calculo de cargas de un centro...

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



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



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


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


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.


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.


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





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


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.


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


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


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


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


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


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


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


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


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


44

calculo de cargas de un centro...

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