EJERCICIOS

CES SAN JOSE
MAQUINAS
Y
TERMICOS II
EQUIPOS
EJERCICIOS
1º CFGM INSTALACIONES
CLIMATIZACION
FRIGORIFICAS
Y
DE
J. Corral
1
UD1.
IDENTIFICACIÓN
DE
INSTALACIONES TERMICAS
MAGNITUDES
DE
1.1 PRESIÓN
1.- ¿25 Bar cuantos Pa, KPa y MPa son?
p = 2.500.000 Pa
p = 2.500 KPa
p = 2,5 MPa
2.- 500 KPa ¿Cuántos Bar, Pa y MPa son?
p = 5 Bar
p = 500.000 Pa
p = 0,5 MPa
3.- Un manómetro nos marca una presión de 3 Kgf/cm 2. Desde el punto de
vista técnico ¿Cuántos Bar, KPa y MPa son?
p = 3 Bar
p = 300 KPa
p = 0,3 MPa
2
4.- Un hidrómetro nos marca una presión de 15 m.c.a. ¿Cuántos Kgf/cm 2 son?
¿Y bares técnicamente?
p = 1,5 Kgf/cm2
p = 1,5 Bar
6.- Un edificio de 4 plantas (3 m por planta) es alimentado de agua con un
depósito en la terraza cuyo nivel es de 2 m. ¿Cuál será la presión, en m.c.a y
Kgf/cm2, en cada planta suponiendo los grifos a una altura de 1 m sobre el
suelo?
P4 = 4 m.c.a. = 0,4 Kgf/cm2
P3 = 7 m.c.a. = 0,7 Kgf/cm2
P2 = 10 m.c.a. = 1 Kgf/cm2
P1 = 13 m.c.a. = 1,3 Kgf/cm2
Kgf/cm2Kgf/cm2Kgf/cm2
7.- Tenemos una presión de red de 6,5 Kgf/cm2. Calcular: a) ¿Hasta qué altura
podemos elevar el agua? , b) ¿Hasta qué altura si queremos tener una presión
residual de 2 Bar, c) ¿Qué presión tendríamos (en grifos a 1 m del suelo) en las
sucesivas plantas de viviendas en un edificio de 5 alturas con sótano de 4 m y
planta comercial de 4m. Distancias entre forjados de 3 m.
H = 65 m.c.a.
H = 45 m.c.a.
P1 = 56 m.c.a. = 5,6 Kgf/cm2
P2 = 53 m.c.a. = 5,3 Kgf/cm2
P3 = 50 m.c.a. = 5 Kgf/cm2
P4 = 47 m.c.a. = 4,7 Kgf/cm2
P5 = 44 m.c.a. = 4,4 Kgf/cm2
3
1.2 CAUDAL
1.- Pasa a m3/h, l/h y l/s un caudal de 0,01 m3/s.
Q = 36 m3/h
Q = 36.000 l/h
Q = 10 l/s
2.- Pasa a m3/h, m3/s y l/s un caudal de 7200 l/h
Q = 7,2 m3/h
Q = 0,002 m3/s
Q = 2 l/s
3.- Un caudalímetro de una instalación térmica nos marca 30 l/min. Determinar
el caudal en l/h, l/s, m3/h.
Q = 1.800 l/h
Q = 1,8 m3/h
Q = 0,5 l/s
4.- Transforma un caudal de 12.000 m3/h de aire en Kg/h
Q = 14.400 Kg/h
4
1.3 ENERGIA Y POTENCIA
1.- Una maquina de 5 KW de potencia trabaja 5 horas. Calcular la energía
desarrollada en KWh y MJ.
E = 25 KWh = 90 MJ
2.- Una central de 2 MW de potencia ¿Qué energía en KWh desarrolla
diariamente?
E = 48.000 KWh
3.- Una máquina de aire acondicionado de 10 KW funciona 4 horas diarias
durante los meses de junio, julio, agosto y septiembre. ¿Calcular la energía
consumida?
E = 4.880 KWh
5
1.5 ENERGIA Y POTENCIA CALORIFICA
1.- a) ¿Cuál será la cantidad de calor, o energía, necesaria para calentar 1000
l. de agua de 8 °C a 70 °C? Dar el resultado en Kcal y KWh, b) Si para calentar
el agua se utiliza una resistencia eléctrica ¿Cuál será su potencia si queremos
calentarla en 2 horas? Dar el resultado en Kcal/h y KW
E = 62.000 Kcal
E = 72 KWh
P = 31.000 Kcal/h
P = 36 KW
2.- a) ¿Cuál será la cantidad de calor, o energía, necesaria para calentar
10.000 m3 de aire de d= 1,2 Kg/m3 desde -3 °C a 21 °C? Dar el resultado en
Kcal y KWh, b) Cuál será la potencia necesaria para calentar el aire en 1 hora.
