calculo de cargas de un centro...
TRANSCRIPT
CALCULO DE CARGAS DE UN CENTRO COMERCIAL
Trabajo presentado al INGENIERO Antonio Bula en la asignatura deRefrigeración y Aire Acondicionado
UNIVERSIDAD DEL NORTEDEPARTAMENTO DE ING. MECÁNICA
BARRANQUILLA2003
1
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN 3
1. DETERMINACIÓN DEL CALOR SENSIBLE Y LATENTE DEL RECINTO 4
1.1 ÁREA DE LAS PAREDES, VENTANAS, PUERTAS, TECHO Y PISO 4
1.2 PAREDES 4
1.3. PISO 7
1.4 TECHO 9
1.5 VENTANAS 11
1.6 PUERTAS 14
1.7 PERSONAS 15
1.8 ELECTRODOMESTICOS Y GASODOMÉSTICOS 20
1.9 LUCES 23
1.10 AIRE POR INFILTRACIÓN 24
1.11 RESULTADOS TOTALES DE LOS CALORES SENSIBLE Y LATENTES 29
2. TAMAÑO DE LA UNIDAD 31
3. MEJORAS 36
CONCLUSIONES 40
GRAFICAS 41
2
INTRODUCCIÓN
Debido a la gran importancia que tienen hoy en día los acondicionadores deaire y a su vez su alto consumo de energía se hace necesario un estudio deprefactibilidad que nos asegure que el equipo en el que vayamos a invertircierta cantidad de dinero sea el adeacuado: no más grande, no máspequeño.En el siguiente trabajo se calculará el tamaño de una unidad necesaria paraciertas condiciones ambientales tanto interna como externamente.
3
1. DETERMINACIÓN DEL CALOR SENSIBLE Y LATENTE DEL RECINTO
1.1 ÁREA DE LAS PAREDES, VENTANAS, PUERTAS, TECHO Y PISO
En la siguiente tabla se muestran las áreas organizadas según el recinto donde se
encuentran y según su orientación. Estos datos se utilizaran para los cálculos de
las cargas térmicas producido por paredes, pisos, techos, ventana, y puertas.
ZONAPAREDES VENTANAS PUERTAS PAREDES NETA (ft2)
Este Oeste Norte Sur Este Oeste Norte Sur Este Oeste Norte Sur Este Oeste Norte SurÁrea de
techo y piso
Precámara 480,000 0 180 180 0 0 0 0 126 0 0 0 354 0 180 180 600Corredor 1920,000 0 360 360 96 0 0 0 0 0 0 0 1824 0 360 360 6000Almacén 1 0,000 480 720 0 0 24 36 0 0 0 0 0 0 456 684 0 2400Almacén 2 0,000 480 0 0 0 24 0 0 0 0 0 0 0 456 0 0 2400Restaurante 0,000 480 0 0 0 24 0 0 0 0 0 0 0 456 0 0 2400Almacén 4 0,000 480 0 0 0 24 0 0 0 0 0 0 0 456 0 0 2400Almacén 5 0,000 480 0 720 0 24 0 36 0 0 0 0 0 456 0 684 2400
Tabla 1.
1.2 PAREDES
La pared esta hecha de ladrillo común de 4 in de espesor, repello de ¼ in en
ambos lados y con enchape de yeso en lado interior.
El valor de la resistencia total de la pared se obtiene de la sumatoria de todas las
resistencias de cada uno de los componentes, así como aparece en el siguiente
esquema:
4
Los siguientes valores se obtienen de la tabla A-1 de los documentos de soporte
de la clase.
Resistencia convectiva externa = 0.25 3B
Resistencia conductiva del repello = 0.05 13 A
Resistencia conductiva del ladrillo = 0.8 14 A
Resistencia conductiva del repello = 0.05 13 A
Resistencia conductiva del yeso = 0.023 13H
Resistencia convectiva interior = 0.68 1C
Resistencia total de la pared = 1.853
Para el cálculo de la carga térmica producida por las paredes se utiliza la siguiente
ecuación:
Q = UA (CLTD) ec 1.
Donde
U : coeficiente de transferencia de calor en ( FfthBtu
** 2 ) y es la inversa de la
resistencia.
A : es el área neta de la pared
CLTD : Cooling load temperature difference.
De la tabla 30 se busca ladrillo común de espesor de 4 in para el cual le
corresponde el grupo D. Luego se busca en la tabla 31 los valores de CLTD para
el grupo D y de acuerdo a su orientación. Estos se muestran en la siguiente tabla:
Valores de CLTD para paredHORA Norte Este Sur Oeste
2h 13 17 17 274h 10 13 13 21
5
6h 7 9 9 158h 6 9 7 11
10h 6 17 6 912h 7 27 9 914h 10 32 16 1116h 13 33 24 1818h 17 32 29 3020h 19 30 29 4022h 19 26 26 4024h 21 22 22 34
Tabla 2. Valores de CLTD
Estos valores se corrigen de acuerdo con la latitud de barranquilla y el mes de
agosto con la siguiente ecuación:
CLTDcorregido = (CLTD + LM)*k + (78 - tr) + (to - 85)
Donde k que es el factor de ajuste de color se toma de 0.83 por encontrarse en un
área industrial. Tr es la temperatura interior (77 °F) y to es la temperatura exterior
promedio que es 84 °F. LM se obtiene de la tabla 32 para latitud 8, mes de agosto
y la orientación. De esta forma se obtiene la siguiente tabla:
Valores corregidos de CLTDHORA Norte Este Sur Oeste2:00 12,05 12,88 7,9 21,184:00 9,56 9,56 4,58 16,26:00 7,07 6,24 1,26 11,228:00 6,24 6,24 -0,4 7,9
10:00 6,24 12,88 -1,23 6,2412:00 7,07 21,18 1,26 6,2414:00 9,56 25,33 7,07 7,916:00 12,05 26,16 13,71 13,7118:00 15,37 25,33 17,86 23,6720:00 17,03 23,67 17,86 31,9722:00 17,03 20,35 15,37 31,970:00 18,69 17,03 12,05 26,99
Tabla 3.
De la ecuación 1. se obtiene el calor debido a las paredes para la precámara a
las dos de la mañana. Las áreas se obtienen de la tabla 1. y los CLTD de la tabla
3.
6
hBtuq
ftftftftq
4398
)18.21*09.7*18088.12*35405.12*180(*853.11 2222
De igual forma se hace para las demás horas y para los otros recintos y se
obtiene:
Q (BTU/h)Precámara Corredor Almacén 1 Almacén 2 Restaurante Almacén 4 Almacén 5 Total
4398,6 16554,3 9660,2 5212,1 5212,1 5212,1 8128,3 54377,73199,9 12157,5 7515,5 3986,6 3986,6 3986,6 5677,2 40510,02001,3 7760,7 5370,9 2761,1 2761,1 2761,1 3226,2 26642,31759,4 7276,9 4247,5 1944,1 1944,1 1944,1 1796,4 20912,52947,3 13651,8 3839,0 1535,6 1535,6 1535,6 1081,6 26126,34855,4 22466,9 4145,3 1535,6 1535,6 1535,6 2000,7 38075,16454,5 28164,4 5473,0 1944,1 1944,1 1944,1 4553,8 50478,17500,0 30755,2 7821,9 3373,9 3373,9 3373,9 8434,6 64633,38067,0 31389,5 11498,4 5824,9 5824,9 5824,9 12417,6 80847,27911,2 30078,0 14153,7 7867,4 7867,4 7867,4 14460,1 90205,27035,0 26326,2 14153,7 7867,4 7867,4 7867,4 13541,0 84658,16239,5 22735,6 13541,0 6641,9 6641,9 6641,9 11089,9 73531,7
Tabla 4. Calores producidos por las paredes por sección y total.
