Ver 2ª PARTE
El factor de tolerancia especial es el ratio del consumo de
potencia de los accesorios de iluminación, incluyendo lámparas y balastos, al
consumo de potencia nominal de las lámparas. En iluminación incandescente, este
factor es 1. Para iluminación fluorescente, se tiene en cuenta la potencia
consumida por el balasto además del efecto del balasto en el consumo de
potencia de la lámpara. El factor de tolerancia especial puede ser menos de 1
para los balastos electrónicos que consumen menos electricidad que el consumo
de potencia nominal de las lámparas.
En las lámparas de descarga de alta intensidad (ej. haluros
metálicos, vapor de mercurio, lámparas de vapor de socio de baja y alta
presión), el consumo de potencia del sistema de iluminación actual puede ser
obtenido de la información proporcionada por el fabricante. Los balastos
disponibles para lámparas de haluros metálicos y vapor de sodio de alta presión
pueden tener factores de tolerancia especial de 1,3 (para lámparas con número
de vatios bajo).
Un procedimiento alternativo es estimar la ganancia de calor
de iluminación por ft2 (o m2). En la siguiente tabla
mostramos la máxima densidad de potencia de iluminación (lighting power density
LPD) permitido por ASHRAE Standard 90.1-2007 para un rango de tipos de espacio.
Tipos de espacios comunes
|
LPD, w/m2
|
Tipos de espacios específicos
|
LPD, w/m2
|
Oficinas cerradas
|
12
|
Área de ejercicios del
gimnasio
|
15
|
Oficinas abiertas
|
12
|
Habitación de hospital
|
8
|
Lobby de hotel
|
12
|
Radiología
|
4
|
Comedor de hotel
|
14
|
Lavandería
|
6
|
Laboratorio
|
15
|
Fabricación a baja altura
(techo < 7,6 m)
|
13
|
Pasillo de hospital
|
11
|
Fabricación en de gran
altura (techo > 7,6 m)
|
18
|
Almacenaje activo
|
9
|
Fabricación detallada
|
23
|
Almacenaje inactivo
|
3
|
Habitaciones de hotel
|
12
|
Taller mecánico/eléctrico
|
16
|
Garage
|
2
|
MOTORES ELÉCTRICOS
Cuando debemos acondicionar un espacio en el que se utilizan
motores eléctricos la utilización de los mismos origina calor y por tanto nos
están restando eficacia al sistema de enfriamiento. Ello nos obliga a aplicar
factores de seguridad que acaban provocando un mayor consumo de energía.
Incluso en locales como establecimientos tales como los locales comerciales hay
una gran variación en los motores que vamos a utilizar en su interior y nos
vemos obligados a sobredimensionar.
La ganancia de calor sensible instantáneo de equipos
operados por motores eléctricos en un espacio acondicionado se calcula de la
siguiente forma:
Donde:
- qem = Equivalente de calor de operación del equipo, W
- P = Potencia nominal del motor, W
- EM = Eficiencia de motor, fracción decimal < 1
- FUM = Factor de uso del motor, 1 o fracción decimal < 1
- FLM = Factor de carga del motor, 1 o fracción decimal < 1
En la siguiente tabla damos las eficiencias mínimas y datos
relacionados representativos de los motores eléctricos típicos (Fuente: ASHRAE
Standard 90.1 – 2007).
|
|
Eficiencia a plena carga nominal mínima, %
|
|||||
|
Motores abiertos
|
Motores encerrados
|
|||||
|
Número de polos
|
2
|
4
|
6
|
2
|
4
|
6
|
|
Velocidad síncrona (RPM)
|
3600
|
1800
|
1200
|
3600
|
1800
|
1200
|
|
Kilovatios del motor
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8
|
--
|
82,5
|
80,0
|
75,5
|
82,5
|
80,0
|
|
1,1
|
82,5
|
84,0
|
84,0
|
82,5
|
84,0
|
85,5
|
|
1,5
|
84,0
|
84,0
|
85,5
|
84,0
|
84,0
|
86,5
|
|
2,2
|
84,0
|
86,5
|
86,5
|
85,5
|
87,5
|
87,5
|
|
3,7
|
85,5
|
87,5
|
87,5
|
87,5
|
87,5
|
87,5
|
|
5,6
|
87,5
|
88,5
|
88,5
|
88,5
|
89,5
|
89,5
|
|
7,5
|
88,5
|
90.2
|
90,2
|
89,5
|
89,5
|
89,5
|
|
11,1
|
89,5
|
90,2
|
90,2
|
90,2
|
91,0
|
90,2
|
|
14,9
|
90,2
|
91,0
|
91,0
|
90,2
|
91,0
|
90,2
|
|
18,7
|
91,0
|
91,7
|
91,7
|
91,0
|
92,4
|
91,7
|
|
22,4
|
91,0
|
92,4
|
92,4
|
91,0
|
92,4
|
91,7
|
|
29,8
|
91,7
|
93,0
|
93,0
|
91,7
|
93,0
|
93,0
|
|
37,3
|
92,4
|
93,0
|
93,0
|
92,4
|
93,0
|
93,0
|
|
44,8
|
93,0
|
93,6
|
93,6
|
93,0
|
93,6
|
93,6
|
|
56,0
|
93,0
|
93,6
|
93,6
|
93,0
|
94,1
|
93,6
|
|
74,6
|
93,0
|
94,1
|
94,1
|
93,6
|
94,5
|
94,1
|
|
93,3
|
93,6
|
94,1
|
94,1
|
94,5
|
94,5
|
94,1
|
|
111,9
|
93,6
|
94,5
|
94,5
|
94,5
|
95,0
|
95,0
|
|
149,2
|
94,5
|
94,5
|
94,5
|
95,0
|
95,0
|
95,0
|
El factor de uso del motor puede aplicarse cuando el uso del motor se usa de forma intermitente, con periodos significativos en los que no se usa. Para aplicaciones convencionales su valor es 1.
