Calculadora de carga térmica de enfriamiento
Una estimación rápida para el diseño preliminar, el presupuesto y la práctica de HVAC. El tipo de espacio y el área dan las cargas sensible y latente, el FCS del local y el caudal de aire de suministro; «Abrir en la carta psicrométrica» dibuja en la calculadora el punto del local, la línea de FCS y el punto exterior.
Base de cálculo
Las cargas del local son sumas de valores por concepto; la carga por aire exterior es el mismo cálculo psicrométrico que la tarjeta de proceso de la calculadora. En enfriamiento, el calor que hay que extraer cuenta como positivo; en calefacción, cuenta como positivo el calor que hay que aportar.
| Concepto | Ecuación | Notas · base |
|---|---|---|
| Personas | qs = N·s, ql = N·l | s y l de la tabla de personas de abajo (W por persona). N = densidad × A / 100, o un número de personas |
| Iluminación, equipos | q = L·A, q = E·A | Todo sensible y de forma inmediata (sin diversidad ni acumulación). Los valores son de referencia |
| Envolvente (simplificada) | q = U·Ae·(t_o − t_r) + S·A | Conducción solo con la diferencia de bulbo seco; solar y otros como un solo valor por área de piso. En calefacción se usa U·Ae·(t_r − t_o) |
| Caudal de aire exterior | Q = (Rp·N + Ra·A)/Ez × 3.6 | Procedimiento de tasa de ventilación de ASHRAE 62.1. Ez de la tabla de efectividad de distribución de aire de la zona de 62.1: 1.0 por defecto en enfriamiento (suministro de aire frío por el techo), 0.8 en calefacción (suministro de aire caliente por el techo, retorno por el techo). O Q = n·A·H, o un valor directo |
| Sensible del aire exterior | qs = ṁ·(1.006 + 1.86 W_o)·(t_o − t_r) | ṁ = Q / (3600·v_o) con el volumen específico exterior; la misma definición que la tarjeta de proceso (de exterior a local) |
| Latente del aire exterior | ql = ṁ·(h_o − h_r) − qs | Total menos sensible (como en la tarjeta de proceso); humedad ṁ·(W_o − W_r) |
| FCS del local | FCS = Σqs / (Σqs + Σql) | Solo las cargas del local, sin el aire exterior; con esto se dibuja la línea de FCS en la carta |
| Caudal de aire de suministro (enfriamiento) | ṁ_s = q_r / (h_r − h_s), Q_s = ṁ_s·v_s | t_s = t_r − ΔT; el estado de suministro hace que el FCS de suministro al local sea igual al FCS del local (como en el panel de enfriamiento de la calculadora) |
| Caudal de aire de suministro (calefacción) | ṁ_s = q_r / ((1.006 + 1.86 W_s)·ΔT) | t_s = t_r + ΔT, W_s = W_r (como en el panel de calentamiento de la calculadora) |
| Unidades | 1 TR = 3.517 kW, 1 kcal = 4.1868 kJ | Tonelada de refrigeración US, caloría IT |
Ganancia de calor de los ocupantes (ASHRAE Fundamentals, capítulo 18, Tabla 1)
Valores ajustados para la mezcla normal de hombres, mujeres y niños en un local a 24 °C (W por persona, baja velocidad del aire). En un local más cálido, el mismo total se desplaza hacia el calor latente. El valor del restaurante incluye el calor de la comida. Las ediciones difieren ligeramente, así que compáralo con la edición que uses.
