Climasoft cargas térmicas de verano e invierno

 
Hoja de carga térmica de verano
Referencia Fecha
Preparado por Oficina Proyecto nº Instalación nº
Cliente
Dimensiones local m x m = x m =  
Actividad del volumen Aprobado por
Ciudad País Latitud
  ©1987 Climasoft  
Hora cálculo hora solar/local Carga máx. Hora Solar/local Resultados horas: TS
Condiciones BS HR gr/Kg Condiciones BS HR gr/Kg Diferencias BS gr/Kg TL
exteriores interiores   GT
   
Ganancia solar a través de cristales exteriores
Orientación x Ganancia Solar x x x = Total
Cristal Norte          
Cristal Nor Este          
Cristal Nor Este Sombra          
Cristal Este          
Cristal Este Sombra          
Cristal Sur Este          
Cristal Sur Este Sombra          
Cristal Sur          
Cristal Sur Sombra          
Cristal Sur Oeste          
Cristal Sur Oeste Sombra          
Cristal Oeste          
Cristal Oeste Sombra          
Cristal Nor Oeste          
Cristal Nor Oeste Sombra          
Cristal Horizontal          
Cristal Horizontal Sombra          
          ©1987 Climasoft Subtotal W
               
Ganancia solar y transmisión a través de paredes y techo exteriores
Orientación x Temperatura equivalente x U cubierta  U muro   Peso cubierta   Peso muro  = Total
Pared Norte      
Pared Nor Este      
Pared Este      
Pared Sur Este      
Pared Sur      
Pared Sur Oeste      
Pared Oeste      
Pared Nor Oeste      
Tejado al sol      
Tejado en sombra      
          ©1987 Climasoft Subtotal W
               
Ganancia, transmisión excepto paredes exteriores Fracción del salto en interiores
  x Diferencia de temperatura x U = Total
Total cristal exterior      
   de ellos, tipo 2   
   de ellos, tipo 3   
   de ellos, tipo 4   
Total cristal interior      
Tabique interior      
Techo a local      
Techo a cámara de aire      
Suelo a local      
Suelo a cámara de aire      
Medianeras      
                                   
Infiltraciones m³/h x x 0.337    
        ©1987 Climasoft Subtotal W
             
Calor interno
              = Total
Personas Actividad x  
Luces incandescentes W x 1.0    
Luces fluorescentes W x 1.0 x  
Ganancias adicionales x 1.0                  
                Subtotal W
Almacenaje coeficiente de almacenamiento de Carrier (tablas 7 a 12), según el peso de la estructura y las horas de funcionamiento    
                Subtotal W
Factor de seguridad %    
Calor sensible del local W  
Ganancia en conductos de impulsión %    
Fugas en conductos de impulsión %    
Ventilador de impulsión %    
Aire exterior m³/h x ºC x FB x 0.337  
Calor sensible efectivo del local W  
   
Calor latente Aire exterior más seco que el interior
              = Total
Personas Actividad x  
Infiltraciones m³/h x x 0.837    
Ganancias adicionales x                  
Vapor de agua kg/h    
Transmisión de vapor    
                Subtotal W
Factor de seguridad %    
Calor latente del local W  
Fugas en conductos, latente %    
Aire exterior m³/h x gr/Kg 0.15 FB x 0.837  
Calor latente efectivo del local W  
Calor total efectivo del local W  
               
Calor aire exterior
  = Total
Aire exterior S m³/h x ºC x ( 1 - 0.15 BF ) x 0.337  
Aire exterior L m³/h x gr/Kg x ( 1 - 0.15 BF ) x 0.837  
Calor total del aire exterior W  
Ganancia en conducto de retorno %    
Ventilador de retorno o de mezcla kW    
Gran Calor total del local y del aire exterior W  
               
Notas y observaciones
Bomba de circulación % del gran total    
Ganancia en tuberías % del gran total    
Carga de refrigeración W  
Punto de rocío del aparato y caudales de aire
Factor de calor sensible efectivo (ESHF) %  
Punto de rocío del aparato (ADP) ºC  
Salto de deshumidificación ºC  
Caudal deshumidificado m³/h  
Caudal de impulsión m³/h  
Salto de temperatura local − impulsión ºC  
Aire derivado (bypass) m³/h  
Entrada al aparato, bulbo seco (TEDB) ºC  
Entrada al aparato, bulbo húmedo (TEWB) ºC  
Salida del aparato, bulbo seco (TLDB) ºC  
Aire exterior sobre el caudal de impulsión %  
Carga por unidad de superficie W/m²  
Renovaciones de aire /h  
Renovaciones de aire exterior /h  
Nota 1: Según datos, seleccione una acondicionadora con potencia total en catálogo comercial de aprox. W
Nota 2: Según datos hallados, las W x 1 m² equivalen a  
Nota 3: El caudal teórico de aire a suministrar por la acondicionadora debería ser de aprox. m³/h  
       
