Solucion A Un Problema De Carga De Enfriamiento

SOLUCION DE UN PROBLEMA DE CALCULO DE CARGA DE ENFRIAMIENTO

INFORMACION GENERAL

Se desea calcular la carga de enfriamiento para el salón mayor del modulo 90 con capacidad para 216 personas, la cual tiene las siguientes características:

Datos del lugar norte:

Area de la pared de ladrillo de 12 plg: 3m(23.907m-1.92m-1.64m)=61.23m^2=658.74〖ft〗^2

Area de la puerta de lamina galvanizada externa: 1.64m(2.1m)=3.44m^2=37.05〖ft〗^2

Area de la ventana: 0.9m(23.97m-1.92m)=19.84m^2=65.07〖ft〗^2

Area de la pared de block de 8 plg adyacente: 3.9m×1.92m=7.49m^2=80.56〖ft〗^2

Datos del lugar Oeste:

Area de la pared de ladrillo de 12 plg: 3m(2.47m-1.64m)=2.49m^2=26.79〖ft〗^2

Area de la puerta de lamina galvanizadaexterna: 1.64m(2.1m)=3.44m^2=37.05〖ft〗^2

Area de la ventana: 0.9m(2.47m-0.23m)=2.02m^2=21.73〖ft〗^2

Area de la pared de block de 8 plg adyacente: 3.9m(9.10m-2,47m)-2(0.82m×3m)=20.94m^2=225.26〖ft〗^2

Area de las puertas de madera internas adyacentes: 0.82m×3m=2.46m^2=26.46〖ft〗^2

Datos del lugar Sur:

Area de la pared de ladrillo de 12plg: 3.9m(23.47m-1.64m)=87.08m^2=936.92〖ft〗^2

Area de la puerta de lamina galvanizada externa: 1.64m(2.1m)+0.9m×1.64m=4.92m^2=52.93〖ft〗^2

Datos del lugar Este:

Area de la pared de block de 8 plg: 9.1m×3.9m-0.82m×(3m-0.86)=33.73m^2=362.94〖ft〗^2

Area de la puerta de madera interna: 0.82m(3m-0.86m)=1.75m^2=18.88〖ft〗^2

Area del techo: 23.97m×9.1m-1,92m(9,1m-2.47m)=205.4m^2=2209.75〖ft〗^2

Volumen total del espacio:

V_total=9.1m×23.97m×3.9m-1.92m×3.9m(9.1m-2.47m)=801.05m^2=92716.05〖ft〗^3

Las condiciones exteriores son de: 93 ℉ de BS y 70 ℉ BH

Las condiciones de diseño son de: 70℉ de BS y de ∅=65% según tabla 10-1 para estancia de mas de 40 min.

Las condiciones de ambientes adyacentes son de 80℉ de BS

Se considera que se tiene un mismo nivel en todo el piso y no se toman en cuenta las columnas.

SOLUCION:

Se determinan las características de las condiciones del aire exterior e interior.

Según tabla Psicometrica:

Exterior: ∅=31% 93℉ BS 70℉ BH h=34.1 Btu/h w=73 granos/lb 58 ℉ PR

Interior:

∅=65% 70℉ BS 62.5℉ BH h=28.3 Btu/h w=71 granos/lb

Se buscan todos los valores de los coeficientes de transmisión de los materiales, etc.

De tabla 4-6 para paredes de ladrillo de 12 plg lisas sin acabado interior U=0.36 Btu/(h〖ft〗^2℉)

De tabla 4-6 para paredes de block de 8 plg con yeso de ½ plg en ambas caras

U=0.52 Btu/(h〖ft〗^2℉)

De tabla 4-17 para ventanas con una lamina con exposición exterior U=1.13 Btu/(h〖ft〗^2℉)

De tabla 4-16 para puertas de madera solida de 2_2^1 plg U=0.36 Btu/(h〖ft〗^2℉)

De tabla 17-7 para ladrillos de 12 plg para latitud norte los diferenciales totales para color claro son Norte 4, Sur 4, Este 6, Oeste 6.