El factor de carga del motor es la fracción de la capacidad
nominal obtenida bajo las condiciones de la estimación de carga de
enfriamiento. En la ecuación anterior se asume que tanto el equipo como la
transmisión están en el espacio acondicionado. Si el motor está fuera del
espacio o corriente de aire.
Cuando el motor está en el interior del espacio
acondicionado pero la máquina de transmisión está en el exterior.
La ecuación anterior podemos también aplicarla a un
ventilador o bomba en el espacio acondicionado con el aire de salida o el
fluido de las bombas en el exterior del espacio.
APARATOS
La estimación de la carga de enfriamiento debe considerar la
ganancia de calor que se produce por el uso de aparatos eléctricos, gas o
vapor). En la siguiente tabla incluimos las tasas de calor radiante y ganancia
de calor convectiva en aparatos eléctricos típicos. Esta información es
proporcionada por los fabricantes. Veamos algunos ejemplos:
Potencia, W
|
Ganancia de calor, W
|
|||||||
Aparatos
|
Nominal
|
Standby
|
Radiante sensible
|
Convectivo sensible
|
Latente
|
Total
|
Factor de uso Fu
|
Factor de radiación Fr
|
Máquina de café expreso
|
2403
|
352
|
117
|
234
|
0
|
352
|
0,15
|
0,33
|
Horno de pan
|
6008
|
3693
|
645
|
3048
|
0
|
3693
|
0,61
|
0,17
|
Tostador
|
1788
|
879
|
59
|
410
|
293
|
762
|
0,49
|
0,07
|
Congelador pequeño
|
791
|
322
|
147
|
176
|
0
|
322
|
0,41
|
0,45
|
Horno microondas
|
3194
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
Calentador de alimentos
|
1495
|
1026
|
88
|
176
|
762
|
1026
|
0,69
|
0,08
|
Ganancia de calor por área
Diversos ensayos han mostrado que la ganancia de calor
actual por área unitaria, o factor de carga, tiene un rango que va de 4,7 a
11,6 W/m2, con un promedio de 8,7 W/m2. En la siguiente
tabla presenta un rango de factores de carga con una descripción subjetiva del
tipo de espacio en el que se aplica.
Densidad de carga de oficina
|
Factor de carga W/m2
|
Descripción
|
Ligero
|
5,4
|
Asumir 15,5 m2/estación
de trabajo (6,5 estaciones de trabajo por 100 m2) con computadora
y monitor en cada impresora y fax. Diversidad de computadora, monitor y fax
0,67, diversidad de impresora 0,33.
|
Medio
|
10,8
|
Asumir 11,6 m2/estación de
trabajo (8,5 estaciones de trabajo por 100 m2) con computador y monitor en
cada impresora y fax. Diversidad de computador y monitor 0,75, diversidad de
impresora y fax 0,5.
|
Medio/pesado
|
16,1
|
Asumir 9,3 m2/estación de
trabajo (11 estaciones de trabajo por 100 m2) con computadora y monitor en
cada impresora y fax. Diversidad de computadora y monitor 0,75, diversidad de
impresora y fax 0,5.
|
Pesado
|
21,5
|
Asumir 7,8 m2/estación de
trabajo (13 estaciones de trabajo por 100 m2) con computadora y monitor en
cada impresora y fax. Diversidad de computadora y monitor 1,0, diversidad de
impresora y fax 0,5
|
Diversidad: El ratio de carga eléctrica pico medida en los
paneles del equipo respecto a la suma de carga eléctrica máxima de cada
elemento individual del equipo es la diversidad de uso. En una oficina pequeña usualmente
se contribuye a la ganancia de calor al espacio con la suma de cada valor
individual. En las áreas progresivamente más grandes con muchos equipos siempre
experimentan algún grado de diversidad de uso resultante del porcentaje de
tales equipos que no está en operación en un momento dado. La diversidad en las
oficinas grandes puede variar entre el 37 y el 78 %, con una media del orden
del 46 %.
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