CLIMATIZACION
1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES EN LA CLIMATIZACION
Los sistemas de climatización operan
bajo el ciclo de refrigeración por compresión o
por absorción del gas refrigerante. Usando
cualquiera de estos ciclos termodinámicos se
desarrolla la climatización de ambientes bajo
el
concepto
de
enfriamiento
con
deshumidificación o de confort térmico. Así, la
climatización es el proceso de tratamiento
del aire en un ambiente controlado, con el
fin de establecer y mantener los
estándares requeridos de temperatura,
humedad, limpieza y movimiento del aire
para una aplicación específica. Para lograr
este objetivo se fabrican equipos de
climatización que corresponden a sistemas
todo aire, agua-aire y todo agua;
diferenciándose, uno del otro, en el medio de
transporte de calor –aire o agua- utilizado
para retirar y suministrar el calor de
condensación
y
evaporación
respectivamente; así como en los rangos de
capacidades
pertinentes
y
algunos
accesorios. En una aplicación típica de aire
acondicionado, este proceso da como
resultado que la sustancia secundaria con
que se retira el calor de condensación se
calentará y la que suministra el calor de
evaporación se enfriará, convirtiéndose en la
fuente utilizada directa o indirectamente para
climatizar el recinto.
El sistema todo aire está constituido
por unidades con condensador enfriado por
aire, que debe ser expulsado al ambiente
exterior, y evaporador calentado por aire con
el que se climatiza al área controlada. Los
sistemas agua-aire son fabricados en dos
grupos hidrónicos diferentes, a saber: El
primero corresponde a los sistemas de
expansión directa con condensador enfriado
por agua en un circuito abierto, que a su vez
se enfría en un banco de torres de
enfriamiento, el evaporador es calentado por
aire utilizado para climatizar directamente el
recinto, estas unidades se denominan auto
contenidas; y, el segundo, corresponde a los
sistemas de agua helada con condensador
enfriado por aire y evaporador calentado por
agua en un circuito cerrado de agua helada
que circula por unidades manejadoras de aire
y/o ventiladores serpentín, donde el aire
circula y es tratado para climatizar
directamente al área específica. Los sistemas
todo agua, por lo general son producidos en
unidades paquete con condensador enfriado
por agua y ésta enfriada a su vez en un
banco de torres de enfriamiento en un circuito
abierto, con evaporador calentado por agua
en un circuito cerrado de agua helada,
explicado en el párrafo anterior con los
mismos
equipos
y
accesorios
complementarios.
Limitaciones implícitas en los sistemas
convencionales todo aire y las auto
contenidas del sistema agua aire, y las
oportunidades de negocio, ha generado
condiciones para el desarrollo de una nueva
generación de equipos relacionados con los
sistemas múltiples de potencia (MPS) variable
y los de flujo de refrigerante variable (VRF)
con tecnología de inversor de frecuencia DC.
En el mejor de los casos con excelentes
niveles de desempeño, a la fecha, diferentes
fabricantes han logrado exitosamente una
longitud total de tubería de 1000 metros y una
diferencia de altura de 100 metros entre el
condensador y la evaporadora más alejada.
