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Memoria de Calculo U4
Memoria de Calculo U4
Memoria de Calculo U4
México
“Campus La Paz”
Ingeniería Electromecánica
Alumno:
Meza Lopez Tadeo #19310220
Grupo: H
1
Ejercicio
2
Para dar un orden al ejercicio se separarán los cálculos de la siguiente manera
1. Techo
2. Pared (N, S, E, S) en cuanto a construcción
3. Ventanas (N, S, E, S incluyendo la puerta N como un subapartado)
4. Personas
5. Iluminación
6. Equipos
7. Ventilación
Techo
Se plasman los datos que nos da el ejercicio para después ubicar en las tablas los
datos que se deberán extraer
La fórmula para calcular la ganancia de calor tanto paredes como para techos es:
𝐵𝑇𝑈
Se obtiene 𝑈 = 0.096 ℎ∗°𝐹∗𝑓𝑡 2 y 𝐷𝑇𝐶𝐸 = 34°𝐹
El valor de LM se obtiene de la tabla 6.4, es el único factor faltante para poder calcular
la ganancia de calor del techo. Recordar que La Paz se encuentra a 24°LN
LM = 0
Se calcula el 𝐷𝑇𝐶𝐸𝑐
Se calcula 𝑄̇
3
𝐵𝑇𝑈
𝑄̇ = 0.096 ∗ 980𝑓𝑡 2 ∗ 47°𝐹 = 4421.76𝐵𝑇𝑈/ℎ
ℎ ∗ °𝐹 ∗ 𝑓𝑡 2
Pared norte
Para las paredes en general, es necesario quitar el área de las ventanas y dejar
únicamente el de construcción, en el caso de la pared norte son 4 ventanas de 15𝑓𝑡 2
cada una, además hay una puerta de 40𝑓𝑡 2
𝐴𝑠 = 𝐴𝑇 − 𝐴𝑣 − 𝐴𝑝
𝐷𝑇𝐶𝐸 = 12°𝐹
𝐿𝑀 = −2°𝐹
4
Pared sur
En el caso de la pared sur son 4 ventanas de 15𝑓𝑡 2 , por lo tanto, para calcular el área
superficial no se tendrá que quitar ninguna puerta, K, U y f es el mismo valor para
todas las paredes
𝐷𝑇𝐶𝐸 = 20°𝐹
𝐿𝑀 = −3°𝐹
5
Pared este
En el caso de la pared este son 5 ventanas de 15𝑓𝑡 2 , K, U y f es el mismo valor para
todas las paredes
𝐷𝑇𝐶𝐸 = 29°𝐹
6
Pared oeste
En el caso de la pared oeste son 5 ventanas de 15𝑓𝑡 2 , K, U y f es el mismo valor para
todas las paredes
𝐷𝑇𝐶𝐸 = 16°𝐹
𝐿𝑀 = −1°𝐹
7
Ventana norte
En el caso de la pared norte son 4 ventanas de 15𝑓𝑡 2 , Las ventanas son de vidrio
sencillo absorbente de calor de 3/8 in (U = 1.20 BTU/h-ft2-°F) con persianas
venecianas de color claro en el interior
𝐴𝑣 = 4 ∗ 15𝑓𝑡 2 = 60𝑓𝑡 2
Para calcular la ganancia de calor a través de vidrio es:
Para el caso de las ventanas, debido a que únicamente es necesario tomar en cuenta
la hora el DTCE será el mismo para todas las ventanas 𝐷𝑇𝐶𝐸 = 14°𝐹
Dado a que todas las condiciones son iguales para las 4 ventanas el 𝐷𝑇𝐶𝐸𝑐 será igual
para todas las ventanas
Se calcula 𝑄̇𝑉𝑐𝑜𝑛𝑑
𝐵𝑇𝑈
𝑄̇𝑉𝑐𝑜𝑛𝑑 = 1.20 ℎ∗°𝐹∗𝑓𝑡 2 ∗ 60𝑓𝑡 2 ∗ 27°𝐹 = 1944𝐵𝑇𝑈/ℎ, Este valor será igual para las
ventanas sur ya que el área superficial es la misma
De la tabla 6.6 se obtiene FGCS
𝐵𝑇𝑈
FGCS = 38ℎ∗𝑓𝑡 2
De la tabla 6.7 se obtiene CS tomando en cuenta que las ventanas son de vidrio
sencillo absorbente de calor de 3/8 in y que tienen persianas valencianas claras
8
CS= 0.40, este factor va ser igual para todas las ventanas
De la tabla 6.8 se obtiene FCE
FCE=0.77
Puerta norte
En el caso de la pared norte hay una puerta de vidrio de 40𝑓𝑡 2 , el vidrio es sencillo
absorbente de calor de 3/8 in (U = 1.20 BTU/h-ft2-°F)
𝐴𝑝 = 40𝑓𝑡 2
𝐷𝑇𝐶𝐸 = 14°𝐹
9
𝐷𝑇𝐶𝐸𝑐 = 14°𝐹 + (78°𝐹 − 78°𝐹) + (98°𝐹 − 85°𝐹) = 27°𝐹
Se calcula 𝑄̇𝑉𝑐𝑜𝑛𝑑