1.3 PISO
El piso se compone de una losa de concreto de 20 cm (7.9 in) de espesor y de
tabletas decorativas de cerámica.
El valor de la resistencia total de la pared se obtiene de la sumatoria de todas las
resistencias de cada uno de los componentes.
Resistencia convectiva interna = 0.61 1a
Resistencia conductiva tabletas = 0.05 6d
Resistencia conductiva de la losa = 1.11 15b
Resistencia convectiva superior = 0.61 1a
7
Resistencia total del piso = 2.38
Para el cálculo de la carga térmica producida por las paredes se utiliza la siguiente
ecuación:
Q = UA (Delta T) ec 2.
Donde
U : coeficiente de transferencia de calor en ( FfthBtu
** 2 ) y es la inversa de la
resistencia.
A : es el área neta del piso.
Delta T : es la diferencia de la temperatura interior con la temperatura del primer
piso no acondicionado. Estos varían de acuerdo a la hora y se muestran a
continuación.
HORA Delta T (°F)2:00 24:00 26:00 48:00 5
10:00 1112:00 1714:00 1116:00 1118:00 720:00 622:00 50:00 3
Tabla 5. Diferencia de temperatura entre la interior y la externa.
De la ecuación 2. se obtiene el calor debido a el piso para la recamara a las dos
de la mañana. Las áreas se obtienen de la tabla 1. y delta T de la tabla 5.
504
2*60038.21 2
q
Fftq
De la misma forma se obtiene para los demás:
8
Q (BTU/h)HORA Precámara Corredor Almacén 1 Almacén 2 Restaurante Almacén 4 Almacén 5 Total
2:00 504,2 5042,0 2016,8 9075,6 9075,6 9075,6 9075,6 438664:00 504,2 5042,0 2016,8 9075,6 9075,6 9075,6 9075,6 438666:00 1008,4 10084,0 4033,6 11092,4 11092,4 11092,4 11092,4 594968:00 1260,5 12605,0 5042,0 12100,8 12100,8 12100,8 12100,8 6731110:00 2773,1 27731,1 11092,4 18151,3 18151,3 18151,3 18151,3 11420212:00 4285,7 42857,1 17142,9 24201,7 24201,7 24201,7 24201,7 16109214:00 2773,1 27731,1 11092,4 18151,3 18151,3 18151,3 18151,3 11420216:00 2773,1 27731,1 11092,4 18151,3 18151,3 18151,3 18151,3 11420218:00 1764,7 17647,1 7058,8 14117,6 14117,6 14117,6 14117,6 8294120:00 1512,6 15126,1 6050,4 13109,2 13109,2 13109,2 13109,2 7512622:00 1260,5 12605,0 5042,0 12100,8 12100,8 12100,8 12100,8 673110:00 756,3 7563,0 3025,2 10084,0 10084,0 10084,0 10084,0 51681
Tabla 6. Calor sensible debido al piso
1.4 TECHOEl techo se conforma de solamente una losa de 20 cm de espesor.
Resistencia convectiva externa = 0.25 ; 3b
Resistencia conductiva losa = 0.8 ; 16e
Resistencia convectiva interna superior = 0.61 ; 1a
Resistencia total del techo = 1.66
Para el cálculo de la carga térmica producida por el techo se utiliza la siguiente
ecuación:
Q = UA (CLTD) ec 3.
Donde
U : coeficiente de transferencia de calor en ( FfthBtu
** 2 ) y es la inversa de la
resistencia.
A : área neta de el techo
9
CLTD : Cooling load temperature difference.
El CLTD se obtiene de la tabla 29 en el item de concreto liviano de 8 in de
espesor. Además estos valores se corrigen de acuerdo con la latitud de
Barranquilla y el mes de agosto con la siguiente ecuación:
CLTD corregido = [(CLTD + LM)*k + (78 - tr) + (to – 85)]f
Donde k que es el factor de ajuste de color se toma de 1 por encontrarse en un
área industrial. Tr es la temperatura interior (77 °F) y to es la temperatura exterior
promedio que es 84 °F. LM se obtiene de la tabla 32 para latitud 8, mes de agosto
y la orientación y f se toma como 1 por no haber ductos . De esta forma se obtiene
la siguiente tabla:
HORA CLTDcorregido
2:00 28,64:00 20,66:00 12,68:00 7,6
10:00 5,612:00 11,614:00 23,616:00 37,618:00 48,620:00 52,622:00 47,60:00 38,6
Tabla 7.
De la ecuación 1. se obtiene el calor debido a las paredes para la precámara a
las dos de la mañana. Las áreas se obtienen de la tabla 1. y los CLTD de la tabla
xxx.
hBtuq
ftq
10337
)06.28*600(*66.11 2
De igual forma se hace para las demás horas y para los otros recintos y se
obtiene:
10
HORA Q (BTU/h) Precámara Corredor Almacén 1 Almacén 2 Restaurante Almacén 4 Almacén 5 Total
2:00 10337,3 103373,5 41349,4 41349,4 41349,4 41349,4 41349,4 320457,84:00 7445,8 74457,8 29783,1 29783,1 29783,1 29783,1 29783,1 230819,36:00 4554,2 45542,2 18216,9 18216,9 18216,9 18216,9 18216,9 141180,78:00 2747,0 27469,9 10988,0 10988,0 10988,0 10988,0 10988,0 85156,6
10:00 2024,1 20241,0 8096,4 8096,4 8096,4 8096,4 8096,4 62747,012:00 4192,8 41927,7 16771,1 16771,1 16771,1 16771,1 16771,1 129975,914:00 8530,1 85301,2 34120,5 34120,5 34120,5 34120,5 34120,5 264433,716:00 13590,4 135903,6 54361,4 54361,4 54361,4 54361,4 54361,4 421301,218:00 17566,3 175662,7 70265,1 70265,1 70265,1 70265,1 70265,1 544554,220:00 19012,0 190120,5 76048,2 76048,2 76048,2 76048,2 76048,2 589373,522:00 17204,8 172048,2 68819,3 68819,3 68819,3 68819,3 68819,3 533349,40:00 13951,8 139518,1 55807,2 55807,2 55807,2 55807,2 55807,2 432506,0
Tabla 8. calor sensible debido al techo.
