INTERIOR T = 21 ºC h = 5 W/m2.K EXTERIOR T = 5 ºC h = 50 W/m2.K

15 cm
5 cm
10 cm
INTERIOR
EXTERIOR
Ti = 21 ºC
hci = 5 W/m2.K
Te = 5 ºC
hce = 50 W/m2.K
LV = 0.5 cm
La fachada de una vivienda tiene 40 m de longitud y 2,5 m de altura. El
muro está construido con doble pared de ladrillo y una capa intermedia
de aislante térmico, cuyos espesores son 15 y 5 cm para el ladrillo
interior y exterior respectivamente y 10 cm para el aislante. El 15 % de la
superficie de fachada lo constituyen ventanas de vidrio de 0,5 cm de
espesor. El techo, el suelo y otras paredes no tienen pérdidas de calor
por ser colindantes con otras viviendas. Para diseñar el sistema de
calefacción se considera una temperatura de confort interior de 21 ºC y
una temperatura exterior de 5 ºC. Se desea saber:
a) Pérdidas de calor por m2 de pared y de ventana
b) Pérdidas totales de calor
c) Dibujar el circuito eléctrico y determinar la conductancia
combinada de la pared y la ventana y la resistencia térmica total
DATOS: conductividades (W/m K): ladrillo interior = 0,7; ladrillo exterior
= 1,3; aislante = 0,09; vidrio = 0,75. Coeficientes de conveccón (W/m2 K):
interior = 5 y exterior = 50
PERDIDAS DE CALOR POR m2 DE PARED
Φ (q) P =
=
Ti − Te
ΔT
=
=
1 LA LB LC
1
RTP
+
+
+
+
hci k A k B kC hce
5 cm
K=1.3
eai= 10 cm 15 cm
Kai = 0.09 K=0.7
21 − 5
= 10.10 J / s.m 2
1 0.15 0.1 0.05 1
+
+
+
+
5 0.7 0.09 1.3 50
RP =
1 0.15 0.1 0.05 1
+
+
+
+
= 1.5839 m 2 .K / W
5 0.7 0.09 1.3 50
PERDIDAS DE CALOR POR m2 DE VENTANA
Φ (q )V =
=
Ti − Te
ΔT
=
=
1 LA
1
RTV
+
+
hci k A hce
21 − 5
= 70.58 J / s.m 2
1 0.005 1
+
+
5 0.75 50
RV =
1 0.005 1
+
+
= 0.2267 m 2 .K / W
5 0.75 50
0.5 cm
K=0.75
(b).- PERDIDAS TOTALES DE CALOR
QT = AP Φ ( q ) P + AV Φ ( q )V =
= 0.85 x 40 x 2.5 x10.10 + 0.15 x 40 x 2.5 x 70.58 =
= 100(0.85 x10.10 + 0.15 x70.58) =1917.2 J / s
(c).- CIRCUITO ELECTRICO. RESISTENCIA TÉRMICA TOTAL
RP
Ti
RV
Te
(c).- CIRCUITO ELECTRICO. RESISTENCIA TÉRMICA TOTAL
qT = qP + qV ; UAΔT = U P AP ΔT + UV AV ΔT
RP
Te
Ti
RV
UA = U P AP + UV AV ;
1
1
1
A=
AP +
A
RT
RP
RV V
1
1 AP
1 AV
=
+
RT RP A RV A
1
1
1
=
0.85 +
0.15 = 1.1983
0.2267
RT 1.5839
RT = 0.8345 m 2 .K / W ; RTGLOBAL =
U=
RT 0.8345
=
= 8.345 x10−3 K / W
A
100
1
= 1.1983 W / m 2 .K ; U GLOBAL = 100U = 119.83 W / K
RT
qT = UAΔT = 1.1983 x100 x16 = 1917.3 J / s