E = 69.120 Kcal
E = 80, 37 KWh
P = 69.120
Kcal/h
P = 80, 37 KW
3.- a) La energía media diaria recibida por el sol en 1 m2 en Málaga es de 4,67
KWh / m2 / día. Calcular la energía del sol recibida al año para 20 m2 dando el
resultado en KWh, Kcal y MJ b) Potencia diaria para 6 horas de sol en KW y
Kcal/h.
E = 34.091 KWh
E = 29.318.260 Kcal
E = 122.728 MJ
P = 5.682 KW
P = 4.886.377 Kcal/h
P = 20.455 MJ/h
6
4.- a) Una máquina de aire acondicionado de potencia 10 KW trabaja una media
diaria de 5 horas. Calcular la energía consumida en un mes (30 días) dando el
resultado en Kcal y KWh b) Da su potencia en W y Kcal/h.
E = 1.500 KWh
E = 1.290.000 Kcal
P = 10.000 W
P = 8.600 Kcal/h
5.- Determinar la potencia que desarrolla una caldera por la que circula 3.600
l/h de agua calentando esta desde 60 a 80 °C.
P = 72.000 Kcal/h
P = 83,72 KW
6.- ¿Qué caudal de agua necesita una caldera para una potencia de 200 KW y
un salto térmico de 20 °C?
Q = 8.600 Kg/h
Q = 8.600 l/h
7
7.- Una enfriadora de agua mueve un caudal de 10.000 Kg/h con una
temperatura de entrada de 12 °C y de salida 7 °C. ¿Qué potencia desarrolla en
Kcal/h, W y KW?
P = 50.000 Kcal/h
P = 58, 14 KW
P = 58140 KW
8.- ¿Qué caudal necesita una enfriadora de agua para una potencia de 200
KW y un salto térmico de 5 °C?
Q = 34.400 Kg/h
9.- Una máquina de aire acondicionado calienta 1.200 m 3/h desde 20 °C a 45
°C. ¿Qué potencia calorífica desarrolla? Dar el resultado en Kcal/h y KW
P = 8.640 Kcal/h
P = 10,04 KW
10.- Que potencia desarrolla una máquina de aire acondicionado que mueve un
caudal de 3.200 m3/h y enfría un aire, sin condensación, desde 25 °C a 12 °C?
Dar el resultado en Kcal/h y KW
P = 11.980 Kcal/h
P = 13,93 KW
8
11.- ¿Qué caudal de aire se necesita en una climatizadora de 300 KW para
enfriarlo desde 25 °C a 12 °? Dar el resultado en Kg/h y m 3/h
q = 82.692 Kg/h
q = 68.910 m3/h
12.- El caudalímetro de una instalación de energía solar marca 10 l/min y el
agua que pasa por las placas tiene un salto térmico de 10 °C. ¿Qué potencia
está desarrollando?
P = 6.000 Kcal/h
P = 6,97 KW
9
1.6 EFECTOS DEL CALOR SOBRE LOS CUERPOS
1.- Determinar el incremento de longitud de un tubo de cobre de 20 m de
longitud cuando se incrementa su temperatura 80 °C.
∆L = 27,2 mm
2.- Determinar el incremento de longitud de un tubo de acero de 10 m de
longitud cuando se incrementa su temperatura 60 °C.
∆L = 6,6 mm
3.- Determinar el incremento de longitud de un tubo de PVC de 10 m de
longitud cuando se incrementa su temperatura 60 °C.
∆L = 42 mm
4.- Determinar el incremento de longitud de un tubo de PPr de 20 m de
longitud cuando se incrementa su temperatura 60 °C
∆L = 180 mm
5.- Determinar el incremento de longitud de un tubo de Per de 20 m de longitud
cuando se incrementa su temperatura 60 °C
∆L = 240 mm
10
6.- Determinar el incremento de volumen de 2000 l. de agua cuando se
incrementa su temperatura 60 °C.
∆V = 25,2 l.
mm
7.Determinar el incremento de volumen de 100 l. de alcohol cuando se
incrementa su temperatura 80 °C.
∆V = 8,72 l.
mm
8.- Determinar el incremento de volumen de un depósito de aceite de oliva de
2000 l. cando se incrementa su temperatura 30 °C.
∆V = 45 l.
11
1.7 TRANSMISION DEL CALOR
1.- Calcular la resistencia térmica y la transmitancia de 20 mm de madera.