3157425716 cel de daniel
1.5 VENTANAS
Para el cálculo de los calores sensibles se utilizan las siguientes dos ecuaciones:
Qconductivo = U A (CLTD) ec 4
Qsolar = A (SC)(SHGF)(CLF) ec 5
Para el valor de U se remite a la tabla 13 del capitulo 27. Se asume que la
ventana se conforma de vidrio simple claro con marco de aluminio sin bloqueador
térmico. El cual es:
FfthBtuU
231.1
Los valores de CLTD se encuentran en la tabla 13 del capitulo 26. A estos valores
se le suman la diferencia entre 78 °F y 77 °F, siendo esta ultima la temperatura de
diseño del interior del centro comercial. También se corrige para la diferencia de
11
temperatura promedio de 85 y 84 °F. En total quedan los mismo valores que se
encuentran en la tabla sin corregir.
El SC se obtiene de la tabla 20 del capitulo 27 correspondiente a ventanales. El
espesor de la ventana es de ¼ in y sin sombreado por lo tanto se toma el valor de
0.78.
El SHGF se obtiene de la tabla 34 para la latitud de Barranquilla y por el mes de
agosto.
Todos estos valores se muestran en la siguientes tablas:
SHGF CLFHORA SC Norte Este Oeste Sur Norte Este Oeste Sur
2h 0,78 42 280 280 142 0,2 0,06 0,13 0,114h 0,78 42 280 280 142 0,16 0,05 0,1 0,066h 0,78 42 280 280 142 1,34 0,18 0,09 0,088h 0,78 42 280 280 142 0,46 0,44 0,1 0,1410h 0,78 42 280 280 142 0,59 0,51 0,12 0,3112h 0,78 42 280 280 142 0,7 0,39 0,14 0,5214h 0,78 42 280 280 142 0,75 0,31 0,29 0,5816h 0,78 42 280 280 142 0,74 0,26 0,5 0,4718h 0,78 42 280 280 142 0,79 0,21 0,55 0,3620h 0,78 42 280 280 142 0,5 0,15 0,33 0,2522h 0,78 42 280 280 142 0,36 0,11 0,23 0,1824h 0,78 42 280 280 142 0,27 0,06 0,17 0,14
Tabla 9. Valores de SHGF y CLF para ventanas
HORA CLTDcorregido
2h 04h -26h -28h 010h 412h 914h 1316h 1418h 1220h 822h 424h 2
12
Tabla 10. CLTD para ventanas
De las ecuaciones 4 y 5 se obtiene el calor por conducción y por la radiación solar
debido a las ventanas para la corredor a las doce del dia. Las áreas se obtienen
de la tabla 1. y los CLTD , SC, SHGF y CLF de las tablas xxx y xxx.
hBtuq
ftnqconduccio
1131
)2*96(*31.1 2
De igual forma se hace para las demás horas y para los otros recintos y se
obtiene:
Q solar (BTU/h) HORA Precámara Corredor Almacén 1 Almacén 2 Restaurante Almacén 4 Almacén 5 Total
2h 0,0 1258,0 917,3 681,4 681,4 681,4 1120,0 5339,54h 0,0 1048,3 712,9 524,2 524,2 524,2 763,4 4097,16h 0,0 3774,0 2052,1 471,7 471,7 471,7 790,7 8032,08h 0,0 9225,2 1066,7 524,2 524,2 524,2 1082,4 12946,8
10h 0,0 10692,9 1324,8 629,0 629,0 629,0 1865,1 15769,712h 0,0 8176,9 1559,4 733,8 733,8 733,8 2807,3 14745,014h 0,0 6499,6 2404,6 1520,1 1520,1 1520,1 3832,7 17297,116h 0,0 5451,3 3493,5 2620,8 2620,8 2620,8 4494,9 21302,018h 0,0 4402,9 3814,6 2882,9 2882,9 2882,9 4318,3 21184,520h 0,0 3145,0 2319,4 1729,7 1729,7 1729,7 2726,6 13380,122h 0,0 2306,3 1630,1 1205,6 1205,6 1205,6 1923,3 9476,424h 0,0 1258,0 1209,5 891,1 891,1 891,1 1449,3 6590,0
Tabla 11. calor sensible debido a las ventanas
Q conduccion (BTU/h) Precamara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total
0,0 0,0 0,0 0,0 220,1 220,1 550,2 990,40,0 -251,5 -157,2 -62,9 157,2 157,2 393,0 235,80,0 -251,5 -157,2 -62,9 157,2 157,2 393,0 235,80,0 0,0 0,0 0,0 220,1 220,1 550,2 990,40,0 503,0 314,4 125,8 345,8 345,8 864,6 2499,5
13
0,0 1131,8 707,4 283,0 503,0 503,0 1257,6 4385,90,0 1634,9 1021,8 408,7 628,8 628,8 1572,0 5895,00,0 1760,6 1100,4 440,2 660,2 660,2 1650,6 6272,30,0 1509,1 943,2 377,3 597,4 597,4 1493,4 5517,70,0 1006,1 628,8 251,5 471,6 471,6 1179,0 4008,60,0 503,0 314,4 125,8 345,8 345,8 864,6 2499,50,0 251,5 157,2 62,9 283,0 283,0 707,4 1744,9
Tabla 12. Calor por conducción sensible en las ventanas
1.6 PUERTASPara las puertas se hace el mismo análisis de las ventanas debido a que estas
están hechas de vidrios. Por esto los resultados arrojados se muestran a
continuación:
Q solarQconduccion
HORA Precamara Precamara2h 1651,1 04h 1375,9 -330,126h 4953,3 -330,128h 12108,1 0
10h 14034,4 660,2412h 10732,2 1485,5414h 8530,7 2145,7816h 7154,8 2310,8418h 5778,9 1980,7220h 4127,8 1320,4822h 3027,0 660,2424h 1651,1 330,12
Tabla 13. Calor sensible debido a las puertas
1.7 PERSONAS
Qs = N(Ganancia de calor sensible)(CLF)
Ql = N(Ganancia de calor latente)
N es el número de personas según los datos suministrados por la guía.
14
Los valores de las ganancias sensible y latente se obtienen de la tabla 3 del
capitulo 26. Para el restaurante (recinto 3) se trabaja con grado de actividad
trabajo sedentario. Para los demás recintos se utiliza el ítem tienda al detal.
RECINTO SHG VENDEDORES % DISTRIBUCIONPrecámara 250 0 0Corredor 250 0 0,3Almacén 1 250 2 0,175Almacén 2 250 2 0,105Restaurante 275 4 0,14Almacén 4 250 2 0,105Almacén 5 250 2 0,175
Tabla 14.
