Cálculo de cargas térmicas: conceptos básicos y métodos

¿Te has preguntado alguna vez cómo se diseñan los sistemas de climatización para que funcionen siempre de manera óptima? La respuesta está en las cargas térmicas, que deben calcularse para determinar la cantidad de calor que debe ser añadida o eliminada de un espacio para mantener condiciones de confort idóneas. En este artículo trataremos de resolver las dudas sobre cómo realizar el cálculo de cargas térmicas de una vivienda. ¡No puedes perdértelo!

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Diferentes cargas térmicas: cómo se calculan

Empezaremos por lo más básico: definir las cargas térmicas. Entendemos por este concepto la cantidad de energía térmica que un espacio cerrado intercambia con el exterior, como resultado de las diferencias en las condiciones de temperatura y humedad. Su cálculo es fundamental, ya que nos ayuda a determinar cuánto frío o calor necesitamos producir para mantener un espacio agradable en la vivienda.

Para el cálculo de cargas térmicas se tienen en cuenta factores como el número de personas, los electrodomésticos en uso, la luz solar que entra por las ventanas, y mucho más. Es como hacer un presupuesto térmico para la vivienda.

Además, cuando se habla de carga térmica sobre un edificio, se entiende que nos referimos a un fenómeno que tiende a modificar la temperatura interior del aire o su contenido en humedad. En este sentido, podemos hacer una primera clasificación de las cargas térmicas, tomando como punto de partida su incidencia:

• Cargas térmicas sensibles: son aquellas que van a originar una variación en la temperatura del aire.
• Cargas térmicas latentes: son aquellas que van a originar una variación en la humedad absoluta del ambiente, contenido de agua en el aire.

No obstante, si el criterio en el que nos apoyamos para su clasificación es el origen de la carga, podemos encontrarnos con otras dos opciones:

• Cargas térmicas procedentes del ambiente exterior del edificio: a través de cerramientos; a través de superficies acristaladas, ventanas y claraboyas; introducidas a través de la ventilación; debidas a infiltración.
• Cargas térmicas generadas en el interior del edificio: generadas por las personas; de iluminación; generadas por equipos eléctricos o informáticos; y otras generadas en el interior.

Partiendo de estas nociones esenciales, detallaremos ahora los métodos fundamentales para el cálculo de cargas térmicas, tanto para calefacción (invierno) como para refrigeración (verano). ¡Sigue leyendo para descubrir cómo hacerlo!

Cálculo de cargas térmicas para la climatización

En época de verano se preverá la existencia de cargas térmicas sensibles, debidas a la diferencia de temperatura y a la radiación térmica, y cargas latentes por aportación de humedad al aire. Por lo tanto, para hacer el cálculo de cargas térmicas de forma adecuada, debemos tener en cuenta los siguientes procedimientos. ¡Toma nota!

Cálculo de cargas sensibles

Dependiendo del origen de la carga, así es como se realizará el cálculo de cargas térmicas sensibles:

• Carga térmica sensible por transmisión a través de cerramientos opacos. Para calcularla utilizaremos la fórmula: Q = K S DTE, donde DTE es la diferencia de temperaturas, corregida según la orientación del muro y su peso.
• Carga sensible por transmisión a través de cerramientos traslúcidos. En este caso no se corrige en función de la orientación, ya que la radiación solar se cuantifica como carga aparte. La fórmula para este caso es: Q = K S t, donde t es la diferencia de temperaturas entre la cara exterior del cerramiento y la interior.
• Carga térmica sensible por radiación solar. La radiación solar atraviesa superficies transparentes y traslúcidas y calienta las superficies interiores, por lo que aumenta la temperatura interior de la estancia. Se obtiene a través de la fórmula: Q = S R f, donde R es la radiación solar en kcal/h m2 tabulada para la latitud en la que esté situada la vivienda de cálculo, y f es el factor de corrección de la radiación en función del vidrio.
• Carga térmica sensible por infiltración o ventilación de aire exterior. Se determina a través de la fórmula: Q = V 0,29 t, donde V es el caudal de aire infiltrado o de ventilación, 0,29 es el calor específico del aire y t es la diferencia de temperatura entre el exterior y el interior.

Cálculo de cargas latentes

Por otro lado, el cálculo de cargas térmicas latentes, dependiendo de cómo se origine, podrá calcularse de las siguientes formas:

• Carga térmica sensible y latente por ocupación. Se obtiene de multiplicar una valoración del calor sensible emitido por la persona tipo por el número de personas previstas en la estancia. Cabe decir que la cantidad de calor emitido por persona se extrae de una tabla en la que se tiene en cuenta el tipo de estancia, y son datos que se pueden extraer del RITE.
• Carga térmica sensible generada por la iluminación. En este caso se considera que la potencia de la lámpara se transforma en calor sensible, así para lámparas de descarga Q = Potencia (kW) 860 y para lámparas de descarga Q= 1,25 Potencia (kW) 860
• Carga latente por ventilación o infiltración de aire exterior. Se determina con la fórmula: Q = V 0,72 w, donde w es la diferencia de humedad absoluta entre el exterior y el interior y 0,72 es el producto de la densidad del aire por el calor latente de vaporización del agua.

Cabe tener en cuenta que, a la hora de realizar el cómputo para nuestra vivienda, lo ideal es realizarlo por estancias, es decir, calcular las cargas térmicas de cada estancia por separado.

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1. Diferentes cargas térmicas: cómo se calculan
2. Cálculo de cargas térmicas para la climatización
   1. Cálculo de cargas sensibles
   2. Cálculo de cargas latentes
3. ¡Especialízate en Instalaciones Frigoríficas y de Climatización!