𝐵𝑇𝑈
𝑄̇𝑉𝑐𝑜𝑛𝑑 = 1.20 ∗ 40𝑓𝑡 2 ∗ 27°𝐹 = 1296𝐵𝑇𝑈/ℎ
ℎ ∗ °𝐹 ∗ 𝑓𝑡 2
𝐵𝑇𝑈
FGCS = 38ℎ∗𝑓𝑡 2
CS= 0.60, este factor va ser igual para todas las ventanas
De la tabla 6.8 se obtiene FCE
FCE=0.77
10
Ventana sur
En el caso de la pared sur son 4 ventanas de 15𝑓𝑡 2 , Las ventanas son de vidrio
sencillo absorbente de calor de 3/8 in (U = 1.20 BTU/h-ft2-°F) con persianas
venecianas de color claro en el interior
𝐴𝑣 = 4 ∗ 15𝑓𝑡 2 = 60𝑓𝑡 2
De la tabla 6.5 se obtiene el DTCE
Dado a que todas las condiciones son iguales para las 4 ventanas el 𝐷𝑇𝐶𝐸𝑐 será igual
para todas las ventanas
Se calcula 𝑄̇𝑉𝑐𝑜𝑛𝑑
𝐵𝑇𝑈
𝑄̇𝑉𝑐𝑜𝑛𝑑 = 1.20 ∗ 60𝑓𝑡 2 ∗ 27°𝐹 = 1944𝐵𝑇𝑈/ℎ
ℎ ∗ °𝐹 ∗ 𝑓𝑡 2
De la tabla 6.6 se obtiene FGCS
𝐵𝑇𝑈
FGCS = 72 ℎ∗𝑓𝑡 2
De la tabla 6.7 se obtiene CS tomando en cuenta que las ventanas son de vidrio
sencillo absorbente de calor de 3/8 in y que tienen persianas valencianas claras
CS= 0.40, este factor va ser igual para todas las ventanas
11
De la tabla 6.8 se obtiene FCE
FCE=0.37
Ventana este
En el caso de la pared este son 5 ventanas de 15𝑓𝑡 2 , Las ventanas son de vidrio
sencillo absorbente de calor de 3/8 in (U = 1.20 BTU/h-ft2-°F) con persianas
venecianas de color claro en el interior
𝐴𝑣 = 5 ∗ 15𝑓𝑡 2 = 75𝑓𝑡 2
𝐷𝑇𝐶𝐸 = 14°𝐹
Se calcula 𝑄̇𝑉𝑐𝑜𝑛𝑑
𝐵𝑇𝑈
𝑄̇𝑉𝑐𝑜𝑛𝑑 = 1.20 ℎ∗°𝐹∗𝑓𝑡 2 ∗ 75𝑓𝑡 2 ∗ 27°𝐹 = 2430𝐵𝑇𝑈/ℎ, Este valor será igual para las
ventanas oeste ya que el área superficial es la misma
De la tabla 6.6 se obtiene FGCS
12
𝐵𝑇𝑈
FGCS = 220ℎ∗𝑓𝑡 2
De la tabla 6.7 se obtiene CS tomando en cuenta que las ventanas son de vidrio
sencillo absorbente de calor de 3/8 in y que tienen persianas valencianas claras
CS= 0.40, este factor va ser igual para todas las ventanas
De la tabla 6.8 se obtiene FCE
FCE=0.17
13
Ya se puede calcular 𝑄̇𝑉𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟
𝐵𝑇𝑈
𝑄̇𝑉𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟 = 220 ∗ 75𝑓𝑡 2 ∗ 0.40 ∗ 0.17 = 1122𝐵𝑇𝑈/ℎ
ℎ ∗ 𝑓𝑡 2
Ventana oeste
En el caso de la pared oeste son 5 ventanas de 15𝑓𝑡 2 , Las ventanas son de vidrio
sencillo absorbente de calor de 3/8 in (U = 1.20 BTU/h-ft2-°F) con persianas
venecianas de color claro en el interior
𝐴𝑣 = 5 ∗ 15𝑓𝑡 2 = 75𝑓𝑡 2
De la tabla 6.5 se obtiene el DTCE
𝐷𝑇𝐶𝐸 = 14°𝐹
Se calcula 𝑄̇𝑉𝑐𝑜𝑛𝑑
𝐵𝑇𝑈
𝑄̇𝑉𝑐𝑜𝑛𝑑 = 1.20 ℎ∗°𝐹∗𝑓𝑡 2 ∗ 75𝑓𝑡 2 ∗ 27°𝐹 = 2430𝐵𝑇𝑈/ℎ,
𝐵𝑇𝑈
FGCS = 220ℎ∗𝑓𝑡 2
De la tabla 6.7 se obtiene CS tomando en cuenta que las ventanas son de vidrio
sencillo absorbente de calor de 3/8 in y que tienen persianas valencianas claras
14
CS= 0.40, este factor va ser igual para todas las ventanas
De la tabla 6.8 se obtiene FCE
FCE=0.83
15
Personas
En el caso de personas, el ejercicio dice que hay 1 persona cada 60𝑓𝑡 2 y el área total
del recinto es de 980𝑓𝑡 2 , por lo tanto, existe un aproximado de 17 personas en el
recinto tomando en cuenta que n=980𝑓𝑡 2 /60𝑓𝑡 2 =16.3, FCE= 1
Para calcular la ganancia de calor debido a las personas se utiliza la siguiente formula
𝑄̇𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 = 𝑄 ∗ 𝑛 ∗ 𝐹𝐶𝐸
Iluminación
Para la iluminación dice que cada lampara que se encuentra en las oficinas es de