Calor sensible
Lunes a viernes
HORAPERMANENCIA2h 12h
CLF 8AM CLF 8AMCLIENTES
2:00 0,01 0,19 04:00 0,01 0,14 06:00 0,01 0,11 08:00 0,01 0,08 15010:00 0,58 0,64 17512:00 0,13 0,75 25014:00 0,08 0,81 25016:00 0,06 0,86 25018:00 0,04 0,89 10020:00 0,03 0,92 022:00 0,02 0,36 00:00 0,02 0,35 0
Tabla 15.Q (BTU/h)
Precámara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total15424 140798 57126 61014 77783 61234 75938 48931811729 108356 42790 47335 59709 47555 50450 36792412919 86177 33171 36577 46512 36797 39518 29167020116 78784 26101 30300 69282 30520 33725 28882724244 101598 55325 56340 121671 56560 63474 47921330914 150884 78926 77536 155982 77756 87783 65978035286 195618 100401 95866 184114 96086 109438 81680836046 238906 121843 117497 180345 117717 130453 94280632477 262839 133888 129096 184113 129316 142001 1013729
15
29498 260931 131203 129687 177020 129907 139219 99746425480 227212 96622 98627 128428 98847 104524 77973920016 185002 76560 79480 101986 79700 84409 627153
Tabla 16.
Fin de semana
HORAPERMANENCIA2h 10h
CLF 10AM CLF 10AMCLIENTES
2:00 0,02 0,17 04:00 0,01 0,13 06:00 0,01 0,1 08:00 0,01 0,08 010:00 0,01 0,06 10012:00 0,58 0,62 10014:00 0,13 0,74 10016:00 0,08 0,8 30018:00 0,06 0,85 15020:00 0,04 0,89 022:00 0,03 0,34 00:00 0,02 0,23 0
Tabla 17.
Q (BTU/h)Precámara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total
0 5288 3169 1936 2901 1936 3169 183990 3938 2362 1443 2164 1443 2362 137120 2888 1734 1061 1592 1061 1734 100700 2288 1374 841 1262 841 1374 79800 1725 1036 634 952 634 1036 60170 9263 5713 3552 5437 3552 5713 332290 11250 6933 4308 6589 4308 6933 403190 19650 11863 7278 10967 7278 11863 688970 31425 18756 11424 17067 11424 18756 108852
16
0 23288 14029 8596 12933 8596 14029 814710 10650 6383 3898 5841 3898 6383 370510 7275 4359 2661 3988 2661 4359 25303
Tabla 18.
Calor latente
Lunes-viernes
HORA PERSONAS VENDEDORES2:00 0 04:00 0 06:00 0 08:00 150 1210:00 175 1212:00 250 1214:00 250 1216:00 250 1218:00 100 1220:00 0 022:00 0 00:00 0 0
Tabla 19.
Q (BTU/h)Precámara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total
0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 9000 5648 3548 6874 3548 5648 342680 10500 6523 4073 7836 4073 6523 395300 15000 9148 5648 10724 5648 9148 553180 15000 9148 5648 10724 5648 9148 553180 15000 9148 5648 10724 5648 9148 553180 6000 3898 2498 4949 2498 3898 237430 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0
Tabla 20.
17
Fin de semana
HORA PERSONAS VENDEDORES2:00 0 04:00 0 06:00 0 08:00 0 010:00 100 1212:00 100 1214:00 100 1216:00 300 1218:00 150 1220:00 0 022:00 0 00:00 0 0
Tabla 21.
Q (BTU/h)Precámara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total
0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 6000 3898 2498 4949 2498 3898 237430 6000 3898 2498 4949 2498 3898 237430 6000 3898 2498 4949 2498 3898 237430 18000 10898 6698 12649 6698 10898 658430 9000 5648 3548 6874 3548 5648 342680 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0
Tabla 22.
18
El CLF se obtiene de la tabla 40. Se escoge un tiempo de permanencia promedio
de dos horas para los clientes y de 12 horas (lunes a viernes) y 10 horas (fines de
semana) para los vendedores. Estos se redistribuyen en el almacén así:
- 2 vendedores sección 1
- 2 vendedores sección 2
- 4 vendedores sección 3
- 2 vendedores sección 4
- 2 vendedores sección 5
El valor del Q sensible de cada sección se halla de la siguiente forma:
Este es el Q sensible del corredor a las 2 AM. Donde 0.01, 0.02, etc son los
valores de CLF a medida que transcurren las horas desde la última entrada de
personal. 0.3 equivale al porcentaje total asignado a la personas que permanecen
en el corredor y 150, 175, 250, etc es el número de personas que entran por hora.
Cuando se trata de los almacenes, se utiliza además el CLF de permanencia
promedio de 12 horas (lunes-viernes) multiplicado por el número de vendedores.
Este es el Q latente del almacén 1 a las 8 AM. Ahí 150 es el número de personas
que entran a esa hora multiplicado por el porcentaje definido en la guía (25%)
multiplicado por 0.70 que es la fracción de personas que entran a los almacenes.
El total de vendedores se multiplica por el porcentaje reasignado y se suma al
número de personas. Esta suma se multiplica por el valor asignado de la tabla 3
capítulo 26.
1.8 ELECTRODOMESTICOS Y GASODOMESTICOS
19
hBTUQhBTUQ
s
s
/5775/250)3.0*100*04.03.0*250*03.03.0*250*02.03.0*175*02.03.0*150*01.0(
hBTUQhBTUQ
l
l
/5648/250)166.0*12175.0*150(
Qs =(Ganancia de calor)(CLF)
La ganancia de calor se toma de todos los electrodomésticos y gasodomésticos
presentes en la tabla 8. Se prefiere utilizar los equipos a gas. Todos los equipos
de cocina cuentan con campana de ventilación. De la tabla 9 se utiliza el ítem
misceláneos.
Además se incluyen un computador y una caja registradora para cada sección.
Para todos los equipos de oficina de la tabla 9 se prescinde de la campana.
El CLF se toma de la tabla 48 para los equipos con campana y de la tabla 49 para
los equipos sin campana. En ambos caso se asume que los equipos operan
durante 12 horas diarias de lunes a viernes y 10 horas los fines de semana.
El refrigerador y el congelador trabajan las 24 horas del día. Los 12 fogones
funcionan de 6.00 a 14.00 (lunes a viernes) y de 8.00 a 16.00 (fines de semana).
Lunes-viernes
HORACLF
HOODED Q (BTU/h)
CLF 8AM CLF 6AM COCINA FOGONES OFICINA2:00 0,26 0,1 0,16 0 0 04:00 0,2 0,07 0,12 0 0 06:00 0,15 0,06 0,09 0 79080 08:00 0,12 0,44 0,07 28987 79080 2515010:00 0,49 0,61 0,69 28987 79080 2515012:00 0,64 0,71 0,79 28987 79080 2515014:00 0,74 0,78 0,84 28987 79080 2515016:00 0,8 0,43 0,88 28987 0 2515018:00 0,85 0,3 0,91 28987 0 2515020:00 0,88 0,22 0,93 28987 0 2515022:00 0,51 0,16 0,31 0 0 00:00 0,36 0,13 0,21 0 0 0
Tabla 23.Q (BTU/h)
Precámara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total0 0 4024 4024 19469 4024 4024 35565
20
0 0 3018 3018 14351 3018 3018 264230 0 2264 2264 11356 2264 2264 204100 0 1761 1761 40034 1761 1761 470760 0 17354 17354 79796 17354 17354 1492100 0 19869 19869 94567 19869 19869 1740410 0 21126 21126 104259 21126 21126 1887630 0 22132 22132 79326 22132 22132 1678540 0 22887 22887 71249 22887 22887 1627950 0 23390 23390 66296 23390 23390 1598540 0 7797 7797 35233 7797 7797 664190 0 5282 5282 25997 5282 5282 47123
Tabla 24.
