ganancias de
calor ! se anotan ara las dem>s ventanas.
1. /ara una casa con dos rec>maras# suones %ue la
"abitan cuatro ersonas# dos en la recamara ! dos en elcomedor en las "oras de carga ico. Cada ersonaemite ++ 9tu:". Suoner ( + 9tu:" como carga deaaratos electrodom*sticos en la cocina.
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. Se suone %ue no "a! entrada mec>nica de airee$terior# ! la tasa de infiltraci)n# segKn la tabla 0.+# es
(. 9tu:" or ft+ de suerficie bruta de ared e$uesta. L. Multilicando or las suerficies ara cada recinto#se obtiene los resultados ! se anotan en las "oFas de
c>lculo.(.Se suman las ganancias individuales ara calcular laRSG 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 RSG de laconstrucci)n.((. Se multilica la RSG de la construcci)n or (.,
ara calcular la carga de refrigeraci)n.
Nombre del recinto Sala
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Nombre del recinto SalaTamaño de planta +( $ (+ (+ $ ,
Pared
Bruto
Neta
2 A DTE 9T2:
.+
+0-+(.0
1+.0-
++Techo/cielo raso .( + -+. ( +L.0
Piso
Partición
Puerta .1 + +(.0 ,+.-
Ventanas
Direcci)n C&=
Sur -+ +L ( +(
nfiltración (. $ +0- ,L0
Personal + $ ++ -
!paratos
"S#$ - --.0-
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DTE 8 diferencia de temeratura e%uivalente# <=Tabla 0.(1
RSG 8 ganancia corregida del recinto de calorsensible.C&= 8 =actor de diseo ara cargas de
enfriamiento a trav*s de vidrios# 9tu:" =t+
Tabla0.(Notas' Altura del cielo raso ft# vidrio
transarente sencillo# ersiana venecianas 2@ 8.+# 2 tec"o 8 .(# 2 uerta 8 .1. Todas lasventanas son de ,. ft $ - ft# e$ceto la del bao#
%ue es de , ft $ , ft
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Nombre del recinto
Tamaño de planta
Pared
Bruto
Neta
2 A ft+ DTE 9T2:
.+
+(.0
Techo/cielo raso .( -+.Piso
Partición
Puerta .1 + +(.0
Ventanas
Direcci)n C&=
NorteSur
Este
Oestenfiltración (. $ +0-Personal N< QQQQ $ ++!paratos
"S#$ Se necesita una unidad de enfriamiento con capacidad de
2 f>b l b l di i i t d i
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2na f>bula sobre el acondicionamiento de aireEra una onda c>lida tica de Fulio# ! la "umedad se senta comoen un bao turco. De reente# el sistema de acondicionamiento
de aire del gigantesco edificio deF) de funcionar. En ocosminutos la temeratura de las oficinas alcan) los , <=. Eledificio careca de suficientes ventanas %ue ermitieran aliviar elagobiante calor. &as comutadoras se averiaron# los emleados
comenaron a irse ! los in%uilinos amenaaron con demandas Fudiciales.El ersonal de oeraci)n del edificio estaba deseserado. Nadiesaba %u* "acer. =inalmente# se escuc") una vo %ue diFo' a!
%ue llamar a una ersona esecialista en acondicionamiento deaire ! refrigeraci)n. En su deseseraci)n# el Fefe de ingenierosacet) la sugerencia.
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/ocos minutos desu*s la ersona en cuesti)nentr) al cuarto de m>%uinas del edificio# recorri)
el lugar !# desu*s de revisar la comleFainstalaci)n caa de suministrar toneladasde refrigeraci)n# murmur) mmm# sac) un
e%ueo martillo ! gole) 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 laersona ! le regunt) cu>nto se le deba. &a
resuesta fue'
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+ . d)lares.
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C)moU# e$clamo el administrador.V+ . d)lares or darle unosgolecitos a una v>lvulaW&a cuenta or los golecitos es de
cinco d)lares# contest) el t*cnico los+ . restantes son or saber cu>l
v>lvula golear.