 
Resumen de los resultados de la carga térmica de verano
Subtotal sensible W  
Subtotal latente W  
Efecto de almacenaje de la estructura (Carrier, tablas 7 a 12)
Peso de la estructura kg/m²  ·  funcionamiento
Alumbrado: tipo de luminaria se encienden a las La tabla supone 10 h de encendido. Con otro periodo, el manual extrapola y esta hoja no lo hace.
Aceptar oscilación (tabla 13) acristalado oscilación Con 12 h seguidas, el manual sólo admite 1 °C.
Total carga de verano W  
 
Hoja de carga térmica de invierno
Referencia Fecha
Preparado por Oficina Proyecto nº Instalación nº
Cliente
Dimensiones local m x m = x m =  
Actividad del volumen Aprobado por
Ciudad País Latitud
Emplazamiento: corrección por altitud
Cota del emplazamiento m  ·  gradiente °C/100 m
Condiciones de cálculo de invierno
Nivel percentil Exterior ºC HR ext % Interior ºC HR int %
Salto de temperatura ºC Fracción del salto en cerramientos interiores superficies y coeficientes U tomados de los datos ya introducidos — percentil según RITE: TS 99 % general, TS 99.6 % solo hospitales y similares  
Pérdidas por transmisión — carga de invierno
SuperficiexU W/m²KxSalto de temperaturaxMayoración=Total W
Mayoración por orientación %N · NE · E · SE · S · SO · O · NO  —  no proceden de Carrier; sigue la orientación real si giras el edificio
Cristal Norte    
Cristal Nor Este    
Cristal Este    
Cristal Sur Este    
Cristal Sur    
Cristal Sur Oeste    
Cristal Oeste    
Cristal Nor Oeste    
Claraboyas horizontales     
Pared Norte    
Pared Nor Este    
Pared Este    
Pared Sur Este    
Pared Sur    
Pared Sur Oeste    
Pared Oeste    
Pared Nor Oeste    
Tejado     
Cristal interior     
Tabique interior     
Techo a local     
Techo a cámara de aire     
Suelo a local     
Suelo a cámara de aire     
Medianeras     
Subtotal transmisión W
Factor temperatura gradientepara locales altos: mayoración por estratificación. 1.00 = sin corrección
Infiltracionesm³/h ºC0.349 
Aire exteriorm³/h ºC0.349 
Subtotal W
Factor de seguridad% 
PÉRDIDAS DE CALOR GRAN TOTAL W 
 
Humidificación
( Infiltraciones + aire exterior )m³/hgr/Kg/ 840 
Agua evaporadakg/h de agua a aportar; su equivalente térmico se muestra a la derecha
 
Resumen de los resultados de la carga térmica de invierno
Transmisión + gradiente W 
Infiltraciones + aire exterior W 
Total carga de invierno W 

Orientación del edificio

Giro respecto al norte  °
verano
invierno
 horas uso/día  η

Evolución anual de la carga térmica  –  calor sensible, latente y total (hora solar)

Pulse carga máxima o generar gráfica para calcular las 91 combinaciones de mes y hora.

Demanda mensual  –  calefacción y refrigeración a lo largo del año

Pulse generar para repartir la demanda anual mes a mes.

Orientación  –  cargas punta de verano e invierno según el giro (W)

Pulse generar para barrer los 360 giros.

Orientación  –  demanda de energía de todo el año según el giro (kWh)

Pulse generar en el panel anterior.

Diagrama psicrométrico  –  el proceso de la batería

Pulse dibujar para trazar la carta con los datos de esta hoja.

Carga térmica del local

Calcular    lo que no se calcula, ni se muestra ni se imprime Imprimir   

Selección de la unidad acondicionadora

Pulse carga máxima o generar gráfica para calcular.
Comprobar un equipo de catálogo   Potencia total kW   Potencia sensible kW 

Bases de cálculo y procedencia de los datos

Unidades. Todas las potencias se expresan en W (vatio), no en Wh: una carga térmica es una potencia, no una energía. La transmitancia se denomina U y se introduce en W/(m²·K), según UNE-EN ISO 6946; la antigua K en kcal/(h·m²·°C) quedó en desuso al pasar la K a designar el kelvin. Equivalencia: 1 kcal/h = 1.163 W.