R = 0,153 m2 K/W
U = 6,5 W/m2K
2.- Calcular la resistencia térmica y la transmitancia de un ladrillo de 12 cm.
.
R = 0,015 m2 K/W
U = 66,66 W/m2K
3.- Calcular la resistencia térmica y la transmitancia de 40 mm de poliuretano
de = 0,020 W/m K.
R = 2 m2 K/W
U = 0,5 W/m2K
4.- Calcular la resistencia térmica y la transmitancia de un vidrio de 8 mm de
espesor con un = 0,8 W/m K
R = 0,01 m2 K/W
U = 100 W/m2K
5.- Calcular la resistencia térmica y la transmitancia de una plancha de fibra
de vidrio de 50 mm de espesor con un = 0,05 W/m K
R = 1 m2 K/W
U = 1 W/m2K
12
6.- Calcular la resistencia térmica y la transmitancia de los ejercicios
anteriores suponiendo que están en contacto con el aire exterior y son todos
cerramientos verticales.
R1 = 0,323 m2 K/W
U1 = 3,09 W/m2K
R2 = 0,16 m2 K/W
U = 6,25 W/m2K
R3 = 2,17 m2 K/W
U3 = 0,46 W/m2K
R4 = 0,18 m2 K/W
U4 = 5,55 W/m2K
R5 = 1,17 m2 K/W
U5 = 0,85 W/m2K
7.- Rellenar la tabla
Material
Ladrillo macizo
Embarrado mortero cemento
Poliuretano proyectado
Ladrillo hueco
Enlucido de yeso

W/mK
e
cm
R
m2K/W
Capa de aire exterior
0,85
90
1,40
2
0,028
5
0,32
90
0,57
2
Capa de aire interior
RESISTENCIA TOTAL R
2
TRANSMITANCIA TERMICA U (w/m K)
8.- Calcular la pérdida de calor de la pared compuesta con una transmitancia U
= 0,54 W/m2K con una temperatura interior de pared de ti = 20 °C, y una
exterior te = -2° C para una superficie de 20 m2.
P = 237,6 W
13
9.- Calcular la pérdida de calor a través de un cerramiento de 6x3 m en el que
se encuentra dos ventanas de 2 m2 cada una. La transmitancia de la pared es
de U = 0,53 W/m2K y la de la ventana es de U = 3 W/m2K con una
temperatura interior de pared de ti = 21 °C, y una exterior te = -5° C.
P = 504,92 W
10.- Calcular la pérdida de calor a través de un cerramiento de 8x3 m en el que
se encuentra dos ventanas de 3 m2 cada una y una puerta de 2 m2. La
transmitancia de la pared es de U = 0,49 W/m2K, la de la ventana es de U = 3,6
W/m2K y la de la puerta de U = 3 W/m2K con una temperatura interior de pared
de ti = 21 °C, y una exterior te = 2° C.
P =689,04 W
11.- Calcular las pérdidas de calor a través de la clase con los siguientes datos:
U muros exterior U = 0,49 W/m2K
U muros interiores U = 1,7 W/m2K
U ventanas U = 6 W/m2K
U puertas U = 5 W/m2K
U techo U = 1,49 W/m2K
U suelo = U = 0,89 W/m2K
Ti = 21 °C
Te = 4 °C
T locales interior = 12 °C
T terreno 5 °C
14
UD2. CARGAS TERMICAS
2.1 PSICOMETRIA
1.- ¿Cuánto pesa el aire húmedo saturado de un local de
20x15x6 m a la temperatura de 23 °C?
dimensiones
P =2.085,99 Kgf
2.- ¿Cuánto pesa el aire húmedo saturado de un local de 8x6x4 m a la
temperatura de 30 °C?
P1 = 214,19 Kgf
3.- ¿Cuántos Kg de humedad saturada tendría los locales anteriores?
W1 = 37,18 Kg
W2 = 5,85 Kg
4.- Un local de dimensiones 5 x 4 x 3 se encuentra a 21 °C con una humedad
de de 4 g/Kg y Ve = 0,84 m3/Kg. ¿Qué humedad le falta al local para saturarlo?
W =818,88 g.
15
5.- Un local de dimensiones 10 x 7 x 3 se encuentra saturado a 25 °C. Si lo
enfriamos hasta 15 °C ¿Qué humedad se condensaría?
W =2.154,92 g.
6.- Al local anterior se le sube la temperatura del aire hasta 30 °C. ¿Qué
cantidad de humedad podría absorber aún más?
W =1.544,96 g.