Estas nuevas unidades, en especial
las VRF, potencias su aplicación en una
amplia gama de proyectos; al grado tal que
también son fuertes competidores en el nicho
principal de los sistemas de agua helada,
generando sustanciales beneficios. Los
fabricantes de los sistemas de climatización
para acondicionar un proyecto, según la
tecnología utilizada, ofrecen al mercado las
opciones siguientes:
1. Sistema Todo Aire
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Unidades compactas para interiores
Unidades compactas para exteriores
Unidades Separado simple
Unidades multi-separado convencional
Unidades del Sistema Múltiple de
Potencia (MPS) variable
Unidades de Flujo de Refrigerante
Variable (VRF) con inversor de frecuencia
2. Sistema Agua – Aire
a) Unidades auto contenidas enfriadas por
agua con compresión reciprocante y scroll
b) Unidades auto contenidas VRF enfriadas
por agua con inversor de frecuencia
c) Unidades enfriadoras de agua enfriadas
por aire con compresión reciprocante y
rotativas del tipo scroll y de tornillo
3. Sistema Todo Agua
a) Unidades enfriadoras de agua con
compresión reciprocante
b) Unidades rotativas enfriadoras de agua
con compresión tipo scroll y de tornillo
c) Unidades rotativas enfriadoras de agua
con compresión centrífuga
d) Unidades enfriadoras de agua por
Absorción de un gas refrigerante
Independientemente de la magnitud
del proyecto específico, el Ingeniero
Consultor,
especialista
en
Aire
Acondicionado, deviene obligado a realizar
los estudios técnicos y financieros para
climatizar apropiadamente el edificio; para
ello, una vez calculada profesionalmente la
Carga Térmica (CT) del proyecto, y conocida
la capacidad de enfriamiento considerando
todas las variables relacionadas, según la
aplicación específica; de manera profesional y
objetiva debe hacer un análisis de
alternativas de climatización con las
diferentes opciones, según la tecnología
disponible y la mejor aplicación y, bajo
ninguna circunstancia, limitarse a los
sistemas convencionales; ya que debe estar
consciente que lo único permanente es el
cambio, y con ello, los paradigmas se
modifican.
2. ESTÁNDARES DE CONFORT RECOMENDADOS
La norma estándar ANSI/ASHRAE 551981
(American
National
Standards
Institute/American
Society
of
Heating,
Refrigerating and Air-Conditioning Engineers)
establece que las condiciones para diseño de
interiores de confort humano oscilan en un
rango y, para aplicaciones generales en
edificios públicos, oficinas y residencias, se
puede tomar una Temperatura de Bulbo Seco
(T bs) de 78 a 80 ℉ y 50 % de Humedd
Relativa para verano y de 68 a 72 ℉ y 25% a
30% de Humedad Relativa para invierno.
La
figura
2.1,
investigada
y
desarrollada por ANSI/ASHRAE, ilustra esta
situación particular, considerando la zona de
confort aplicada a personas con ropa propia
de verano o invierno y con actividades
sedentarias. La parte doblemente achurada
corresponde a la zona de confort y señala
combinaciones según las cuales al menos el
80% de los ocupantes opinaría que el medio
anbiente interno es confortable.
Observe que las zonas de invierno y
verano están separadas. Se aclara que los
resultados de la investigación tienen algunas
restricciones, como ser:
 Las zonas de confort sólo se aplican a
personas sedentarias o poca actividad.
 Las zonas de confort sólo se aplican a
ropa de verano como pantalones
delgados y camisas de manga corta, o
algo equivalente a 0.5 clo (unidad
numérica de medida de vestimenta, que
representa el aislamiento térmico de un
conjunto de ropa); y a ropa de invierno
consistente en pantalones gruesos,
camisa manga larga y suéter o chamarra,
o algo equivalente a 0.9 clo.
 Las zonas de confort se aplican al
movimiento de aire en la zona ocupada
que no exceda de 30 y 50 FPM para
invierno y verano respectivamente.
 Las zonas de confort sólo se aplican bajo
ciertas condiciones de radiación entre el
ocupante y las superficies del recinto
climatizado.
tipo de filtro es en función de la aplicación
puntual
Lo anterior contenido en la norma
estándard ANSI/ASHRAE 55-1981, dan la
impresión de que estas restricciones reducen
la utilidad de la figura 2.1, en realidad no es
así; por cuanto las condiciones que se
especificaron
son
muy
comunes
y
corresponden a las de un medio normal de
oficinas; como también, que para los cambios
de las diversas condiciones, se ajustan las
zonas de confort para adaptarse a esos
cambios. Los procedimientos para llevar a
cabo estos cambios están en la Norma ya
citada.
La calidad del aire se mantiene
mediante la filtración y ventilación; para estos
efectos, en la tabla 8 (6.15) se dan los valores
recomendados para la ventilación y oscila
entre 5 y 50 CFM por persona según la
aplicación específica; en cuanto a la filtración,
existe toda una gama de sistemas que van
desde los desechable, metálicos lavables,
especiales de alta eficiencia y nanofiltros. El
Figura 2.1: Zonas de Confort Térmico para Interiores
.