Fines de semana
HORACLF
HOODED Q (BTU/h)
CLF 10AM CLF 8AM COCINA FOGONES OFICINA2:00 0,24 0,16 0,15 0 0 04:00 0,18 0,13 0,11 0 0 06:00 0,14 0,1 0,08 0 0 08:00 0,11 0,07 0,07 0 79080 010:00 0,08 0,06 0,05 28987 79080 2515012:00 0,46 0,44 0,68 28987 79080 2515014:00 0,62 0,61 0,77 28987 79080 2515016:00 0,72 0,71 0,83 28987 79080 2515018:00 0,79 0,78 0,87 28987 0 2515020:00 0,84 0,43 0,9 28987 0 2515022:00 0,48 0,3 0,29 0 0 00:00 0,33 0,22 0,2 0 0 0
Tabla 25.Q (BTU/h)
Precámara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total0 0 3773 3773 23382 3773 3773 384720 0 2767 2767 18265 2767 2767 293310 0 2012 2012 13978 2012 2012 220260 0 1761 1761 10485 1761 1761 175270 0 1258 1258 8321 1258 1258 133510 0 17102 17102 65231 17102 17102 1336390 0 19366 19366 85576 19366 19366 1630380 0 20875 20875 97892 20875 20875 1813900 0 21881 21881 106463 21881 21881 1939850 0 22635 22635 80988 22635 22635 1715280 0 7294 7294 44931 7294 7294 741050 0 5030 5030 31993 5030 5030 52113
Tabla 26.
21
El valor del calor del restaurante a las 2 AM (lunes a viernes) se obtiene:
Donde 28987 es la sumatoria de los electrodomésticos y gasodomésticos de la
tabla 8 sin incluir la cocina de doce fogones. El valor 79080 es el producto de
6590*12. 6590 corresponde al Q sensible de un fogones en el ítem Range
(burners) per 2 burner section. 25150 es la suma de las ganancias de los equipos
de oficina arriba mencionados.
1.9 LUCES
La fórmula de para la ganancia del calor es:
Q = (input)(CLF)
Donde input es la entrada de potencia de las luces y depende del consumo de
energía de cada tipo de lámpara y el CLF depende del número de horas que
permanezcan prendidas las luces y también del tipo de construcción del recinto.
Para este ejercicio se asume que las luces de los almacenes y del restaurante
permanecen prendidas 8 horas, obteniendo así los valores del CLF de la tabla 43
del capitulo 26. Mientras que las del pasillo y de la precámara permanecen las 24
horas del día prendida y por lo tanto el CLF para este ultimo caso es de 1.0.
Se sabe que 1 W es 3.4121 BTU/h, y que 1 m2 es igual a 10.76 ft2, por lo tanto la
entrada de potencia corresponde a 1.5849 BTU/h por 1 ft2
HORA CLF 8 horas
22
hBTUQQ
s
s
/1646925150*16.079080*10.028987*26.0
2h 0,174h 0,166h 0,158h 0,14
10h 0,7912h 0,814h 0,8216h 0,8318h 0,8420h 0,8522h 0,224h 0,18
Q (BTU/h)HORA Precamara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total
2h 951,0 9509,9 646,7 646,7 646,7 646,7 646,7 13694,34h 951,0 9509,9 608,6 608,6 608,6 608,6 608,6 13504,16h 951,0 9509,9 570,6 570,6 570,6 570,6 570,6 13313,98h 951,0 9509,9 532,6 532,6 532,6 532,6 532,6 13123,710h 951,0 9509,9 3005,1 3005,1 3005,1 3005,1 3005,1 25486,712h 951,0 9509,9 3043,2 3043,2 3043,2 3043,2 3043,2 25676,914h 951,0 9509,9 3119,3 3119,3 3119,3 3119,3 3119,3 26057,316h 951,0 9509,9 3157,3 3157,3 3157,3 3157,3 3157,3 26247,518h 951,0 9509,9 3195,3 3195,3 3195,3 3195,3 3195,3 26437,720h 951,0 9509,9 3233,4 3233,4 3233,4 3233,4 3233,4 26627,922h 951,0 9509,9 760,8 760,8 760,8 760,8 760,8 14264,924h 951,0 9509,9 684,7 684,7 684,7 684,7 684,7 13884,5
1.10 AIRE POR INFILTRACIÓN
Qs = 1.1 Q ∆t
Ql = 4840 Q ∆w
Q es la cantidad de aire en CFM para ventilación y por infiltración. Los valores se
toman de la tabla 13 (Infiltración e infiltración por puertas)
23
CFM RECINTO INFILTRACION
Precámara 180Corredor 1440Almacén 1 432Almacén 2 288Restaurante 288Almacén 4 288Almacén 5 432
Tabla 27.
En la primera tabla 13 (Infiltración) se toman como referencia los ítem Salones de
entrada para la precámara, Pieza con un lado expuesto para las secciones 2, 3 y
4, Pieza con 2 lados expuestos para las secciones 1 y 5, y Pieza con 3 lados
expuestos para el corredor. Se supone Verano y Protección ordinaria. En la
segunda tabla 13 (Infiltración por puertas) se suponen 6 puertas de 7 ft x 3 ft,
todas en la precámara. El tráfico de personas es un dato de la guía.
∆t es la diferencia por horas entre la temperatura externa y la interna.
∆w es la diferencia por horas entre la humedad absoluta externa y la interna.
Calor sensible
Lunes-viernes
HORA ∆t (°F) PERSONAS/h por puerta CFM PUERTA2:00 10 0 04:00 9 0 06:00 9 0 08:00 11 25 1210:00 12 30 1812:00 18 42 4814:00 24 42 4816:00 18 42 4818:00 14 20 1820:00 13 0 022:00 12 0 00:00 12 0 0
Tabla 28.
24
Q (BTU/h)Precámara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total
1980 15840 4752 3168 3168 3168 15752 478281782 14256 4277 2851 2851 2851 4277 331451782 14256 4277 2851 2851 2851 4277 331453049 17424 5227 3485 3485 3485 5227 413823802 19008 5702 3802 3802 3802 5702 456199266 28512 8554 5702 5702 5702 8554 71993
12355 38016 11405 7603 7603 7603 11405 959909266 28512 8554 5702 5702 5702 8554 719934435 22176 6653 4435 4435 4435 6653 532222574 20592 6178 4118 4118 4118 6178 478762376 19008 5702 3802 3802 3802 5702 441942376 19008 5702 3802 3802 3802 5702 44194
Tabla 29.
Fines de semana
HORA ∆t (°F) PERSONAS/h CFM PUERTA2:00 10 0 04:00 9 0 06:00 9 0 08:00 11 0 010:00 12 20 1212:00 18 20 2414:00 24 20 2416:00 18 50 5418:00 14 25 1220:00 13 0 022:00 12 0 00:00 12 0 0
Tabla 30.
