Fórmula de calor total hvac
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Las bombas de calor, los acondicionadores de aire y los frigoríficos utilizan la transferencia de calor del frío al calor. Son motores térmicos que funcionan al revés. Decimos al revés, en lugar de al revés, porque salvo los motores de Carnot, todos los motores térmicos, aunque pueden funcionar al revés, no pueden realmente invertirse. La transferencia de calor se produce desde un depósito frío Qc hacia uno caliente. Esto requiere un aporte de trabajo W, que también se convierte en transferencia de calor. Por lo tanto, la transferencia de calor al depósito caliente es Qh = Qc + W. (Obsérvese que Qh, Qc y W son positivos, y que sus direcciones se indican en los esquemas y no por el signo). La misión de una bomba de calor es que la transferencia de calor Qh se produzca en un entorno cálido, como una vivienda en invierno. La misión de los acondicionadores de aire y de los frigoríficos es que la transferencia de calor Qc se produzca desde un entorno frío, como por ejemplo enfriar una habitación o mantener los alimentos a temperaturas más bajas que el entorno. (En realidad, una bomba de calor puede utilizarse tanto para calentar como para enfriar un espacio. Es esencialmente un acondicionador de aire y una unidad de calefacción, todo en uno. En esta sección nos concentraremos en su modo de calefacción).
Cálculo de la carga de calor sensible y latente
Las bombas de calor, los acondicionadores de aire y los frigoríficos utilizan la transferencia de calor del frío al calor. Son motores térmicos que funcionan al revés. Decimos marcha atrás, en lugar de marcha atrás, porque salvo los motores de Carnot, todos los motores térmicos, aunque pueden funcionar hacia atrás, no pueden realmente invertirse. La transferencia de calor se produce desde un depósito frío QcQc hacia uno caliente. Para ello es necesario el aporte de trabajo WW, que también se convierte en transferencia de calor. Así, la transferencia de calor al depósito caliente es Qh=Qc+WQh=Qc+W. (Obsérvese que QhQh, QcQc y WW son positivos, y que sus direcciones se indican en los esquemas y no por el signo). La misión de una bomba de calor es que la transferencia de calor QhQh se produzca en un entorno cálido, como una vivienda en invierno. La misión de los acondicionadores de aire y los frigoríficos es que la transferencia de calor QcQc se produzca desde un entorno frío, como por ejemplo enfriar una habitación o mantener los alimentos a temperaturas más bajas que el entorno. (En realidad, una bomba de calor puede utilizarse tanto para calentar como para enfriar un espacio. Es esencialmente un acondicionador de aire y una unidad de calefacción, todo en uno. En esta sección nos concentraremos en su modo de calefacción).
Ejemplo de cálculo del calor sensible
Conducto de ventilación con difusor de salida. Se instalan en todo el edificio para hacer entrar o salir el aire de las habitaciones. En el centro hay una compuerta para abrir y cerrar el conducto de ventilación para permitir que entre más o menos aire en el espacio.
El circuito de control en una instalación doméstica de HVAC. Los cables que se conectan al bloque de terminales azul en la parte superior derecha de la placa conducen al termostato. La caja del ventilador está directamente detrás de la placa, y los filtros pueden verse en la parte superior. El interruptor de seguridad está en la parte inferior izquierda. En la parte inferior central está el condensador.
La calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC)[1] es el uso de varias tecnologías para controlar la temperatura, la humedad y la pureza del aire en un espacio cerrado. Su objetivo es proporcionar confort térmico y una calidad de aire interior aceptable. El diseño de sistemas HVAC es una subdisciplina de la ingeniería mecánica, basada en los principios de la termodinámica, la mecánica de fluidos y la transferencia de calor. A veces se añade “refrigeración” a la abreviatura del campo como HVAC&R o HVACR, o se elimina “ventilación”, como en HACR (como en la designación de los disyuntores con clasificación HACR).
Fórmula de la capacidad de refrigeración total y sensible
Diferentes COP de las bombas de calorEjemplo: Tenemos una bomba de calor de 1000W con un COP de 3,5. Eso significa que la alimentamos con 1000W, y la bomba de calor nos devuelve 3500W de calor. Es una bomba de calor de alta eficiencia energética. Hervirá casi 10 galones de agua por hora.
Ejemplo: Incluso un pequeño calentador de agua eléctrico sin tanque funciona con 9.000W. Los más grandes, con más de 15 GPM, pueden consumir hasta 36 kWh cada hora. El elevado COP de una bomba de calor de este tipo es esencial para optimizar los costes de electricidad. Por otro lado, los aparatos que no gastan mucha energía -como los aires acondicionados portátiles a pilas- tienen un COP bajo.
Si aplicamos la 2ª ley de la termodinámica y hacemos un poco de derivación, podemos ver los valores de COP para una bomba de calor teóricamente 100% ideal y un aire acondicionado ideal (también lo llamamos máquina de Carnot). Hagamos primero lo de la bomba de calor:
El estándar dorado: La prueba estándar para medir el COP de una bomba de calor se realiza con Thot = 95F (308K) y Tcold = 32F (273K). Esto significa que en un caso 100% ideal el COP máximo es de 8,8. Pero en la práctica, es inferior.