200W y las que están en el pasillo son de 100W cada una, tomando en cuenta que en
el pasillo son 3 lámparas por lo tanto la carga es de 300W y para las oficinas son 6
oficinas y cada una tiene 2 lámparas, son 12 lámparas de 200W, por lo tanto, son
2400W, el ejercicio dice que FB= 1.25 y FCE= 1
Para calcular la ganancia de calor debido a la iluminación es
16
Equipos
Se encuentran 10 equipos de cómputo (850 BTU/h cada uno) en funcionamiento, así
como 3 equipos de redes (1,000 BTU/h cada uno) y una cafetera de 3 galones (3,400
BTU/h)
Para este caso solo es necesario sumar la carga térmica de cada equipo
Ventilación
Área de infiltración:
Dice que se considere 500 CFM de aire de infiltración debido a ranuras en puertas,
además recordando que la temperatura del recinto es de 78°F y HR=35% y la exterior
de 98°F y HR=45%
Para calcular la humedad especifica tanto del interior como del exterior se utiliza una
carta psicrométrica
𝑊𝑒𝑠𝑝𝐼𝑁𝑇 = 52 𝑔𝑟/𝑙𝑏
17
Se calcula el calor sensible
Ventilación
De la tabla 6.15 se obtienen los FCM
Recordando que
𝑊𝑒𝑠𝑝𝐼𝑁𝑇 = 52 𝑔𝑟/𝑙𝑏
Obtenido de la carta psicrométrica, se calcula el calor sensible y latente para los CFM
obtenidos
Se calcula el calor sensible
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Tabla concentradora
Ganancia de calor
Cargas térmicas
(BTU/h)
Techo 4421.76
Paredes
Norte 702
Sur 1058.2
Este 1716
Oeste 1254.25
Ventanas
Norte 2646.24
Puerta 1998.24
Sur 2583.36
Este 3552
Oeste 7908
Personas 8160
Iluminación 11475
Equipos 14900
Infiltración 34940
Ventilación 17819.4
115134.45
Para calcular las toneladas de refrigeración será de la siguiente manera
115134.45𝐵𝑇𝑈/ℎ
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑓𝑟𝑖𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜(𝑇𝑂𝑁) = = 9.594𝑇𝑂𝑁
12000𝐵𝑇𝑈/ℎ
Conclusión
La carga térmica se calcula considerando diversas características del edificio, como
las condiciones de diseño interior y exterior, el tipo de construcción, las dimensiones
del inmueble y las propiedades de los materiales utilizados en techos, paredes,
ventanas y puertas. También se tienen en cuenta las personas presentes en el
espacio, la iluminación, los equipos de cómputo y redes, y otros equipos como la
cafetera. Después de realizar los cálculos correspondientes, se obtiene una carga
térmica total del recinto de 115,134.45 BTU/h. Esto representa la cantidad de calor
que debe ser eliminada del espacio para mantener una temperatura y humedad
interior deseada. Además, se determina que se requiere un equipo de aire
acondicionado con una capacidad aproximada de 9.56 toneladas para proporcionar
confort térmico en el espacio. El ejercicio se resolvió para determinar la carga térmica
y la capacidad del equipo de refrigeración necesarios para mantener las condiciones
de confort en un inmueble utilizado como oficinas. La tabla concentradora proporciona
una visión general de las diferentes fuentes de ganancia de calor presentes en el
espacio.
19
Referencias
• Ashrae. (2011). Ashrae 183-2007 (Ra 2011): Standard 183-2007 (Ra 2011) -
20