Constantes psicrométricas. Esta hoja procede de una versión en kcal/h y sus constantes proceden de los clásicos 0.29 y 0.72 kcal, convertidos con el factor exacto 1.163: calor sensible del aire 0.337 W/((m³/h)·K) y calor latente 0.837 W/((m³/h)·(g/kg)). En pantalla y en papel se escriben con tres decimales, como todas las cifras de esta hoja, pero el cálculo emplea internamente la conversión exacta, de modo que alguna multiplicación impresa puede diferir en la última unidad. La bibliografía moderna suele redondear a 0.34 y 0.84; la diferencia es inferior al 0.8 % y se mantiene la conversión exacta para que los resultados sean trazables uno a uno con los de la versión anterior en kcal/h.

Decimales: los del cálculo y los de la pantalla. El motor calcula en doble precisión y sin redondeos intermedios: ningún resultado se obtiene sumando las cifras ya recortadas que aparecen en pantalla. Lo que el proyectista introduce sí se redondea en el momento de teclearlo, a la precisión que corresponde a cada magnitud, de modo que lo que se ve es exactamente lo que se calcula: nunca hay un valor oculto con más cifras detrás de una celda. En pantalla y en papel cada magnitud se escribe con los decimales que tienen sentido en obra: superficies y longitudes (m², m, m³) y caudales (m³/h), 1 decimal; temperaturas equivalentes, 0; saltos y diferencias de temperatura y temperatura seca, 1; humedad relativa, 0; humedad absoluta (g/kg), 1; transmitancias U, 2; potencias (W), 0. Consecuencia práctica, y única fuente de desvío posible: si se rehacen a mano las multiplicaciones impresas, o se suman las filas una a una, el resultado puede diferir del total impreso en una o dos unidades. No es un error: el total es el bueno, porque procede de los valores completos, mientras que las filas se han recortado para poder leerlas. El mismo efecto explica las constantes psicrométricas del párrafo anterior.

Teoría. Método del Manual de Aire Acondicionado de Carrier: aportación solar a través de vidrio y diferencias equivalentes de temperatura, hora a hora y mes a mes, en hora solar. La persiana o cortina elegida se baja automáticamente en cada orientación y hora cuando la ganancia solar supera el valor de radiación difusa, y permanece subida por debajo de él.

Tablas de Carrier. Aportaciones solares por latitud (Tabla 6), diferencias equivalentes de temperatura de muros por peso (Tabla 19) y de techos por peso (Tabla 20), con la corrección por condiciones de proyecto distintas de las de base (Tabla 20A). Los muros y techos aplican la ecuación del manual Δte = a + Δtes + (Rs/Rm)·(Δtem − Δtes), con Rs/Rm referido a julio y 40° de latitud norte. En la Tabla 6 se han igualado dos valores que el manual imprime asimétricos (latitud 10° noviembre-enero, SO 273→436; latitud 40° agosto-abril, SO 396→395): por simetría este-oeste el máximo de una fachada SE y el de una SO han de coincidir, como cumplen las otras 40 filas de la tabla.

Contraste de las tablas. Las tablas empleadas se han verificado casilla por casilla contra el manual: Tabla 15 a 40° de latitud norte (819 valores), Tabla 6 en sus seis latitudes (378), Tabla 19 (416) y Tabla 20 (104), 1.717 valores en total, todos coincidentes con el texto impreso salvo las dos asimetrías de la Tabla 6 citadas arriba. Como comprobaciones independientes se ha exigido además la simetría este-oeste de la Tabla 15 respecto al mediodía solar —que cumplen todas sus casillas salvo las dos que el propio manual imprime como 87 y 86 (norte, junio, 6 y 18 h)— y que todo valor de las Tablas 19 y 20 pertenezca a la escala de la edición original, grados Fahrenheit enteros convertidos, lo que descarta de raíz cualquier valor intermedio. El cálculo se realiza íntegramente en °C.

Estructura de la hoja E-20. El cálculo reproduce la secuencia completa del formulario original de Carrier: calor sensible del local → ganancias, fugas y ventilador de los conductos de impulsión → aire exterior derivado (factor de bypass) → calor sensible efectivo; el mismo camino en el lado latente, incluidos vapor de agua y transmisión de vapor; y sobre el calor total efectivo se añaden el aire exterior tratado, el conducto de retorno y su ventilador para obtener el gran calor total, que es la carga del deshumidificador. Sumando bomba de circulación y ganancia en tuberías se llega a la carga de refrigeración, que es la potencia que debe aportar la planta.