3. DIFERENCIA DE TEMPERATURA PARA CARGA DE
ENFRIAMIENTO EN ESTRUCTURA EXTERIOR
Para el cálculo de la Diferencia de
Temperatura de la Carga de Enfriamiento
( DT ¿¿ E)¿, ó Diferencia de Temperatura
equivalente para determinar la Carga Térmica
por los elementos de la estructura del edificio
que
se
desea
climatizar,
existen
fundamentalmente
dos
métodos,
denominados de Carrier y de ASHRAE
respectivamente, cada uno tiene sus propias
características
y
particularidades,
determinándose dicho valor haciendo uso de
correlaciones empíricas definidas. Ambos
métodos utilizan el criterio empírico de
diferencia equivalente de temperatura,
definida como la diferencia entre la
temperatura del aire interior y exterior capaz
que resulta del flujo de calor total a través de
la estructura originado por la radiación solar
variable y la temperatura exterior, debiendo
tener en cuenta los diferentes tipos de
construcción, orientaciones, ubicación del
edificio y las condiciones del proyecto.
3.1 METODO DE CARRIER
La correlación de Carrier usa valores
tabulados de la Diferencia Equivalente de
Temperatura para muros y techo soleados o
en sombra y su factor de corrección, como
también los valores de máxima insolación en
el mes y hora determinada de la latitud
específica donde se encuentra el proyecto y
el mes de julio a 40º latitud norte
respectivamente. Por este método la DT E se
calcula mediante la ecuación 3.1
3.1
[
DT E= a+∆ T es +(b) x
Rs
( ∆ T em −∆ T es ) x 1.8
Rm
]
En la que DT E es la Diferencia
Equivalente de Temperatura corregida; a es
un valor de corrección leído de la tabla 2A
(20A) teniendo en cuenta un incremento
distinto de 8℃ entre la temperatura interior y
exterior, esta última tomada a las 15 horas del
mes considerado, y una variación de
temperatura de bulbo seco exterior distinta de
11℃ ; ∆ T es es la Diferencia Equivalente de
Temperatura a la hora considerada para la
estructura en la sombra, leída de la tabla
1(19) para pared y 2 (20) para techo,
tomando en consideración la hora de máxima
insolación y peso de la estructura; ∆ T em es la
Diferencia Equivalente de Temperatura a la
hora considerada de máxima insolación para
la estructura soleada, leída de tabla 1(19) y
2(20) para pared y techo respectivamente
tomando en consideración los mismos
elementos ya citados; b es un coeficiente que
considera el color de la cara exterior de la
superficie, y toma los valores siguientes: 1
para colores oscuros (azul, rojo, marron
oscuros respectivamente, etc), 0.78 para
color medio (verde, azul y gris claros) y 0.55
para color claro (blanco, crema, etc); R s es la
Insolación Solar Máxima, correspondiente al
mes y latitud supuesto, a través de una
superficie acristalada vertical para la
orientación considerada (en el caso de pared)
u horizontal (techo), leído de tabla 3 (6) o 4
(15); Rm es la Insolación Solar Máxima, en el
mes de julio a 40º latitud norte, a través de
una superficie acristalada, vertical, para la
orientación considerada (pared), u horizontal
(techo) leída de la tabla 3 o 4; y 1.8 es el
factor para pasar la Diferencia de
Temperatura de ℃ a ℉ .
Ejemplo de aplicación del método
Carrier: Considere un proyecto que se desea
climatizar, ubicado en la ciudad de
Tegucigalpa, las condiciones de diseño son
las siguientes:

Condiciones exteriores: La Humedad
Relativa es de 40%, la temperatura seca
máxima registrada se da en el mes de
abril a las 15 horas y es equivalente a 35
℃ , presentando una variación en 24
horas de 18℃ .