Q (BTU/h)Precámara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total
1980 15840 4752 3168 3168 3168 4752 368281782 14256 4277 2851 2851 2851 4277 331451782 14256 4277 2851 2851 2851 4277 331452178 17424 5227 3485 3485 3485 5227 405113326 19008 5702 3802 3802 3802 5702 451446415 28512 8554 5702 5702 5702 8554 691428554 38016 11405 7603 7603 7603 11405 921899979 28512 8554 5702 5702 5702 8554 727063881 22176 6653 4435 4435 4435 6653 526682574 20592 6178 4118 4118 4118 6178 478762376 19008 5702 3802 3802 3802 5702 441942376 19008 5702 3802 3802 3802 5702 44194
25
Tabla 31.
Calor latente
Lunes-viernes
HORA ∆w PERSONAS/h por puerta CFM PUERTA2:00 0,0074 0 04:00 0,0074 0 06:00 0,0090 0 08:00 0,0098 25 1210:00 0,0124 30 1812:00 0,0158 42 4814:00 0,0120 42 4816:00 0,0090 42 4818:00 0,0082 20 1820:00 0,0092 0 022:00 0,0092 0 00:00 0,0082 0 0
Tabla 32
Q (BTU/h)Precámara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total
6447 51575 15473 10315 10315 10315 15473 1199126447 51575 15473 10315 10315 10315 15473 1199127841 62726 18818 12545 12545 12545 18818 145839
11953 68302 20491 13660 13660 13660 20491 16221717285 86423 25927 17285 17285 17285 25927 20741535789 110120 33036 22024 22024 22024 33036 27805227181 83635 25091 16727 16727 16727 25091 21117920386 62726 18818 12545 12545 12545 18818 15838411430 57151 17145 11430 11430 11430 17145 1371628015 64120 19236 12824 12824 12824 19236 1490808015 64120 19236 12824 12824 12824 19236 1490807144 57151 17145 11430 11430 11430 17145 132875
Tabla 33.
Fines de semana
26
Q (BTU/h)Precámara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total
6447 51575 15473 10315 10315 10315 15473 1199126447 51575 15473 10315 10315 10315 15473 1199127841 62726 18818 12545 12545 12545 18818 1458398538 68302 20491 13660 13660 13660 20491 158802
15124 86423 25927 17285 17285 17285 25927 20525524777 110120 33036 22024 22024 22024 33036 26704018818 83635 25091 16727 16727 16727 25091 20281521954 62726 18818 12545 12545 12545 18818 15995210001 57151 17145 11430 11430 11430 17145 1357338015 64120 19236 12824 12824 12824 19236 1490808015 64120 19236 12824 12824 12824 19236 1490807144 57151 17145 11430 11430 11430 17145 132875
Tabla 34.
El calor sensible de la precámara a las dos de la mañana es:
hBTUQQ
S
s
/198010)1800*6(1.1
Donde 6 es el número de puertas, 0 el número de personas por hora por puerta y
180, el que se infiltra por lugares diferentes a las puertas.
27
HORA ∆w PERSONAS/h por puerta CFM PUERTA2:00 0,0074 0 04:00 0,0074 0 06:00 0,0090 0 08:00 0,0098 0 010:00 0,0124 20 1212:00 0,0158 20 2414:00 0,0120 20 2416:00 0,0090 50 5418:00 0,0082 25 1220:00 0,0092 0 022:00 0,0092 0 00:00 0,0082 0 0
1.11 RESULTADOS TOTALES DE LOS CALORES SENSIBLE Y LATENTES
Tabla 35.
Calor Latente
Lunes a viernesQ (BTU/h)
HORA Precámara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total2:00 6447 51575 15473 10315 10315 10315 15473 1199124:00 6447 51575 15473 10315 10315 10315 15473 1199126:00 7841 62726 18818 12545 12545 12545 18818 1458398:00 11953 77302 26139 17209 20534 17209 26139 196485
10:00 17285 96923 32450 21358 25121 21358 32450 24694512:00 35789 125120 42184 27672 32748 27672 42184 33337014:00 27181 98635 34239 22375 27451 22375 34239 26649616:00 20386 77726 27966 18194 23269 18194 27966 21370218:00 11430 63151 21044 13929 16379 13929 21044 16090420:00 8015 64120 19236 12824 12824 12824 19236 14908022:00 8015 64120 19236 12824 12824 12824 19236 1490800:00 7144 57151 17145 11430 11430 11430 17145 132875
Tabla 36.
28
TOTALES
Calor SensibleLunes a viernes
Q (BTU/h)HORA Precámara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total2:00 15424 140798 57126 61014 77783 61234 75938 4893184:00 11729 108356 42790 47335 59709 47555 50450 3679246:00 12919 86177 33171 36577 46512 36797 39518 2916708:00 20116 78784 26101 30300 69282 30520 33725 288827
10:00 24244 101598 55325 56340 121671 56560 63474 47921312:00 30914 150884 78926 77536 155982 77756 87783 65978014:00 35286 195618 100401 95866 184114 96086 109438 81680816:00 36046 238906 121843 117497 180345 117717 130453 94280618:00 32477 262839 133888 129096 184113 129316 142001 101372920:00 29498 260931 131203 129687 177020 129907 139219 99746422:00 25480 227212 96622 98627 128428 98847 104524 7797390:00 20016 185002 76560 79480 101986 79700 84409 627153
TOTALES fin de semana
Calor Sensible
Q (BTU/h)HORA Precámara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total2:00 18171 156865 66284 65841 86637 66061 72564 5324244:00 13553 120158 49885 50976 67415 51196 55706 4088896:00 9967 93563 38110 38974 51692 39194 42313 3138128:00 8896 85799 30239 32176 41541 32396 35412 266458
10:00 12682 103063 35668 37236 44838 37456 41060 31200312:00 22186 163845 74738 72925 123159 73145 81450 61144714:00 29408 208107 94934 90540 159252 90760 103052 77605516:00 37104 259274 122318 115959 196886 116179 131541 97926118:00 34211 293722 144065 134403 224848 134623 153097 111896720:00 33281 292865 145276 137589 200500 137809 153598 110091722:00 29488 252957 110099 105872 145674 106092 117388 8675690:00 24605 207119 89516 85665 114174 85885 94914 701877
Tabla 38.
Tabla 39.
