ILUMINACION, EQUIPOS Y OCUPANTES
El Manual de la ASHRAE 2001- Fundamentals (Cap.29, Cálculos de carga de enfriamiento y calefacción para locales no residenciales), incluye una nueva metodología para el calculo de cargas de enfriamiento llamado el Método Radian Time Series (RTS). El procedimiento del RTS es un cálculo de cargas de enfriamiento que intenta reemplazar los otros tres métodos de cálculos publicados previamente por este manual.Estimación de Cargas de Enfriamiento
RTS fue desarrollado por el Departamento de Investigación de ASHRAE, fundada por muchos años con el fin de mejorar la exactitud mientras los ingenieros de mantenimiento aplican su experiencia y juicio en los procesos. Los procedimientos incorporan conceptos familiares desde previos métodos para minimizar la experimentada curva del desempeño del usuario.
Desde hace mucho tiempo, ingenieros han realizado estudios en cargas de enfriamiento producidas por conducción, convección y radiación, las cuales dependen de la orientación del edificio, el clima, el horario, la ocupación y el uso del local, también se toma en cuenta las masas de los materiales de construcción de los edificios, que juegan un papel importante con la energía radiante en el espacio.
Se diseñaron métodos (TETD/TA, TFM, CLTD/CLF) para estimar cargas de enfriamiento explicando los mecanismos de las fuentes de energía y el traspaso térmico, son métodos para aproximar los procesos reales, los cuales tienen limitaciones basadas en asunciones y construcciones técnicas en cada método. Para esto, ASHRAE presenta principios científicos fundamentales y métodos prácticos para aplicarse a los problemas diarios de la ingeniera en un método simplificado y mejorado llamado “Método RTS”.
Desarrollo
Las metas para el desarrollo del método de RTS incluyen:
- Identificar experimentos científicamente desde los principios básicos del traspaso térmico ;
- Provee de ingenieros prácticos un método fácilmente comprensible;
- Determina y proporciona la salida para cada fuente de calor en la carga que se enfría estimada total;
- Caracteriza datos en los términos que son intuitivos y permiten la comparación fácil de opciones;
- Permite el uso de dirigir el juicio basado en experiencia; y
- Realza la capacidad de entender el impacto relativo de asunciones.
De acuerdo con este concepto básico, el procedimiento general para calcular la carga que se enfría para cada componente de la carga (luces, gente, paredes, azoteas, ventanas, aplicaciones, etc.) con RTS son:
- Calcular un perfil de 24 horas del aumento del componente de calor por un día del diseño (para la conducción, explicar la conducción retraso).
- Partir los aumentos del calor en piezas radiantes y convectivas.
- Calcular retraso de parte radiante en la conversión a la carga que se enfría.
- Sumar la pieza de la convección de aumento del calor y la parte radiante retrasada de aumento del calor para determinar la carga que se enfría para cada hora para cada componente de la carga que se enfría.
Después de calcular la carga enfriada para cada componente para cada hora, suma ésos para determinar la carga que se enfría total para cada hora y para seleccionar la hora con la carga máxima.
Este procedimiento es similar a los métodos de TETD/TA y de TFM de versiones anteriores del manual y debe ser familiar a los usuarios de esos métodos.
El capítulo 29 del ASHRAE Handbook—Fundamentals 2001 incluye los factores de RTS para las zonas representativas de la luz a la construcción pesada. Los datos de RTS para construcción son fácilmente comparables, permitiendo que el ingeniero determine el impacto de hacer diversas asunciones con respecto a características del edificio cuando esas características todavía no se han definido completamente en el proceso del diseño.
Radiante Retraso
La serie de tiempo radiante se utiliza para convertir la porción radiante de cargas que se enfrían cada hora del gasto cada hora del calor según:
Qrθ = r0qrθ + r1qrθ−1 + r2qrθ−2 + r3qrθ−3 +…+ r23qrθ−23
Donde,
Qrθ = la carga que se enfría radiante (Qr) para la hora actual (θ)
qrθ = el aumento del calor radiante para la hora actual
qrθ–n = el aumento n del calor radiante hace horas
r0, r1, etc. = factores tiempo radiantes
La Conducción de Retraso
Ocurre en la conducción de la energía a través de superficies masivas tales como paredes y azoteas. El aumento del calor de la conducción ocurre debido a la diferencia de la temperatura entre la temperatura superficial exterior y la temperatura del interior de una pared o de una azotea.
El aumento del calor de la conducción se puede determinar de entrada del calor en la superficie exterior usando CTS para estimar retraso. La entrada del calor de la conducción de la pared y de la azotea en el exterior para cada hora del día es definida por la ecuación familiar de la conducción como: qi UA (te -trc)
Donde,
qi es el calor de la conducción que entra a la superficie
U es el coeficiente total del traspaso térmico para la superficie
A es el área superficial
te es la temperatura del solenoide-aire de la superficie exterior en una hora particular
trc es temperatura del aire constante del sitio del diseño
El aumento del calor de la conducción a través de las paredes o de las azoteas se puede calcular usando las entradas del calor de la conducción para la corriente y más allá de 23 horas y series de tiempo de la conducción, como:
qθ = c0qiθ + c1qiθ−1 + c2qiθ−2 + c3qiθ−3…+ c23qiθ−23
Donde,
qθ es el aumento cada hora del calor de la conducción para la superficie
qiθ = el calor de entrada para la hora actual
qiθ–n = la entrada n del calor hace horas
c0, c1, etc. = factores tiempo de la conducción
El método de RTS, requiere muchos cálculos repetidores. Como dos de sus precursores, del TETD/TA y de los métodos de la función de la transferencia, RTS es el mejor hecho con la ayuda de una computadora.
Depende mucho de la hora y de los componentes, ya que la carga de enfriamiento varía para cada componente. Todos los componentes aportan cada uno carga total de enfriamiento en el recinto y la carga máxima puede ocurrir a una hora cualquiera en el día que no sea la misma hora de carga máxima para cualquier componente, debido a las influencias solares, la carga máxima puede ocurrir en un invierno, caer realmente en vez del mes tradicionalmente asumido del verano. Los cálculos hechos por una sola hora de un solo mes corren el riesgo de faltar el valor máximo verdadero y pueden dar lugar a aire de tamaño insuficiente de la fuente a un cuarto particular o aún a una capacidad de tamaño insuficiente de la circulación de aire en unidades de aire-dirección. Mientras que la capacidad máxima de la refrigeración ocurre generalmente durante los meses máximos del verano.
El procedimiento del cálculo de la carga de RTS (de enfriamiento) proporciona un método que permite la caracterización de efecto de retraso debido a la masa de la superficie y exterior del edificio en una forma fácil de comprender y cuantitativa comparación. También permite la examinación de la contribución componente individual a la carga total que se refresca, que las ayudas diagnostican errores potenciales en asunciones o datos.
El método de RTS consolida varios métodos anteriores del cálculo de carga que se refrescan en un solo acercamiento que sea menos dependiente en la tabulación de los datos y de los ajustes requeridos para adaptar esos datos a las situaciones particulares. El método de RTS no invalida métodos anteriores del cálculo de la carga que se refrescan; en cambio es una evolución lógica de esos métodos. Mientras que RTS es conceptualmente simple, es comparable en pasos de cómputo a los más viejos métodos de TETD/TA y de TFM y, como esos métodos que pueden ser utilizados económicamente solamente para el diseño con la ayuda de una computadora.