Condiciones interiores: La Humedad
Relativa y Temperatura seca deseada es
de 50% y 25℃
Estructura del Edificio: Paredes de
bloque y techo de concreto con un peso
equivalente a 300
Kg
y vidrio sencillo
m2
templado de ¼” de espesor.
Determine la Diferencia Equivalente
de Temperatura para cada una de las 8
posibles orientaciones y para el techo en
sombra y soleada, que será utilizada para
calcular la Carga Térmica por influencia del
medio exterior.
Usando la ecuación 3.1 y las variables
obtenidas de las tablas respectivas se
procede de la siguiente manera:
a) De las condiciones climatológicas internas y
externas se encuentra que la diferencia de T bs
y la variación de la Temperatura exterior en 24
horas es equivalente a 10 y 15 ℃
respectivamente.
b) En el tercer acápite del ejercicio se especifica
que la estructura tiene un peso de 300
Kg
y
m2
la superficie de vidrio es del tipo sencillo
templado de ¼” de espesor.
Con base a estos valores, y haciendo uso de
las tablas respectivas se encuentran los
valores correspondientes, así:
c) El valor de a se obtiene de la tabla 2A con 10
y 15 ℃ y es fijo para cualquiera de las
orientaciones,
d) El valor de ∆ T es se lee de la tabla 1 y 2 para
pared y losa respectivamente, tomando en
consideración la fila que indica sombra para
el peso de 300
insolación (15),
Kg
y la hora de máxima
m2
e) Los valores de ∆ T em se leen de la tabla 1 y 2
para pared y techo respectivamente,
considerando la orientación y peso de la
Kg
pared (300
) y la hora de máxima
m2
insolación (15); y, para el techo la condición
de soleado y sombra junto con el peso (300
Kg
) y hora de máxima insolación (15).
m2
f)
Para los efectos del color, se considerarán
paredes color medio y para la losa color
oscuro, con lo cual se define el valor de b,
g) Los valores de R s se leen de la tabla 3 o 4
tomando en consideración 14.3º latitud norte,
Orientación
a
Norte
Sur
Este
Oeste
Noreste
Noroeste
Sureste
Suroeste
-0.10
-0.10
-0.10
-0.10
-0.10
-0.10
-0.10
-0.10
-0.10
-0.10
Techo
Soleado
Sombra
∆ T es
4.40
4.40
4.40
4.40
4.40
4.40
4.40
4.40
3.30
3.30
∆ T em
4.40
13.90
7.20
10.60
6.10
5.50
11.70
13.30
17.20
3.30
que es la ubicación de la ciudad de
Tegucigalpa, el mes de máxima insolación
(abril) y la orientación respectiva de la pared,
y la columna de horizontal para el techo; el
valor respectivo se obtiene por interpolación
entre 10º y 20º,
h) Los valores de Rm se leen de la tabla 3 o 4
tomando en consideración 40º latitud norte
durante el mes de julio y la orientación para la
pared, para el techo la columna horizontal y
orientación norte para soleado y sombra
respectivamente.
Aplicando interpolación donde corresponda,
los datos son los que se indican en la tabla a
continuación indicada.