29
Calor LatenteFin de semana
Q (BTU/h)HORA Precámara Corredor Almacen 1 Almacen 2 Restaurante Almacen 4 Almacen 5 Total2:00 6447 51575 15473 10315 10315 10315 15473 1199124:00 6447 51575 15473 10315 10315 10315 15473 1199126:00 7841 62726 18818 12545 12545 12545 18818 1458398:00 8538 68302 20491 13660 13660 13660 20491 158802
10:00 15124 92423 29825 19783 22234 19783 29825 22899712:00 24777 116120 36934 24522 26973 24522 36934 29078314:00 18818 89635 28989 19225 21676 19225 28989 22655816:00 21954 80726 29716 19244 25194 19244 29716 22579518:00 10001 66151 22794 14979 18304 14979 22794 17000020:00 8015 64120 19236 12824 12824 12824 19236 14908022:00 8015 64120 19236 12824 12824 12824 19236 1490800:00 7144 57151 17145 11430 11430 11430 17145 132875
2. TAMAÑO DE LA UNIDAD
Para el calculo de la unidad se calcula los CFM de ventilación requeridos para los
recintos. Estos valores se obtienen de la tabla 13 y se multiplican por el numero
de personas del recinto.
La siguiente tabla muestra los CFM por persona que se le asignaron a cada
recinto.
30
CFM /personaRECINTO VENTILACION
Precámara 5Corredor 5Almacen 1 15Almacen 2 15Restaurante 70Almacen 4 15Almacen 5 15
Tabla 39. Cfm de ventilacion requerido por persona.
Estos valores de la tabla anterior se multiplican por el numero de personas que
hay en cada hora y de esta forma se hayan los CFM de ventilación.
Una vez obtenidos el calor latente y calor sensible por recinto y totales se
procede a calcular los CFM requeridos por el recinto.
HORA PERSONAS CFMventilacion
%aireventilacion
2:00 0 0 0%4:00 0 0 0%6:00 0 0 0%8:00 150 1500 9%10:00 175 1750 9%12:00 250 2500 7%14:00 250 2500 5%16:00 250 2500 4%18:00 100 1000 1%20:00 0 0 0%22:00 0 0 0%0:00 0 0 0%
Tabla 40. %ventilación teorico requerido por hora
Para este ejercicio se toma el porcentaje de ventilación de 9 % para asegurar una
buena calidad del aire todo el tiempo.
31
Para el calculo de cargas se tienen los siguientes datos: Trecinto 77
Tsuministro 62Delta Tr-s 15Wrecinto 0,0142
% ventilacion 0,97h recinto 34,72
Tabla 41.
La humedad absoluta del recinto se obtiene de la carta psicometrica a Tbs 77° y
humedad relativa de 77 %
CFMFTsTr
QsCFMtotal 29656)15(1.1
479858)(1.1
Con este CFM total se calcula la humedad absoluta en el suministro
lbmalbmvh
Btu
CFMQlwrws 0142.0
29659*4840
138432
*4840
Para encontrar el valor de la humedad en el punto de mezcla se realiza un
balance de masa y se obtiene:
Wm = (%vent)*wr + (1 - %ventilacion)*wae
Wm = (0.91)*0.0142 + (0.09)*0.0216 = 0.0153
Ahora que se tiene ws y wm se procede a calcular el calor latente de la unidad
32
Qlunidad = 4840 CFM (wm - ws) = 4840 * 29656 * (0.0153 – 0.0134) = 279234
Btu/h
Para el calor sensible hay que hallar la temperatura en el punto de mezcla. Para
esto se hace un balance de energía y queda la siguiente expresión para las
entalpías.
hm = (%vent)*hr + (1 - %ventilación)*hae
hm = (0.91)*34.72 + (0.09*44.52 = 0.0153
Con esta entalpía se obtiene la temperatura de la mezcla.
Tm = -2389,6*(wm-0,00094*hm)/(wm+0,54054)
Tm = 80.43 °F
Qsunidad = 1.1 CFM (Tm - Ts) = 1.1 * 29656 * (80.43 – 62) = 601153 Btu/h
De igual forma se hace para las demás horas sabiendo que la humedad y la
temperatura del aire exterior varían de acuerdo a la hora.
DIAS DE SEMANA
HORA CFM ws w aire-ext w aire-exth aire
exterior hmezcla T mezcla2:00 29656 0,0134 0,0216 0,0216 44,52 36,19 804:00 22298 0,0131 0,0216 0,0216 44,52 36,19 806:00 17677 0,0125 0,0232 0,0232 44,96 36,26 808:00 17505 0,0119 0,0240 0,0240 46,00 36,41 80
10:00 29043 0,0124 0,0266 0,0266 50,08 37,02 8012:00 39987 0,0125 0,0300 0,0300 55,08 37,77 8114:00 49504 0,0131 0,0262 0,0262 55,08 37,77 8416:00 57140 0,0134 0,0232 0,0232 49,88 36,99 8318:00 61438 0,0137 0,0224 0,0224 45,04 36,27 8020:00 60452 0,0137 0,0234 0,0234 44,80 36,23 7922:00 47257 0,0135 0,0234 0,0234 44,76 36,23 790:00 38009 0,0135 0,0224 0,0224 44,76 36,23 80
Tabla 42. Datos utilizados para la obtención del tamaño de la unidad.
HORA Ql unidad(Btu/h)
Tonrefregeracionlatente
Qs unidad(Btu/hr)
Qs unidad(ton) Q total (ton)
Q total(BTU/h)
33
2:00 279234 23 601153 50 73 8803874:00 239708 20 452015 38 58 6917236:00 261340 22 342788 29 50 6041288:00 321027 27 341319 28 55 66234610:00 508404 42 589934 49 92 109833812:00 792049 66 845770 70 136 163781914:00 697771 58 1184865 99 157 188263616:00 587053 49 1295408 108 157 188246118:00 526658 44 1230688 103 146 175734520:00 552853 46 1156974 96 142 170982722:00 464718 39 903172 75 114 13678900:00 359152 30 754282 63 93 1113435
Tabla 43. Valores totales del tamaño de la unidad por hora
FINES DE SEMANA
HORA Ql unidad(Btu/h)
Tonrefregeracion
latente Qs unidadQs unidad
(ton)Q total (ton) Q total
(BTU/h)
2:00 235484 20 642179 54 54 6421794:00 208668 17 493178 41 41 4931786:00 228685 19 367344 31 31 3673448:00 235400 20 313066 26 26 313066
10:00 342483 29 376845 31 31 37684512:00 574168 48 759288 63 63 75928814:00 499729 42 1051052 88 88 105105216:00 484320 40 1276160 106 106 127616018:00 439149 37 1338787 112 112 133878720:00 446181 37 1277452 106 106 127745222:00 383208 32 1005751 84 84 10057510:00 301700 25 834463 70 70 834463
Tabla 44. Valores totales del tamaño de la unidad por hora para fines de semana.
3. MEJORAS
3.1 TECHO
34
El techo es el primer elemento del centro comercial en ser modificado por su alto
porcentaje de participación en el calor sensible total.
Se le agrega una capa de icopor (puliestireno expandido extruido, 9f) de 2 in de
espesor, cuya resistencia es 5 ft2°Rh/BTU por pulgada. Además se le coloca una
capa de machimbre (madera prensada, 4h) de 1 in, cuya resistencia es 1.26 ft2°
Rh/BTU por pulgada.
Esta segunda capa de machimbre se coloca con fines decorativos, aprovechando
a la vez sus propiedades de aislante térmico.