7.- ¿Qué entalpía tiene un aire saturado a 18°C?
h =51,03 KJ/Kg
8.- ¿Qué entalpía tiene un aire saturado a 25°C?
h =74,72 KJ/Kg
16
9.- Calcular todos los datos en el psicométrico de un aire que tiene una
temperatura seca de 27°C y una temperatura húmeda de 15°C. Dibujar el
psicométrico indicando los puntos.
t = 27°C, th = 15°C, hr = 26%, w = 5,75 g/Kg, tr = 6 °C, Ve = 0,86 m3/Kg, h =42 KJ/Kg
10.- Calcular todos los datos en el psicométrico de un aire que tiene una
temperatura seca de 20°C y una humedad relativa del 40%. Dibujar el
psicométrico indicando los puntos.
t = 20°C, hr = 40%, th = 12,5°C, w = 5,75 g/Kg, tr = 6 °C, Ve = 0,84 m3/Kg, h =34,5 KJ/Kg
17
11.- El aire de un local de dimensiones 10x10x4 m. se encuentra a una ts = 26
°C y 60% de HR. Calcular: a) Todos los parámetros del aire del local. Dibujar el
psicométrico, b) La cantidad de vapor de agua que contiene el local, c) La
cantidad de vapor de agua si estuviera saturado a la misma ts y d) La energía
calorífica que contiene el aire.
a) t = 27°C, hr = 60%, th = 20,5°C, w = 12,75 g/Kg, tr = 17,5 °C, Ve = 0,865 m3/Kg, h = 58 KJ/Kg
b) W = 5, 90 Kg. c) W = 9,81 Kg. d) 26.821 KJ
12.- Un caudal de aire de 6.000 m3/h en condiciones de 15 °C y 40% HR se
caliente en una batería de agua a humedad constante 35 °C. Calcular: a) La
potencia de la batería en KW y Kcal/h b) El caudal de agua necesario por la
batería si esta proviene de una bomba de calor y el salto térmico es de 5 °C.
Dibujar el psicométrico.
a) P = 40,65 KW = 34.959 Kcal/h
b) q = 6.991,8 Kg/h
18
13.- Un caudal de aire de 18.000 m3/h en condiciones de 18 °C y th=13 °C se
caliente en una batería de agua a humedad constante a 40 °C. Calcular: a) La
potencia de la batería en KW y Kcal/h, b) El caudal de agua necesario por la
batería si esta proviene de una caldera y el salto térmico es de 20 °C. Dibujar el
psicométrico.
a) P = 133,5 KW = 114.810 Kcal/h
b) q = 5.740,5 Kg/h
14.- Un caudal de aire de 10.000 m3/h en condiciones de t=24 °C y th=17 °C se
enfría en una batería de agua 12/7 °C sin modificar su humedad específica a
14 °C. Calcular: a) La potencia de la batería en KW, b) El caudal de agua por la
batería. Dibujar el psicométrico.
a) P = 33 KW = 28.380 Kcal/h
b) q = 5.676 Kg/h
15.- Calcular las condiciones del aire de salida y cantidad de humedad
necesaria para humidificar adiabáticamente 16.000 m3/h de condiciones 30 °C
y 30% hr hasta el 80% de hr. Dibujar el psicométrico.
a) t = 20,5 °C, hr = 80%, th = 18 °C, w = 12 g/Kg, tr = 17 °C, Ve = 0,85 m3/Kg, h = 51 KJ/Kg
b) qw = 75,3 Kgl/h
19
18.- En un proceso de humidificación a temperatura constante añadimos vapor
de agua a una corriente de aire de 12.000 m3/h en unas condiciones iniciales
de 30 °C y 30% de hr hasta una humedad del 50%. Calcular la potencia latente
y el caudal de humidificación. Dibujar el psicométrico.
a) Pl = 53,6 KW
b) qw = 71,7 Kg/h
19.- Un caudal de aire de 5.000 m3/h en condiciones del local de 24 °C y 60%
hr se enfría en una climatizadora hasta una temperatura de 13 °C con una hr
90%. Calcular: a) La potencia de enfriamiento de la batería en KW, b) La carga
sensible y latente de enfriamiento. c) La cantidad de humedad eliminada del
aire. Dibujar el psicométrico.
a) P = 29 KW
b) Ps = 21 KW
Pl = 8 KW
c) qw = 16,28 Kg
20.- Un caudal de aire de 8.500 m3/h en condiciones del local de 27 °C y 60%
hr se enfría en una climatizadora hasta una temperatura de 15 °C con una hr
90%. Calcular: a) La potencia de enfriamiento de la batería en KW, b) La carga
sensible y latente de enfriamiento. c) La cantidad de humedad eliminada del
aire. Dibujar el psicométrico.