b
Rs
Rm
0.78
0.78
0.78
0.78
0.78
0.78
0.78
0.78
1.00
1.00
32.42
51.76
444.15
444.15
338.24
338.24
276.36
276.36
674.13
32.42
40.00
187.00
444.00
444.00
344.00
344.00
339.00
339.00
631.00
40.00
DT E
℃
℉
4.30
6.35
6.48
9.14
5.60
5.14
8.94
9.96
18.05
3.20
7.74
11.43
11.66
16.45
10.08
9.25
16.09
17.93
32.49
5.76
3.2 METODO DE ASHRAE
La correlación sugerida por ASHRAE
usa valores tabulados de la Diferencia de
Temperatura para la Carga de Enfriamiento
para paredes y techo y su corrección por
latitud y mes, corrección por color de la
3.2
estructura y las condiciones ambientales tanto
internas como externas donde se encuentra
el proyecto específicio. Por este método la
DT E se calcula mediante la ecuación 3.2
DT E=[ ∆ T ce + LM ¿ xK + ( 78−T r ) +(T 0−85) ] xf
Siendo ∆ T ce la Diferencia de
Temperatura para la Carga de Enfriamiento
en ℉ , leído de la tabla 5 (6.1) para techos, en
función del tipo de techo, la hora de máxima
insolación y si se dispone o nó de cielo
suspendido; ó en su defecto de 6 (6.2) para
paredes, en función de la hora de máxima
insolación, orientación y grupo a la cual
pertenece la pared específica del proyecto,
detallados en la tabla 7(6.3); LM es un valor
de corrección de la Diferencia de Tempertura
por latitud y mes, en función de la latitud
donde se encuentre la ciudad del proyecto, el
mes de máxima insolación y la hora solar, se
lee de la tabla 6.4; K es un valor de corrección
debido al color de la superficie, 1.0 para
superficies
para superficies oscuras, areas industriales ó
cualquier lugar con colores que pudiera
oscurecerse debido a la contaminación
ambiental, 0.65 para paredes de color claro y
0.50 para techos de color claro; T r
temperatura del recinto o de diseño interior en
℉ ; T 0 es la temperatura de diseño exterior
promedio en ℉ , calculada como la diferencia
entre la T BS máxima menos el promedio del
rango de la variación diaria, según
información del Servicio Nacional de
Meteorología, es decir mediante ecuación 3.3;
y f es un factor de corrección para ventilación
de cielo raso para techos, 0.75 para
ventiladores de entrepisos (techo falso) y, en
los demás casos usar 1.0
Rango
2
Y,
para
superficies
de
vidrio
incrustadas en paredes exteriores, la
( DT ¿¿ E)¿ utilizada para calcular el calor por
conducción de la superficie acristalada, se
obtiene de la relación siguiente:
3.3
[
T 0= T BS 0−
]
3.3
DT E=[ ∆ T ce + ( 78−T r ) +(T 0−85) ]
Los valores de la ∆ T ce se leen de la Tabla 8 (6.5) para la conducción de la Carga de
Enfriamiento a través de una superficie de vidrio, pudiéndose interpolar según la hora solar de
máxima insolación.
Para los efectos ilustrativos, a continuación se dan ejemplos de cálculo para paredes,
techos y superficies de vidrio, a saber:
Caso de paredes: Considere que las paredes del edificio de un proyecto son de
mampostería color claro ubicada en las orientaciones Norte, Sur, Este y Oeste en una
construcción en la Ciudad de Tegucigalpa (14 grados latitud norte). Esta pared está
construida de tabique de vista de 4” y tabla yeso de 3/8” en el interior (ver tabla 6.3 para
ubicar el grupo = E). Se ha considerado que la temperatura de diseño interior sea de 77℉
y la temperatura de diseño exterior es de 95℉ con una variación de 20℉. El mes y hora
de máxima insolación es abril y 3 PM. Determine la DT E para cada pared según
orientación indicada, a saber:
a) Lectura de los valores de DT CE . De la tabla 6.3 se determina que el tabique (azulejo de
barro de 4 “ y aislamiento) pertenece al Grupo E; de la tabla 6.2 con el Grupo E y la
hora (15) de máxima insolación, se determina que:




Norte:
Sur:
Este:
Oeste:
DT CE.= 15℉
DT CE.= 29℉
DT CE.= 36℉
DT CE.= 20℉
b) Lectura de los valores de LM . De la tabla 6.4 con 14 grados de latitud norte y mes de
máxima insolación, según orientación, se obtiene por interpolación que estos valores
son:
LM = - 0.25℉
 Norte:
LM = - 6.25℉
 Sur:
LM = - 1.00℉
 Este:
LM = - 1.00℉
 Oeste:
c) Lectura del valor de K, para color claro, se considera de 0.65
d) Cálculo del valor de T 0 según ecuación 2.2, considerando que T BSOes de 95 ℉ y la
variación es de 20 ℉, se encuentra que:
Rango
20
T 0= T BS 0−
= 95−
= 85 ℉
2
2
e) Determinación del valor de f , se considera como la unidad (1.0) para las paredes.