Resistencia convectiva externa = 0.25 ; 3b
Resistencia conductiva losa = 0.8 ; 16e
Resistencia convectiva interna superior = 0.61 ; 1a
Resistencia del icopor = 10 9f
Resistencia del machimbre = 1.26 4h
Resistencia total del techo = 12.9
Su costo aproximado en el mercado es de 10.000 pesos el metro cuadrado, por lo
tanto se tiene que por los 1728 m2 de techo del centro comercial tendría un costo
de $17.300.000
Ademas tomando el precio del icopor de 2500 pesos el metro cuadrado nos da un
valor de $4.300.000
3.2 VENTANAS
Para disminuir el Qsolar que atraviesa las ventanas se instalan en la parte exterior
carpas, lo que las transformará a todas en ventanas norte. Ahora el SHGF se
obtiene de tabla 35 y el CLF de la tabla 36 (ítem: norte). Estas también tienen la
ventaja que no obstaculiza la visibilidad hacia el interior del almacén, lo cual es
importante para este tipo de negocios.
Las carpas tienen un valor aproximado de $450.000/ventana. Para un costo total
de $3.600.000 (La ventana que esta orientada hacia el norte no se le pone carpa)
35
Ahora se muestran las tablas de las mejoras
MODIFICACION INVERSION
Machimbre $ 17.300.000Icopor $ 4.300.000Carpas $ 3.600.000Total $ 25.200.000
Tabla 45
Con estos cambios se obtienen los siguiente cambios en la unidad:
HORA Ql unidad (Btu/h) Ton ref (latente) Qs unidad Qs unidad (ton)2:00 205457 17 475332 404:00 187013 16 372852 316:00 212431 18 295273 258:00 222157 19 258938 2210:00 328390 27 330047 2812:00 543838 45 678023 5714:00 456461 38 884574 7416:00 433923 36 1027383 8618:00 380932 32 1049207 8720:00 376954 31 979796 8222:00 320984 27 738453 620:00 256928 21 613163 51
Tabla 46
Q total Q total (BTU/h) W (kW) Costo ($)57 680789 67 1463147 559865 55 1203342 507704 50 1091240 481094 47 1034055 658437 64 14151
102 1221861 119 26260
36
112 1341034 131 28821122 1461306 143 31406119 1430140 140 30736113 1356750 133 2915988 1059437 103 2276973 870090 85 18700
Tabla 47
Las toneladas de refrigeracion de la unidad con las mejoras son mostradas a
continuación:
HORA Ql unidad (Btu/h) Ton refregeracion latente Qs unidad Qs unidad (ton) Q total (ton) Q total (BTU/h)2:00 195829 16 421838 35 51 6176674:00 177893 15 322175 27 42 5000686:00 205996 17 266739 22 39 4727358:00 263057 22 272090 23 45 535147
10:00 402488 34 516502 43 77 91899112:00 604510 50 726479 61 111 133098914:00 508277 42 930275 78 120 143855316:00 410713 34 972508 81 115 138322018:00 345518 29 918299 77 105 126381720:00 348195 29 856141 71 100 120433622:00 296661 25 633971 53 78 9306330:00 238689 20 523011 44 63 761700
Al comparar las unidades antes de las mejoras y después de las mejoras
obtenemos:
DIFERENCIAton refrigeración dinero
16 $ 19.200.00012 $ 14.400.0007 $ 8.400.0006 $ 7.200.0005 $ 6.000.000
37
9 $ 10.800.00017 $ 20.400.00025 $ 30.000.00029 $ 34.800.00031 $ 37.200.00027 $ 32.400.00022 $ 26.400.000
PROMEDIO 17 $ 20.400.000
Tabla 48. Diferencias en el tamaño del equipo.
Con mejoras Costo total mensual de
energía eléctrica ($)$ 14.739.167
Sin mejorasCosto total mensual de
energía eléctrica ($)$ 18.035.039
Si se restan los dos valores anteriores se obtiene
Diferencia mensual ($)$ 3.295.871
38
CONCLUSIONES
Gracias a las mejoras propuestas se lograra un ahorro de 3.295.871 pesos
mensuales por concepto de consumo de energía eléctrica. Ya que las mejoras
requieren una inversión de $25.000.000, la inversión de estas se recuperará en
aproximadamente 8 meses.
Teniendo en cuenta lo que nos ahorramos en la inversión inicial, al tener que
comprar un equipo más pequeño ($20.400.000) y la diferencia de consumo
energético, las mejoras propuestas se recuperan en máximo 2 meses.
Al hacer la sumatoria de los calores sensible y latente de cada uno de los item
que los genera es posible darse cuenta de la alta incidencia que tiene el techo
sobre el calor sensible (aproximadamente 50%). Es por esto muy importante
seleccionar una densa capa aislante y además con una alta inercia térmica. En
nuestro caso se han escogido el icopor y el machimbre porque cumplen estas dos
condiciones y son materiales accesibles y de bajo precio. Solamente con esta
inversión se estará logrando un ahorro del 30% en el consumo de energía. Esta
situación nos lleva a pensar en el tiempo de recuperación de la inversión inicial el
cual es algo corto. Por otro lado es conveniente reducir la cantidad de calor por
radiación solar que incide sobre los recintos que significa aproximadamente 10%
del calor sensible total. También se aprecia que el valor del calor latente de la
unidad se incrementa bastante debido a la humedad de Barranquilla, y es por esto
que se hace necesario porcentajes de ventilación mínimos requeridos por
persona,
De las gráficas se observan que la hora crítica para el aire acondicionado es a las
6 de la tarde. Esto se debe a las grandes inercias térmicas de la construcción que
hacen que a pesar de que a esa hora haya poca gente y el sol se esté ocultando,
se libere el máximo Q sensible.
39
GRAFICAS
Calores sensible y latente totales en el mall
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00h o r a
Q sensible totalQ latente total
40
Calor Sensible Vs tiempo
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00
Ho ra
PrecámaraCorredorAlmacen 1Almacen 2RestauranteAlmacen 4Almacen 5
Calor Latente Vs tiempo
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00Ho r a
PrecámaraCorredorAlmacen 1Almacen 2RestauranteAlmacen 4Almacen 5
41
Calor Total por recinto Vs tiempo
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00
Ho r a
PrecámaraCorredorAlmacen 1Almacen 2RestauranteAlmacen 4Almacen 5
42
GRAFICAS DE LAS CONDICIONES MEJORADAS
Calores sensible y latente totales mejorados en el mall
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
900000
2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00
h o r a
Q sensible totalQ latente total
Calor Sensible mejorado Vs tiempo
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
200000
2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00
Ho r a
PrecámaraCorredorAlmacen 1Almacen 2RestauranteAlmacen 4Almacen 5
43
Calor Latente mejorado Vs tiempo
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00
Ho r a
PrecámaraCorredorAlmacen 1Almacen 2RestauranteAlmacen 4Almacen 5
Calor Total por recinto mejorado Vs tiempo
0
50000
100000
150000
200000
250000
2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00
Ho r a
PrecámaraCorredorAlmacen 1Almacen 2RestauranteAlmacen 4Almacen 5
44