De tabla IX-1 ganancia a travez de cristales para 14.5®, entonces se toma 10® norte a las 2 PM agosto 24-abril 20, Norte 14, Oeste 80, Sur 14, Este 14.

De tabla 4-11 sin cielo falso, sin piso de hormigón desnudo de 3 plg U=0.68 Btu/(h〖ft〗^2℉)

De tabla investigada de fuentes de internet para puerta de lamina metalica U=0.64 Btu/(h〖ft〗^2℉)

Se procede a determinar la carga de enfriamiento por barreras y efecto solar.

PARED NORTE

Pared, por diferencia de temperaturas y efecto solar.

t_e=4+6.5=10.5℉

Interpretando el texto de la pag 82 se determina que la te (temperatura equivalente) 93-70=23℉↔23-15=8↔te+8 pero debido a que la diferencia es 23 se pasa 3 sobre 20 por lo que hay que restarle 1℉ por cada 2 ℉ que se pasa 8-3/2=6.5℉ se le suma 6.5℉.

Q_1=UAt_e=0.36 Btu/(h〖ft〗^2℉) ×658.74〖ft〗^2×10.5℉=2490.04 Btu/h

Ventanas por transmisión

Q_2=UAt_e=1.13 Btu/(h〖ft〗^2℉) ×65.07〖ft〗^2 (93-70)℉=1691.17 Btu/h

Por efecto solar:

Según tabla 17-6 para ventanas con persianas venecianas interiores hojas a 45® f_2=0.56

Q_3=f_2 A〖q´〗_3=14 Btu/(h〖ft〗^2℉) ×65.07〖ft〗^2×0.56℉=510.15 Btu/h

Puerta de lamina, por transmisión:

Q_4=UAt_e=0.64 Btu/(h〖ft〗^2℉) ×37.05〖ft〗^2 (93-70)℉=545.38 Btu/h

Por efecto solar: No se encontraron factores para realizar los cálculos correspondientes debido al material de la puerta.

Q_t1=Q_1+Q_2+Q_3+Q_4= 2490.04 Btu/h+1691.17 Btu/h+510.15 Btu/h+545.38 Btu/h=5236.74 Btu/h

PARED OESTE

Pared, por diferencia de temperaturas y efecto solar.

t_e=6+6.5=12.5℉

Interpretando el texto de la pag 82 se determina que la te (temperatura equivalente) 93-70=23℉↔23-15=8↔te+8 pero debido a que la diferencia es 23 se pasa 3 sobre 20 por lo que hay que restarle 1℉ por cada 2 ℉ que se pasa 8-3/2=6.5℉ se le suma 6.5℉.

Q_1=UAt_e=0.36 Btu/(h〖ft〗^2℉) ×26.79〖ft〗^2×12.5℉=120.55 Btu/h

Ventanas por transmisión

Q_2=UAt_e=1.13 Btu/(h〖ft〗^2℉) ×21.73〖ft〗^2 (93-70)℉=564.76 Btu/h

Por efecto solar:

Según tabla 17-6 para ventanas con persianas venecianas interiores hojas a 45® f_2=0.56

Q_3=f_2 A〖q´〗_3=80 Btu/(h〖ft〗^2℉) ×21.73〖ft〗^2×0.56℉=973.50 Btu/h

Puerta de lamina, por transmisión:

Q_4=UAt_e=0.64 Btu/(h〖ft〗^2℉) ×37.05〖ft〗^2 (93-70)℉=545.38 Btu/h

Por efecto solar: No se encontraron factores para realizar los cálculos correspondientes debido al material de la puerta.

Q_t2=Q_1+Q_2+Q_3+Q_4=120.55 Btu/h+564.76 Btu/h+973.5 Btu/h+545.38 Btu/h=2204.19 Btu/h

PARED SUR

Pared,

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