[
] [
]
f) Cálculo de DT E para las paredes según orientación es:
DT E=¿
 Norte:
DT E=[ ( 15−0.25 ) x 0.65+ ( 78−77 ) +( 85−85) ] x 1 = 10.59 ℉

Sur:
DT E=¿
DT E=[ ( 29−6.25 ) x 0.65+ ( 78−77 ) +(85−85) ] x 1 = 15.79 ℉

Este:
DT E=¿
DT E=[ ( 36−1.0 ) x 0.65+ ( 78−77 ) +(85−85) ] x 1 = 23.75 ℉

Oeste: DT E=¿
DT E=[ ( 20−1.0 ) x 0.65+ ( 78−77 ) +(85−85) ] x 1 = 12.35 ℉
Caso de techos: Considere que el techo del edificio del proyecto es de concreto
pesado de 4” de espesor con 1” de aislamiento y cielo suspendido. Se ha estimado que la
temperatura de diseño interior sea de 77℉ y la temperatura de diseño exterior es de 95℉
con una variación de 20℉. El mes y hora de máxima insolación es abril y 3 PM. Determine
la DT E para el techo, a saber:
a) Lectura de los valores de DT CE . De la tabla 6.1 para el tipo de techo No. 9 con cielo
raso suspendido y la hora (15) de máxima insolación, se determina que:
DT CE .= 32.00℉
b) Cálculo de DT E para el techo según condiciones. De los valores calculdos y leídos para
la pared son iguales, el único que cambia es la correspondiente a LM , ya que su lectura
se hace en la columna indicada como hora de la tabla 6.4 y al mes correspondiente de
máxima insolación. De dicha tabla, interpolando entre 0 y -1 que corresponden al mes
de abril para 16 y 8 grados latitud norte, se obtiene que LM = -0.25 ℉ , se supone que el
techo es de color oscuro y que no tiene ventilación, por lo tanto K yf es igual a 1.00
DT E=¿
 Norte:
DT E=[ ( 32−0.25 ) x 1.0+ ( 78−77 ) +(85−85) ] x 1 = 32.75 ℉
Caso de Vidrio: Considere que el edificio del proyecto dispone de una vidriería
exterior única sin sombreado interior. Se ha estimado que la temperatura de diseño interior
sea de 77℉ y la temperatura de diseño exterior es de 95℉ con una variación de 20℉. La
hora de máxima insolación es a las 3 PM. Determine la DT E para calcular la Carga
Térmica por conducción en la superficie de vidrio, a saber:
a) Lectura de los valores de DT CE. De la tabla 6.5 para las 3.00 PM (15.00 horas), por
interpolación, se determina que:
DT CE .= 13.50℉
b) Cálculo de DT E para el vidrio según condiciones. El valor de T 0 ya calculdo para la
pared es igual para el vidrio y sustituyendo estos valores se obtiene que:
DT E=[ DT CE + ( 78−T r ) +(T 0−85) ]
DT E=[ 13.50+ ( 78−77 ) +(85−85) ]
DT E=14.50 ℉
4. FACTORES DE CARGA PARA SUPERFICIES DE VIDRIO
La energía radiante del sol pasa a través de los materiales transparentes como lo es
el vidrio y se transforma en ganancia de calor al recinto que se desea climatizar. Este valor
varía con la hora, la orientación, el sombreado y el efecto de almacenamiento del calor. El
Factor de Vidrio (FV), se obtiene de la relación siguiente:
3.1
FV =[ FG cs x C s x FCE ]
Siendo( FV ) el factor de vidrio para determinar la Carga Térmica por radiación solar,
FG cs el Factor de Ganancia máxima de Calor Solar, leído de la Tabla 6.6 como función del
mes de máxima insolación, la orientación y los grados de latitud norte según la ubicación
de la Ciudad donde se encuentre el proyecto; C s el Coeficiente de sombreado, leído de la
Tabla 6.7 en función del tipo de vidrio y tipo de sombreado; F CE es el Factor de Carga de
Enfriamiento que considera el almacenamiento de una parte de la ganancia de calor solar,
estos valores se leen de la Tabla 6.8 en función la orientación, hora solar de máxima
insolación y el tipo de construcción interior definida como ligera (L), mediana (M) y pesada
(H)
La Tabla 6.9 da el sombreo por proyecciones superiores, situación que normalmente
sucede cuando el vidrio recibe la sombra de algunas obstrucciones extriores, como
salientes de los edificios, etc.; en este caso el vidrio sigue recibiendo radiación solar
indirecta desde el cielo, a lo cual se le denomina radiación difusa. Los valores se leen en
función de la latitud de ubicación de la Ciudad donde se encuentra el proyecto, la hora de
máxima insolación y la orientación.