Almacenaje. La carga real de refrigeración no es la ganancia instantánea: parte del calor solar y del alumbrado se queda en la masa del edificio y sale más tarde. Carrier lo resuelve con las tablas 7 a 12, y la ecuación al pie de todas ellas sustituye la aportación horaria por la máxima (tabla 6) multiplicada por un factor que depende de la orientación, la hora, el peso de la estructura en kg/m² de suelo y las horas de funcionamiento de la instalación (tablas 7 y 8 para 24 h, 9 y 10 para 16 h, 11 para 12 h). Dentro de cada par, una tabla es para hueco con sombra interior y la otra para vidrio descubierto o con sombra exterior, que el manual manda tratar como descubierto. La diferencia entre las dos lecturas es lo que aparece en la fila Almacenaje del formulario, y arrastra al factor de seguridad, al caudal y a la búsqueda de la hora punta. El alumbrado usa la tabla 12, indexada por las horas transcurridas desde el encendido, y supone 10 h encendidas: para otros periodos el manual extrapola y esta hoja no lo hace, lo advierte. A los ocupantes Carrier permite aplicarles esos mismos factores salvo en locales muy concurridos; la hoja no lo hace, porque a quién aplicárselo es criterio del proyectista. El efecto redistribuye más que reducir: a la hora punta de una orientación resta, y más tarde devuelve lo almacenado. Con el peso por defecto —150 kg/m², construcción ligera, el caso más prudente— la reducción de la punta ronda el 7 %, y llega al 12 % en construcción pesada sin protección solar. Se puede desactivar, y entonces la hoja vuelve a dar la ganancia instantánea; el cajetín deja constancia en los dos casos. La tabla 13 es otra cosa y viene apagada: no corrige nada, sino que permite rebajar la máquina a cambio de aceptar que el local oscile 1, 2 ó 3 °C en la hora punta, y sólo se deduce del calor sensible.

Campos opcionales. Todas las partidas añadidas (conductos, ventiladores, bomba, tuberías, vapor) son sumandos, nunca multiplicadores: dejarlas en blanco no altera el resultado, que coincide entonces con el gran calor total. El proyectista decide qué conceptos aplican a su instalación. Ningún campo vacío, con texto o con cero produce un resultado indefinido: cada fórmula comprueba el valor antes de operar y las divisiones están protegidas frente a denominador nulo.

Psicrometría del aparato. El punto de rocío del equipo (ADP) se obtiene trazando desde las condiciones del local la recta del factor de calor sensible efectivo hasta cortar la curva de saturación, igual que sobre la carta psicrométrica de la hoja E-20, resuelto numéricamente a la presión atmosférica que corresponde a la altitud de la localidad. De él se derivan el salto de deshumidificación, los caudales deshumidificado y de impulsión, y las condiciones de entrada y salida del aparato.

Orientación girada. La rosa de los vientos permite girar el edificio grado a grado. Carrier tabula ocho orientaciones cada 45°; en los ángulos intermedios los valores se interpolan linealmente entre las dos orientaciones adyacentes, tanto en la aportación solar de los cristales como en la diferencia equivalente de temperatura de los muros. En los múltiplos exactos de 45° el resultado es dato directo de las tablas.

Datos climáticos. Temperatura seca de proyecto, temperatura húmeda coincidente y oscilación media diaria al percentil TS 1 % (TS_1 de la guía, el que el RITE exige para edificios en general; el 99.6 % / 0.4 % queda reservado a hospitales y similares), tomadas de la Guía técnica de condiciones climáticas exteriores de proyecto (IDAE, documento reconocido del RITE), elaborada con registros horarios de AEMET. Perfil horario y variación estacional derivados de PVGIS © Unión Europea, Centro Común de Investigación (JRC), bajo licencia CC BY 4.0. Estos valores son una referencia de proyecto: para un cálculo sujeto a visado, verifique las condiciones exteriores que exija la normativa aplicable. Y la cota: declarando la del solar se corrige la temperatura con el gradiente indicado —por defecto 0.65 °C/100 m— conservando la humedad relativa, y la densidad del aire, que en Ávila (1132 m) es el 87 % de la del mar; las constantes 0.337 y 0.837 de las casillas se repintan con ese factor y hace falta más caudal. En blanco, se usa la cota de la capital y no se corrige nada.

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