03 Ejercicios

1. Calcular la pérdida de calor diaria por los cerramientos de este edificio.

Datos:

λ1 = 0.75 Kcal/mhºC, λ2 = 5.18 Kcal/mhºC, λ3 = 0.42 Kcal/mhºC, λ4 = 0.26 Kcal/mhºC

Cálculo de la superficie de la fachada.

St = 16 m x 12 m + 24 m x 6 m + 24 m x 6 m + 15 m x 6 m + 15 m x 6 m + 16 m x 12 m ;

St = 192 m2 + 144 m2 + 144 m2 + 90 m2 + 90 m2 + 192 m2 = 852 m2

Sc = 5 ( 5 m x 1.8 m ) + 16 ( 2 m x 1.8 m ) = 45 m2 + 57.6 m2 = 102.6 m2

Sf = St - Sc

Sf = 852 m2 - 102,6 m2 = 749.4 m2

Cáculo de la resistencia de la fachada.

R = e/λ

Rf = ΣR

Rf = Rse + R1 + R2 + R3 + R4 + Rsi = 1/he + e1/λ1 + e2/λ2 + e3/λ3 + e4/λ4 + 1/hi

Rf = 1/0.03 + 012/0.75 + 0.08/5.18 + 0.07/0.42 + 0.02/0.26 + 1/0.11 ;

Rf = 33.333 + 0.16 + 0.015 + 0.166 + 0.076 + 9.09 = 42.975 m2hºC/Kcal

Cálculo de la pérdida de calor de la fachada.

Qf = Sf (ti-te)/Rf

Qf = 749.4 m2 ( 20ºC - 12ºC ) / 42.975 m2hºC/Kcal ;

Qf = 5995.2 m2ºC / 42.975 m2hºC/Kcal ;

Qf = 139,50 Kcal/h

Cálculo de la pérdida de calor diaría.

Qd = Qf x 24 h

Qd = 139.5 Kcal/h x 24 h = 3348 Kcal/día

2. Calcular la pérdida de calor a través de las ventanas del ejercicio anterior. Calcular la U de cada tipo de ventana.

Datos:

Ventanas de PVC con carpintería de 10 cm. Cristales de 6 mm. Cada ventana tiene 2 cristales pegados.

h_i = 7.69, h_e= 25, t_i= 20ºC, t_e = 12ºC, λ_pvc = 0.18, λ_cristal = 0.82, e_pvc = 10 cm, e_cristal= 6 mm

Cálculo de la superficie de PVC.

Ventana 1 (5 x 1.8).

Sv1 = 5 m x 0.2 m + 1.6 m x 0.4 m = 1 m2 + 0.64 m2 = 1.64 m2

Superficie total de las 5 ventanas 1.

Stv1 = 5 x 1.64 m2 = 8.2 m2 de PVC

Ventana 2 ( 2 x 1.8).

Sv2 = 2 m x 0.2 m + 1.6 m x 0.3 m = 0.4 m2 + 0.48 m2 = 0.88 m2

Superficie total de las 16 ventanas 2.

Stv2 = 16 x 0.88 m2 = 14.08 m2 de PVC

Superficie total de PVC.

Stpvc = 8.2 m2 + 14.08 m2 = 22.28 m2 de PVC

Cálculo del hueco de las ventanas.

St = 5 x 5 m2 x 1.8 m2 + 16 x 2 m2 x 1.8 m2 = 45 m2 + 57.6m2 = 102.6 m2

Cálculo de la superficie acristalada.

Sc = St - Spvc

Sc = 102.6 m2 - 22.28 m2 = 80.32 m2 de cristal

Cálculo de la resistencia térmica del PVC.

Rtpvc = 1/he + epvc/λpvc + 1/hi

Rtpvc = 1/25 + 0.1/0.18 + 1/7.69 = 0.04 + 0.55 + 0.13 ;

Rtpvc = 0.72 m2hºC/Kcal

Cálculo de la resistencia térmica del cristal.

Rtcristal = 1/he + ecristal/λcristal + 1/hi

Rtcristal = 1/25 + 0.012/0.82 + 1/7.69 = 0.04 + 0.014 + 0.13 ;

Rtcristal = 0.184 m2hºC/Kcal

Cálculo de la transmitancia.

U = 1/ Rpvc + Rcristal

U = 1 / (0.72 + 0.184 ) = 1/0.904 ;

U = 1.10 Kcal/m2hºC

Cálculo de la pérdida de calor del PVC.

Qpvc = Spvc (ti.te)/Rtpvc

Qpvc = 22.28 m2 (20ºC-12ºC)/0.72 m2hºC/Kcal ;

Qpvc = 247.55 Kcal/h

Cálculo de la pérdida de calor del cristal.

Qcristal = Scristal (ti-te)/Rtcristal

Qcristal = 80.32 m2 (20ºC-12ºC)/0.184 m2hºC/Kcal ;

Qcristal = 3492.17 Kcal/h

Pérdida de calor por las ventanas.

Qventanas = Qpvc+ Qcristal

Qventanas = 247.55 Kcal/h + 3492.17 Kcal/h = 3739.72 Kcal/h

3. Partiendo del ejercicio 1 y teniendo la cubierta y suelo tipo, calcula la perdida de calor por cubierta y suelo. El terreno en contacto con el suelo esta a 6ºC.

Datos:

ti = 20ºC, te = 12ºC, tsuelo = 6ºC

Cálculo de la superficie del techo y del suelo.

Stecho = 16 m x 24 m = 384 m2

Ssuelo = 16 m x 24 m = 384 m2

Cálculo de la resistencia de la cubierta.

Rcubierta = ΣR

Rcubierta = 0.04/1.03 + 0.19/0.42 + 0.02/0.26 + 0.10 + 0.04 ;

Rcubierta = 0.038 + 0.452 + 0.076 + 0.10 + 0.04 ;

Rcubierta = 0.7 m2hºC/Kcal

Cálculo de la resistencia del suelo.

Rsuelo = ΣR

Rsuelo = 0.04/1.03 + 0.2/1.4 + 0.17 + 0.04 ;

Rsuelo = 0.038 + 0.142 + 0.17 + 0.04 ;

Rsuelo = 0.39 m2hºC/Kcal

Cálculo de la pérdida de calor del techo.

Qcubierta = 384 m2 ( 20ºC - 12ºC ) / 0.7 m2hºC/Kcal ;

Qcubierta = 4388.57 Kcal/h

Cálculo de la pérdida de calor del suelo.

Qsuelo = 384 m2 ( 20ºC - 6ºC ) / 0.39 m2hºC/Kcal ;

Qsuelo = 13784.61 Kcal/h