Caso de Radiación Solar por Vidrio: Considere que el edificio del proyecto
dispone de un ventanal de vidrio sencillo claro de ¼” con persianas venecianas interiores
de color medio, ubicados en las orientaciones Norte, Sur, Este y Oeste, tipo de
construcción interior medio (M). Las condiciones de diseño son las mismas ya indicadas en
los ejemplos precedentes. Determine el FV tanto para la Radiación Difusa como la
Radiación Solar para cada orientación a fin de calcular la Carga Térmica por conducción
en la superficie de vidrio, los literales de la a) a la d) corresponden a la Radiación Solar y la
del literal e) a la Radiación Difusa, a saber:
a) Lectura de los valores de FG CS. De la tabla 6.6 a 14 grados latitud norte y el mes de
abril, se obtiene por interpolación entre 8 y 16 grados, que:

Norte:

Sur:

Este:

Oeste:
BTU
H−Pie 2
BTU
FG CS.= 43.50
H−Pie 2
BTU
FG CS.= 226.50
H−Pie 2
BTU
FG CS.= 226.50
H−Pie 2
FG CS.= 40.25
b) Lectura del valor de C s. De la tabla 6.7 con el tipo de vidrio clario de ¼” de espesor y
con persianas venecianas de color medio, se obtiene un valor de:
C S.= 0.64
c) Lectura de los valores de F CE De la tabla 6.8 con la orientación, hora solar y tipo de
construcción interior (M), se obtiene según orientación el valor de:
F CE = 0.76
 Norte:
F CE = 0.53
 Sur:
F CE=¿0.29
 Este:
F CE. = 0.40
 Oeste:
d) Para los efectos de Radiación Directa, el FV para el proyecto según orientación se
determina de aplicar la relación
 FV =[ FG cs x C s x FCE ]
BTU
FV = (40.25)x(0.64)x(0.76) = 19.58
 Norte:
H−Pie 2
BTU
FV = (43.50)x(0.64)x(0.53) = 14.76
 Sur:
H−Pie 2
BTU
FV =¿(226.50)x(0.64)x(0.29) = 42.04
 Este:
H−Pie 2
BTU
FV = (226.50)x(0.64)x(0.40) = 57.98
 Oeste:
H−Pie 2
e) Para los efectos de la Radiación Difusa, el FV del proyecto se determina para la
orientación norte, a saber:
 FV =[ FG c s x C s x F CE ]
BTU
FV = (40.25)x(0.64)x(0.76) = 19.58
 Norte:
H−Pie 2
5. TRANSFERENCIA DE CALOR EN LOS ALREDEDORES
Por norma general, y al calentarse la estructura del edificio, algo de la ganancia de
calor sensible al recinto se transfiere a través de la estructura hacia los alrededores, y
nunca aparece como parte de la Carga Térmica del recinto. Esto constituye un efecto
aislado de su almacenamiento; por lo tanto se debe calcular la pérdida de calor y corregir
las ganancias de calor sensible al recinto por conducción, radiación solar, alumbrado,
personas y equipo. Las ecuaciones siguientes son empleadas para calcular la corrección
de la Transferencia de Calor a los alrededores, a saber:
U w x A w+ U g x A g
L
4.1
K=
4.2
F C =(1−0.02 K )
Dondo F C es el Factor para corregir cada ganancia de calor sensible del recinto; K
es la Conductancia de la unidad de longitud, en BTU/h-pie℉; L longitud de la pared
exterior en pié; U w , U g, A w y A g son los coeficientes de transferencia de calor y áreas de la
pared y del vidrio respectivamente. Un ejemplo ilustra este caso particular, a saber:
Caso de Factor de Corrección de la Carga Sensible: Suponga que las cuatro
paredes exteriores del edificio proyectado tienen una longitud total y altura de 140 y 12