a) P = 59,7 KW
b) Ps = 35,28 KW
Pl = 24,42 KW
c) qw = 37,12 Kg
20
21.- Se mezclan dos aires de las siguientes características: Aire exterior: Q1 =
2.000 m3/h, t1 = 35 °C, hr1 = 60%. Aire de retorno: Q2 = 8.000 m3/h, t2 = 24
°C, hr2 = 50% Calcular las condiciones del aire mezcla. Dibujar psicométrico.
a) t3 = 26,2 °C, hr3 = 55%, th3 = 19,5 °C, w3 = 11,6 g/Kg, tr3 = 16,5 °C, Ve3 = 0,86 m3/Kg, h3 = 56 KJ/Kg
22.- Se mezclan dos aires de las siguientes características: Aire exterior: Q1 =
4.000 m3/h, t1 = 4 °C, hr1 = 60%. Aire de retorno: Q2 = 12.000 m3/h, t2 = 21
°C, hr2 = 40% Calcular las condiciones del aire mezcla. Dibujar psicométrico.
a) t3 = 16,5 °C, hr3 = 46%, th3 = 10 °C, w3 = 5,4 g/Kg, tr3 = 5 °C, Ve3 = 0,83 m3/Kg, h3 = 30 KJ/Kg
23.- Un fan-coil con toma de aire exterior se realiza las siguientes mediciones:
Aire exterior: Q1 = 800 m3/h, t1 = 35 °C, hr1 = 60%. Aire de retorno: Q2 = 2.200
m3/h, t2 = 25 °C, hr2 = 50% Aire de impulsión 15 °C con una hr 90%. Calcular:
a) Condiciones de la mezcla, b) La potencia de enfriamiento de la batería en
KW, c) La carga sensible y latente de enfriamiento. c) La cantidad de humedad
eliminada del aire. Dibujar el psicométrico.
a)
t3 = 27,60 °C
hr3 = 55%
th3 = 21 °C
w3 = 13 g/Kg
tr3 = 18 °C
Ve3 = 0,87 m3/Kg
h3 = 60,5 KJ/Kg
b)
P = 20,5 KW
c)
Ps = 12,5 KW
Pl = 8 KW
c)
qw = 12 Kg/h
21
24.- En una climatizadora en verano se realizan las siguientes mediciones: Aire
exterior: Q1 = 2.800 m3/h, t1 = 40 °C, hr1 = 70%. Aire de retorno: Q2 = 14.200
m3/h, t2 = 27 °C, hr2 = 50% Aire de impulsión 20 °C con una hr 90%. Calcular:
a) Condiciones de la mezcla, b) La potencia de enfriamiento de la batería en
KW, c) La carga sensible y latente de enfriamiento. c) La cantidad de humedad
eliminada del aire. Dibujar el psicométrico.
a)
t3 = 29 °C
hr3 = 58%
th3 = 22,6 °C
w3 = 14,6 g/Kg
tr3 = 20 °C
Ve3 = 0,87 m3/Kg
h3 = 66,5 KJ/Kg
b)
P = 147,5 KW
c)
Ps = 78 KW
Pl = 69,5 KW
c)
qw = 97,7 Kg/h
25.- En una climatizadora en invierno se realiza las siguientes mediciones: Aire
exterior: Q1 = 3.800 m3/h, t1 = 4 °C, hr1 = 70%. Aire de retorno: Q2 = 16.200
m3/h, t2 = 21 °C, hr2 = 50% Aire de impulsión 40 °C. Calcular: a) Condiciones
de la mezcla, b) La potencia de calentamiento de la batería en KW, c) La
potencia latente y el caudal de humidificación por vapor, a temperatura
constante.
a)
t4 = 40 °C
hr4 = 15%
th4 = 20,5 °C
w4 = 14,6 g/Kg
tr4 = 8,5 °C
Ve4 = 0,9 m3/Kg
h4 = 67,8 KJ/Kg
b)
P = KW
c)
qw = Kg/h
22
UD2. CARGAS TERMICAS
2.2 CALCULO DE LA CARGA TERMICA DE REFRIGERACION
1.- Calcular la carga por radiación solar en una ventana de 10 m2 en el mes de
julio a las 15 horas y orientada al O. La ventana tiene está formada por vidrio
de 6 mm, marco metálico de aluminio y persiana veneciana interior de color
medio.
P = 394,32 W
2.- Calcular la carga por radiación solar en una ventana de 10 m2 en el mes de
diciembre a las 10 horas y orientada al E. La ventana tiene está formada por
doble cristal incolora 8+8 mm, marco metálico de aluminio y persiana
veneciana interior de color medio.
