BALANCE ENERGÉTICO EN INSTALACIONES DE EN

BALANCE ENERGÉTICO
EN INSTALACIONES DE
CLIMATIZACIÓN
LAS CARGAS INTERNAS
CARGA POR ILUMINACIÓN
La iluminación de un local a acondicionar constituye una generación
interna de calor sensible que debe ser considerada, bien como carga
en período estival, bien como aporte gratuito en invierno, cuando
ésta se produce de forma permanente en las condiciones de
proyecto.
CARGA POR ILUMINACIÓN
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E. TORRELLA
TIPOS DE ILUMINACION
CARGA POR ILUMINACIÓN
La transformación de la potencia consumida en alumbrado depende
del tipo de iluminación seleccionado:
 Las lámparas incandescentes transforman aproximadamente
el 10% de la energía eléctrica absorbida en energía
luminosa, mientras que el 90% restante se convierte en calor
que es disipado por radiación (del orden del 70%) y
convección
co
ecc ó - co
conducción
ducc ó (e
(el 20%
0% restante).
esta te)
 Las lámparas fluorescentes transforman el 25% de la
potencia absorbida en energía luminosa, otro 25% es emitido
en forma de radiación hacia las superficies colindantes y el
50% restante es disipado por conducción y convección. Debe
añadirse aproximadamente un 25% de calor suplementario
que es generado por las reactancias de las lámparas.
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E. TORRELLA
DISIPACION
CARGA ILUMINACIÓN. EXPRESIÓN
El montante de esta carga se calcula mediante:
RADIACION INF.
70%
RADIACION INF.
25%
LUZ
10%
COND.-CONV.
20%
INCANDESCENTE (150 W)
LUZ
25%
q2 = K F P N
en la que:
K = factor correctivo de almacenamiento.
F = factor correctivo del tipo de alumbrado (= 1 para
incandescente; 1.25 para fluorescentes con reactancias
internas al local).
PN = potencia nominal instalada.
BALASTRO
14%
COND.-CONV.
36%
FLUORESCENTE (40 W)
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E. TORRELLA
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E. TORRELLA
ALMACENAMIENTO
ALMACENAMIENTO
 El factor "K" de la expresión anterior se debe al almacenamiento de
calor en los materiales del local, lo cual tiene como consecuencia un
menor aporte de calor en las horas iniciales. Posteriormente este
calor es devuelto en forma de ganancia retardada.
Potencia
F.P
 El valor alcanzado por el factor de almacenamiento "K" (  1)
depende del tipo de alumbrado,
alumbrado materiales,
materiales tiempo desde que se
encendieron las luces, duración del período de iluminación, etc.. En
principio, de no tener datos precisos, puede considerarse un valor
unidad en primera aproximación, este valor unidad puede tomarse
también cuando el período de iluminación coincida con el de
funcionamiento del equipo de acondicionamiento.
N
Calor
Almacenado
Ganancias
Instantáneas
Inicio
Iluminación
Calor
en retardo
Fin
Iluminación
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Tiempo
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E. TORRELLA
CARGA POR EQUIPAMIENTO INTERNO
Las máquinas que se encuentran situadas en el interior de un local
emiten una cierta energía bajo forma de calor y algunas de ellas
también desprenden humedad. Es por esto que podemos considerar
dos grupos de equipos:
 Sólo generadores de carga sensible.
 Equipos generadores de calor y vapor de agua.
CARGA POR EQUIPAMIENTO INTERNO
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E. TORRELLA
GENERADORES DE CARGA SENSIBLE
GENERADORES DE CARGA SENSIBLE
 Con utilización constante en el tiempo, emiten una cantidad de calor
igual a la potencia que absorben.
 En cuanto a los motores eléctricos, hay que considerar que la
diferencia entre la potencia absorbida y la útil que suministran, son
las pérdidas, y a su vez:
 El motor y la máquina, que mueve aquél, están en la habitación a
climatizar, en este caso la carga es la potencia absorbida por el
motor (q3 = Pa ).
 Sólo el motor está en el local, en cuyo caso la carga producida sólo
se debe a sus pérdidas (q3 = Pa - Ps ).
 Sólo la máquina está en el local, en este caso el calor a disipar es