pies respectivamente, con una altura de vidrio de 6 pies; los Coeficientes de Conductancia
de pared y vidrio son de 0.20 y 1.00 BTU/h- pie 2−℉ , determine el valor de F C
K=
U w x A w+ U g x A g
L
K=0.20 x ¿ ¿
K=
0.20 x 840+1.00 x 840
≡ 7.2
140
F C =( 1−0.02 K ) ≡0.856
Esto significa que a la Carga Sensible del Recinto (conducción, radiación solar,
alumbrado, personas y equipos) habrá que afectarla por el 85.6%, lo cual reduce la Carga
Térmica del Local.
6. GANANCIAS DE CALOR EN RECINTOS A CLIMATIZAR
Los componentes que contribuyen a la ganancia de calor en el recinto que se desea
climatizar, son por fuentes internas y externas, a saber:
1) Conducción a través de paredes, techo y vidrios al exterior
2) Conducción a través de divisiones internas o particiones, cielos rasos y pisos
3) Radiación solar a través de vidrios
4) Alumbrado
5) Personas
6) Equipos
7) Otras fuentes internas
8) Infiltración del Aire Exterior a través de aberturas en ventanales, puertas y paredes, etc
9) Ventilación Mecánica por renovación de aire de re fresco
Las ganancias indicadas en los literales 1, 2, 3, 8 y 9 son debidas a fuentes
externas, pudiendo las dos últimas considerarse como especiales asociadas a la influencia
del aire exterior que ingresa al recinto en razón de sus propias características del proyecto
específico; y, las 4, 5, 6 y 7 por fuentes internas; esta última asociada a ganacias por
tuberías con fluidos calientes y ductos que pasan por el recinto y ganancias debidas al
centrífugo que im´pulsa el aire de la unidad de climatización.
Dado el proceso psicrométrico higrométrico, es conveniente diferenciar que la Carga
Térmica se divide en Sensible y Latente, esto juega un papel importante en la selección del
equipo de climatización; la primera genera un aumento de temperatura y la segunda de
humedad por la adición de vapor de agua en el aire. Las cargas del 1 al 4 y 7
corresponden a solamente Calor Sensible; las correspondientes a 5, 8 y 9 son ganancias
compuestas de Calor Sensible y Latente. La Carga correspondiente a equipo pueden ser
Sensible, Latente o una combinación de ambas, según el tipo de equipo.
5.1
LA CONDUCCION A TRAVÉS DE LA ESTRUCTURA EXTERIOR DEL
PROYECTO
Las ganancias de calor por conducción a través de paredes, techos y vidrios del
proyecto que dan al exterior, se cuantifican usando la ecuación general de conducción de
calor para una superficie compuesta, es decir:
5.1
Q=UxAx DT E
Dónde Q es la ganancia neta de calor en el recinto por conducción a través de
paredes o vidrio según orientación y techo, en BTU/h; U y A son el coeficiente general de
transferencia de calor y el área transversal de transferencia de calor de la superficie para
los mismos elementos citados, en BTU/h- pie 2−℉ y pie 2 respectivamente; y DT E es la
diferencia de temperatura para carga de enfriamiento calculadas mediante ecuaciones 2.1
y 2.3 según si es pared, techo y vidrio.
Los valores de U se obtienen de tablas o calculados según las características de los
materiales de la superficie compuesta; el área “A” se cuantificada de los planos del
proyecto específico.