| Actividad | Aplicación típica | Sensible W | Latente W |
|---|---|---|---|
| Sentado en un teatro | Teatro | 65 | 30 |
| Sentado, trabajo muy ligero | Oficinas, hoteles, apartamentos | 70 | 45 |
| Trabajo de oficina moderadamente activo | Oficinas, hoteles, apartamentos | 75 | 55 |
| De pie, trabajo ligero; caminando | Grandes almacenes, comercio | 75 | 55 |
| Caminando, de pie | Farmacia, banco | 75 | 70 |
| Trabajo sedentario (restaurante) | Restaurante | 80 | 80 |
| Trabajo ligero en banco | Fábrica | 80 | 140 |
Tasas de aire exterior (ASHRAE 62.1, Tabla 6-1)
Aire exterior por persona y por área, y densidad de ocupantes predeterminada, según el procedimiento de tasa de ventilación. El aire exterior de la zona de respiración Vbz = Rp·Pz + Ra·Az se divide entre Ez, de la tabla de efectividad de distribución de aire de la zona de 62.1 (1.0 para suministro de aire frío por el techo, 0.8 para suministro de aire caliente por el techo con retorno por el techo; la calculadora parte de 1.0 en enfriamiento y 0.8 en calefacción, y se puede elegir cualquiera). Los valores cambian entre ediciones, así que consulta la que corresponda. No se incluyen los caudales de ventilación mínimos que exija la normativa local, porque aquí no se pudo comprobar el texto de la fuente.
| Ocupación | Rp L/s·persona | Ra L/s·m² | Densidad /100 m² | m³/h por persona |
|---|---|---|---|---|
| Espacio de oficinas | 2.5 | 0.3 | 5 | 30.6 |
| Salas de conferencias y reuniones | 2.5 | 0.3 | 50 | 11.2 |
| Ventas (comercio) | 3.8 | 0.6 | 15 | 28.1 |
| Comedores de restaurantes | 3.8 | 0.9 | 70 | 18.3 |
| Aulas (9 años o más) | 5 | 0.6 | 35 | 24.2 |
| Aula de clase magistral | 3.8 | 0.3 | 65 | 15.3 |
Valores iniciales por tipo de espacio
Solo los valores con una fuente en la columna de base tienen fuente; los marcados como referencia son valores iniciales generosos que no se pudieron comprobar con una fuente. Escribe los tuyos.
| Tipo de espacio | Ocupantes, calor | Aire exterior | Iluminación, equipos W/m² |
|---|---|---|---|
| Oficina | 5 /100 m² (62.1), 75/55 W | Rp 2.5, Ra 0.3 (62.1) | 10 · 15 (referencia) |
| Sala de reuniones | 50 /100 m² (62.1), 70/45 W | Rp 2.5, Ra 0.3 (62.1) | 10 · 5 (referencia) |
| Comercio | 15 /100 m² (62.1), 75/55 W | Rp 3.8, Ra 0.6 (62.1) | 15 · 5 (referencia) |
| Comedor de restaurante | 70 /100 m² (62.1), 80/80 W | Rp 3.8, Ra 0.9 (62.1) | 12 · 10 (referencia) |
| Aula | 35 /100 m² (62.1), 70/45 W | Rp 5, Ra 0.6 (62.1) | 10 · 5 (referencia) |
| Vivienda (apartamento) | 4 personas (referencia), 70/45 W | 0.5 ACH (referencia; consulta la normativa local) | 6 · 5 (referencia) |
| Sala de servidores | 2 personas (referencia), 70/45 W | 100 m³/h (referencia) | 10 · 500 (referencia) |
Límites del método rápido
Este método suma valores por concepto, así que no calcula la ganancia solar (orientación, hora, sombreado de vidrios), el desfase por acumulación de muros y local, la hora pico, la infiltración, las ganancias de ductos y ventiladores, el recalentamiento ni los factores de seguridad. Úsalo para el dimensionamiento preliminar, el presupuesto y la práctica; antes de seleccionar equipos, haz un cálculo de carga detallado (HAP, TRACE y otros programas que usen el método RTS de ASHRAE).
La calefacción omite las ganancias internas y solares y cuenta solo la conducción de la envolvente y el aire exterior, lo que queda del lado seguro. La humidificación cubre solo el aire exterior; la humedad que se libera en el local (personas, etc.) no se cuenta.