igual a la potencia suministrada (q3 = Ps ).
)
 Existe un caso (ventiladores, bombas) en el que el motor y la
máquina pueden estar en el local, pero la mayoría de la potencia se
cede al fluido, en cuyo caso la carga será la potencia absorbida
menos la cedida para impulsar al fluido.
R = Ps
Pa
con:
R = rendimiento.
Ps = potencia útil suministrada.
Pa = potencia absorbida.
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E. TORRELLA
CARGA SENSIBLE Y LATENTE
CARGA SENSIBLE Y LATENTE
 Los aparatos internos más corrientes, que en su funcionamiento dan
lugar a una emisión de calor y humedad, son los destinados a la
preparación de comidas, es decir las cocinas y sus auxiliares. Con
respecto a estos elementos debe indicarse que la carga se debe a la
radiación desde sus superficies calientes, ya que la conducción y
convección, así como la carga latente son despreciables en caso de
existencia de una campana de extracción mecánica bien proyectada.
 El inconveniente, a la hora de proceder a la cuantificación de la carga,
radica en la falta de información sobre la potencia requerida para el
mantenimiento de la temperatura en régimen, ya que sólo suele ser dato la
potencia máxima suministrada por fabricante. Con carácter orientativo el
Manual ASHRAE propugna las siguientes aproximaciones. Aparatos
eléctricos.
Campana de extracción
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0 16 P N
q3 = P N K r K n  0,16
en la que:
 PN = potencia nominal absorbida.
 Kn = factor de uso; su introducción tiene en cuenta el consumo real
medio, de valor aproximado 0.5.
 Kr = factor de radiación, de valor 0.32; correspondiente al porcentaje
medio de calor radiante (32%), único a considerar con campana de
extracción.
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E. TORRELLA
CARGA SENSIBLE Y LATENTE
 Aparatos de calentamiento con combustible; cuya principal
diferencia con los anteriores estriba en que la entrada de calor "PN"
es mayor que la eléctrica requerida para lograr la misma
temperatura. Este exceso se evacua a través de las conducciones de
extracción, pero debe ser contabilizada una cierta corrección de la
potencia nominal para evaluar convenientemente la carga, lo que se
efectúa con un nuevo coeficiente "Kp", resultando:
EVAPORACIÓN DESDE MASAS DE AGUA
q3 = Pa K r K n / K p  0,1 P N
 En caso de no existir campana de extracción, son utilizables las
expresiones sin la consideración del factor "Kr", no obstante ahora la
carga latente no es despreciable y debe tomarse del orden del 34%
de la total calculada.
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E. TORRELLA
EVAPORACIÓN DESDE MASAS DE AGUA
EVAPORACIÓN DESDE MASAS DE AGUA
La existencia en un local de una cantidad de agua líquida, en
contacto con aire húmedo no saturado, produce la evaporación de
un porcentaje de agua, que dependerá de la superficie de contacto.
Esta evaporación da como consecuencia un aporte de humedad y
una carga latente interior que deberá tomarse en consideración.
Consideremos dos casos, en función de la velocidad del aire, para el
cálculo
cá
cu o de la
a masa
asa de agua e
evaporada:
apo ada
 Velocidad despreciable en el aire.
 Con movimiento apreciable en el aire.
 VELOCIDAD DEL AIRE DESPRECIABLE (v < 0.1 m/s).
m v = 1,35 10-4 (p vsT - p v)
 en la que:
 mv = caudal de agua evaporado por unidad de superficie
[Kg/m2 h].
 pvsT = presión de vapor a saturación a la temperatura del
agua [Pa].
 pv = presión de vapor del aire húmedo ambiente [Pa].
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E. TORRELLA
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E. TORRELLA
EVAPORACIÓN DESDE MASAS DE AGUA
 MOVIMIENTO APRECIABLE EN EL AIRE (v > 0.1 m/s).
v 

 (p vsT - p v)
m v = 1,35 10-4 1 +
1,16


 en la que "v" es la velocidad del aire en m/s. Evidentemente, caso
de considerar velocidad nula, la expresión se convierte en la
adoptada en aire en calma.
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