P = 1900,49 W
3.- Calcular la carga de transmisión de una ventana de 2 m 2 de carpintería de
aluminio doble acristalamiento 4-6-4 para Málaga con una Ti = 25°C. Consultar
la pag. 27 y 67 de los apuntes para el valor de U y Te
P = 62,976 W
4.- Calcular la carga de transmisión de una fachada con dos ventanas de 2 m2
cada una de carpintería de PVC doble acristalamiento 4-12-4 para Córdoba con
una Ti = 25°C. Consultar la pag. 27 y 63 de los apuntes para el valor de U y
Te
P = 159,63 W
23
5.- Calcular la carga de transmisión de un muro exterior de 25 m 2 orientado al
sur, a las 15 h, formado por ladrillo macizo de 12, cámara de aire aislada,
tabique y enlucido situado en Córdoba para una Ti = 25°C. Color del muro
medio y muro pesado 500 Kg/m2. Consultar la pag. 24 y 63 de los apuntes
para el valor de U y Te
∆TE=7,3 °C
P = 94,9 W
6.- Calcular la carga de transmisión de un muro exterior de 45 m 2 orientado al
SO, a las 16 h, formado por ladrillo hueco de 12, cámara de aire, tabique y
enlucido situado en Málaga para una Ti = 23°C. Color del muro medio y muro
peso medio 300 Kg/m2. Consultar la pag. 24 y 67 de los apuntes para el valor
de U y Te
∆TE=12,15 °C
P = 732,65 W
7.- Calcular la carga de transmisión de una cubierta de 80 m2, a las 15 h,
formado por forjado con bovedilla cerámica-tablero de ladrillo hueco H = 20 cm
con aislamiento de 20 mm y teja cerámica. Málaga para una Ti = 24°C. Color
de la cubierta oscuro y peso medio 350 Kg/m2. Consultar la pag. 25 y 67 de
los apuntes para el valor de U y Te
∆TE=10,85 °C
P = 642,32 W
24
8.- Calcular la carga térmica producida por un muro adyacente de 50 m2 al local
acondicionado a una Ti = 23°C para Cádiz. El muro está formado por ladrillo
hueco 9 mm, cámara de aire 5 cm más tabique 5 cm y enlucido. Consultar la
pag. 24 y 61 de los apuntes para el valor de U y Te
P = 232,88 W
9.- Calcular la carga térmica producida por un suelo adyacente con otro local
de 50 m2 para Granada, Ti = 23°C. El suelo está formado por forjado de
bovedilla cerámica H = 20 mm, terrazo y aislamiento 20 mm. Consultar la pag.
27 y 63 de los apuntes para el valor de U y Te
P = 273 W
10.- Calcular la carga térmica en el caso de que el suelo del ejemplo 9 se
encuentre directamente a tierra.
P=0 W
11.- Calcular la carga térmica por ocupación de un restaurante de 120 m2 para
una temperatura interior de 25 °C. Consultar la pag. 77 y 95 de los apuntes.
PS = 6.885 W
PL= 7.605 W
P = 14.490 W
25
12.- Calcular la carga térmica por ocupación de unas oficinas generales de
500 m2 para una temperatura interior de 24 °C. Consultar la pag. 77 y 95 de
los apuntes.
PS = 3.550 W
PL= 3.000 W
P = 6.550 W
13.- Calcular la carga térmica por ocupación de un gimnasio, zona de
aparatos, de 400 m2 para una temperatura interior de 26 °C. La zona de
aparatos se considera trabajo penoso. Consultar la pag. 77 y 95 de los
apuntes.
PS = 42.600 W
PL= 84.600 W
P = 127.200 W
14.- Calcular la carga térmica por iluminación del salón de una vivienda de 30
m2.
P = 450 W
15.- Calcular la carga térmica por iluminación fluorescente de unas oficinas de
200 m2. Iluminación media.
.
P =2.000 W
26
16.- Calcular la carga térmica por equipos internos de una peluquería de 5
puestos que dispone de los siguientes aparatos: Aplicar simultaneidad de los
equipos de más de una unidad del 50%.