Ejemplo resuelto
Oficina de 100 m², local a 26 °C y 50 %, exterior a 32 °C y 60 %, densidad de 5 por 100 m², lo que da 5 personas, trabajo de oficina moderadamente activo 75/55 W, iluminación 10, equipos 15 y solar 20 W/m², U 1.0 W/m²K × 50 m², aire exterior según 62.1 (2.5 × 5 + 0.3 × 100) × 3.6 = 153 m³/h, diferencia de suministro 10 K.
Local: personas 0.375/0.275 kW, iluminación 1.000, equipos 1.500, envolvente 1.0 × 50 × 6 = 0.300, solar 2.000 kW, o sea sensible 5.175, latente 0.275, FCS = 5.175 / 5.450 = 0.950.
Aire exterior: W_o 18.033, W_r 10.496 g/kg, h_o 78.37, h_r 52.91 kJ/kg, v_o 0.8895 m³/kg, así que ṁ = 153 / (3600 × 0.8895) = 0.04778 kg/s, sensible 0.04778 × 1.0395 × 6 = 0.298 kW, total 0.04778 × 25.45 = 1.216 kW, latente 0.918 kW, humedad 1.30 kg/h.
Total: sensible 5.473, latente 1.193, total 6.666 kW = 1.90 TR = 5,732 kcal/h. Suministro a 16 °C y 10.282 g/kg, ṁ = 5.450 / (52.91 − 42.12) × 3600 = 1,817 kg/h, es decir 1,513 m³/h (el atajo con ρ = 1.2 y cp = 1.006, 5.175 kW / (1.2 × 1.006 × 10), da 1,543 m³/h, una diferencia del 2 %).
La diferencia del 2 % viene de que el atajo fija ρ·cp en 1.2 kg/m³ y 1.006 kJ/kgK; este cálculo usa el calor específico del aire húmedo 1.006 + 1.86·W (1.025) y el volumen específico de suministro (0.833 m³/kg por kg de aire seco).
Fuentes
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), capítulo 18, Nonresidential Cooling and Heating Load Calculations, Tabla 1: ganancia de calor de los ocupantes según la actividad
- ANSI/ASHRAE Standard 62.1, Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality: Tabla 6-1 de tasas mínimas de ventilación, tabla de efectividad de distribución de aire de la zona (Ez)
- Normativa local de ventilación: consulta los cambios de aire por hora mínimos que exige a tu tipo de edificio (no se incluyen en los cálculos)
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), capítulo 1, Psychrometrics: ecuaciones del aire húmedo (motor de la calculadora)
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula la carga térmica de enfriamiento?
Suma la carga sensible del local (personas, luces, equipos, conducción de la envolvente, sol) y la carga latente del local (personas), y luego la carga del aire exterior para llevarlo a las condiciones del local. Esta calculadora completa cada concepto a partir de un tipo de espacio predefinido y del área, separado en sensible y latente en kW, TR y kcal/h. No se modelan los efectos horarios del sol ni de la acumulación.
¿Cómo se obtiene el caudal de aire de suministro?
Fórmula rápida: caudal de aire (m³/h) = sensible del local (kW) × 3,600 ÷ (1.2 × 1.006 × diferencia de temperatura de suministro). 10 kW y 10 K dan unos 2,980 m³/h. La calculadora obtiene la misma magnitud con más exactitud a partir de la diferencia de entalpía y el volumen específico del punto de suministro sobre la línea de FCS del local.
¿Cómo convierto una carga de enfriamiento en kW a toneladas o Btu/h?
1 tonelada US = 3.517 kW y 1 kW = 3,412 Btu/h, así que 35 kW son unas 9.95 toneladas o 119,400 Btu/h. Las tablas completas y la tonelada japonesa están en https://psychart.kr/es/tools/units/rt-kw/
Última actualización: 2026-10-12.