1 Ordenado personal 500 W
1 Equipo de música 500 W
5 Secadores de pelo de 2.000 W
2 Cascos secapelos 1.100 W
2 Plancha de pelo 50 W
P =7.150 W
17.- Calcular la carga térmica por renovación de aire del salón de una vivienda
en Málaga de 4 dormitorios dobles. Condiciones interiores Ti = 25 °C, hr = 50%
P = 248 W
PL = 140,66 W
18.- Calcular la carga térmica por renovación de aire del dormitorio doble de
una vivienda en Sevilla. Condiciones interiores Ti = 25 °C, hr = 50%
P = 176,4 W
PL = 87,91 W
19.- Calcular la carga térmica por renovación de aire del comedor de un
restaurante de 300 m2 en Málaga. Condiciones interiores Ti = 25 °C, hr = 50%
P = 18.597,6 W
PL = 10.549,4 W
27
20.- Calcular la carga térmica por renovación de aire de un supermercado de
2.000 m2 situado en Córdoba. Condiciones interiores Ti = 25 °C, hr = 50%
P = 26.611,2 W
PL = 13.1289,2 W
21.- Calcular la carga térmica de una sala de espera de una clínica de 200 m2
situada en Granada. Condiciones interiores Ti = 25 °C, hr = 50%. Al ser clínica
se tomará las condiciones exteriores de TS_0,4 (°C)
P = 33.747,8 W
PL = -7.595,6 W
22.- A la vista de los datos de cargas térmicas obtenidos de 5 locales de
oficinas, determinar la potencia de equipos para cada local y la del sistema
centralizado.
9:00
11:00
13:00
15:00
17:00
Hall
10.000
11.000
12.000
15.000
18.000
Despacho 1
4.000
6.000
7.000
8.000
8.000
Despacho 2
3.000
4.000
6.000
7.000
8.000
Sala 1
15.000
16.000
18.000
20.000
21.000
Sala 2
13.000
13.000
14.000
14.000
15.000
Hall
Despacho 1
TOTAL
Despacho 2
Sala 1
Sala 2
INDIVIDUAL
TOTAL
28
23.- Utilizar la hoja de cálculo simplificada y la hoja de carga compleja para
calcular la carga térmica del salón de la vivienda de la figura.
- Salón de vivienda tres dormitorios
dobles
E=1:100 Altura 2,5 m
- Granada
- El cálculo se hará para julio a las
15 h.
- Condiciones interiores de cálculo:
Ti = 24 °C y 50% de HR
- Puerta terraza exterior acristalada
carpintería aluminio, h = 2,1 m,
cortinas interiores U = 3,38 W/m²°C
- Cerramiento exterior U = 0,73
W/m²°C, Peso 500 Kg/m², color
medio.
- Cerramiento interior U = 1,2
W/m²°C
- Cerramiento medianería (Este) U
= 1 W/m²°C
- Puerta interior, h = 2,1 m, U = 3
W/m²°C
- Techo exterior U = 0,41 W/m²°C
- Suelo a sótano U = 0,50 W/m²°C
- Cerramiento medianería U = 1
W/m²°C.
- Otros aparatos 500 W
- Orientación Sur a terraza.
29
24.- Utilizar la hoja de cálculo simplificada y la hoja de carga compleja para
calcular la carga térmica del salón de la vivienda de la figura.
- Vivienda 4 dormitorios
dobles
- Salón de vivienda
E=1:100, h = 2,5 m
- Jaén
- El cálculo se hará para
julio a las 15 h.
- Condiciones interiores
de cálculo: Ti = 24 °C y
50% de HR
- Puerta terraza exterior
acristalamiento
doble,
cortinas interiores U=
3,38 W/m²°C. h = 2,1 m
Ventana
acristalamiento
doble
carpintería aluminio, h =
1,2 m, cortinas interiores
U = 3,50 W/m² W/m²°C
- Cerramiento exterior U = 0,73 W/m²°C, Peso 500 Kg/m², color medio.
- Cerramiento interior U = 1,2 W/m² W/m²°C
- Puerta interior, h = 2,1 m, U = 3 W/m² W/m²°C
- Techo interior U = 0,41 W/m² W/m²°C.
- Suelo a sótano U = 0,50 W/m² W/m²°C
- Otros aparatos 500 W
- Orientación Oeste a terraza.
30
25.- Acondicionamiento para verano de un banco situado en Málaga. El cálculo
se hará para julio a
las 15 h.
No
considerar
sombras.
Condiciones
interiores de cálculo
ti = 24 °C y 50% de
HR
- Acristalamiento de
vidrio luna color gris
de 10 mm sin
carpintería
ni
cortinas. K = 4,8
W/m²°C
- Puerta exterior
acristalada
luna
incolora con doble
vidrio de 8 mm y
carpintería metálica
K = 5,16 W/m²°C
- Cerramiento exterior K = 0,52 W/m²°C, Peso 400 Kg/m², color medio.
- Cerramiento adyacente interior K = 2,05 W/m²°C
- Techo y suelo adyacente K = 0,52 W/m²°C
- Puerta interior de madera opaca K = 1,97 W/m²°C
- Alumbrado fluorescente
Máquinas dentro del local a acondicionar
- 6 ordenadores a 500 W ud.
- 1 fotocopiadora 1.500 W
- 2 fax a 200 W ud.
- Otros aparatos 600 W
Calcular:
a) Rellenar la hoja de cargas térmicas
b) Calcular las condiciones de temperatura seca y húmeda para septiembre
a las 14 h.
31
UD3. PROCESOS DE GENERACION DE CALOR
3.1 COMBUSTIBLES Y COMBUSTION
1.- El poder calorífico inferior del gasóleo C es de 10.099 Kcal/Kg de densidad d=
850 Kg/m3 ¿Cuánto vale dicho poder calorífico en KWh/Kg, MJ/Kg y Kcal/l?
PCI = 11,74 KWh/Kg
PCI = 42,28 MJ/Kg
PCI = 8.584 Kcal/l
2.- El poder calorífico inferior del propano es de 20.484 Kcal/m3 ¿Cuánto vale
dicho poder calorífico en Kcal/l, KWh/Kg y MJ/Kg?
PCI = 20,484 Kcal/l
PCI = 23,81 KWh/Kg
PCI = 85,75 MJ/Kg
3.- ¿Qué potencia desarrollaría una caldera con gasóleo C si quema 20 Kg/h?
P = 201.980 Kcal/h
P = 234,86 KW
4.- ¿Qué potencia desarrollaría una caldera con gas natural si quema 25 m3/h?
P = 230.700 Kcal/h
P = 268,25 KW
5.- ¿Qué potencia desarrollaría una caldera con gas propano si quema 25 m3/h?
P = 512.100 Kcal/h
P = 595,46 KW
32
6.- Determinar el rendimiento de la combustión por el método directo de una
caldera en la que se quema gas natural de 9.228 Kcal/m 3 de PCI con un
caudal de 10 m3/h. Por la caldera circula un caudal de agua de 4.700 l/h siendo
la temperatura de entrada del agua a la caldera de 60°C y la salida 78°C.
η = 91,67 %
7.- Determinar el rendimiento de la combustión por el método indirecto de una
caldera en la que se quema gasóleo C con las siguientes medidas:
Temperatura de los humos th = 200 °C
Temperatura ambiente ta = 25 °C
CO2 = 13 %.
CO = 500 ppm
η = 91,75 %
3
8.- La densidad del CO2 es de 1,8474 Kg/m a la presión atmosférica y 15°C.
Calcular la concentración máxima, estancias de 8 horas, en g/m 3. Ver tabla
pag.121
1,478 g/m3
33
9.- La concentración máxima, estancias 8 horas, del dióxido de nitrógeno es de
0,15 mg/m3. Calcular la concentración en ppm si su densidad es de 1,88
mg/cm3
0,079 ppm
10.- La concentración máxima, estancias 8 horas, del dióxido de azufre es de
0,80 mg/m3. Calcular la concentración en ppm si su densidad es de 2,63 Kg/m 3
0,304 ppm
11.- El valor admisible de CO en la combustión de los gases es de 500 ppm.
Calcular dicho valor en %.
0,05 %
12.- El valor admisible de CO2 en la combustión del gasóleo es del 12%.
Calcular dicho valor en ppm.
120.000 ppm
13.- Realizar trabajo
biocombustibles.
sobre
contaminación,
energias
renovables
y
34
3.2 Energía Solar
1.- Calcular la potencia de radiación solar (irradiancia) que recibe un satélite si
tiene una superficie de 20 m2 de captación.
P = 27.060 W
2.- Calcular la radiación solar recibida diariamente en el mes de julio en Málaga
para 20 m2 de captadores. ¿Y al mes?
E = 147,2 KWh
E = 4563,2 KWh
3.- Calcular la energía media (Utilizar el valor medio de la tabla pag.134)
recibida en un año en Almería para una superficie de 100 m 2 de captadores en
horizontal.
E = 171.550 KWh
4.- Calcular la energía recibida en un año (mes a mes) en Granada para una
superficie de 100 m2 de captadores en horizontal.
E = 167.392 KWh
35
5.- Calcular la energía recibida en un año (mes a mes) en Málaga para una
superficie de 10 m2 de captadores en horizontal.
E = 17.062 KWh
6.- Calcular la energía recibida en un año (mes a mes) en Málaga para una
superficie de 10 m2 de captadores inclinados 40 °.
E = 18.512 KWh
7.- Calcular la energía recibida en un año (mes a mes) en Granada para una
superficie de 100 m2 de captadores inclinados 45 °.
E = 176.315 KWh
36
37