Cómo dimensionar un aire acondicionado

Para asegurar un rendimiento óptimo, es esencial que un aire acondicionado esté bien dimensionado. Si tienes dudas sobre qué equipo seleccionar o el lugar ideal para instalarlo, te presentamos distintos elementos que debes considerar para escoger el dispositivo perfecto.

¿Cómo calcular aire acondicionado y frigorías por metro cuadrado m2 ?

En la práctica habitual, se considera como base del cálculo de frigorías unas 100 frigorías por metro cuadrado. Es decir, un espacio de 50 metros cuadrados requeriría un sistema de 5.000 frigorías. Para un área de 40 m2, se necesitaría un equipo de 4.000 frigorías, y así sucesivamente. Estos cálculos son solo orientativos, ya que para obtener mayor exactitud se debería consultar a un profesional para que analice el local y realice un cálculo más detallado utilizando fórmulas y programas de cálculo especializados. Si el recinto posee una gran carga térmica debido a una extensa superficie acristalada, paredes exteriores oscuras que absorben más radiación o se encuentra en una zona calurosa, etc., se aconseja aumentar la base del cálculo de 100 a 130 frigorías por metro cuadrado.

¿Cuántas frigorías necesito para 30 m2?

Para refrescar una habitación de 30 m2, precisarás un dispositivo que tenga aproximadamente 3.000 frigorías.

Tabla de aire acondicionado por metro cuadrado ¿Qué potencia en Kw necesito?

Sabiendo que una frigoría equivale a 1,163 w, podemos efectuar un cálculo simple multiplicando el número de frigorías proporcionadas por la fórmula anterior. En nuestro caso, 2.500 frigorías = 2.907 w = 2,9 Kw.

A continuación, mostramos una tabla con datos orientativos sobre la potencia de refrigeración necesaria en Kilovatios según los metros cuadrados que se quieran refrigerar:

Superficie a refrigerar (m2)	Frigorías	Potencia de refrigeración (KW)	BTU
30 m2	3.000	3,4 kW	12.000 BTU
20 m2	2.500	2,9 kW	10.000 BTU
50 m2	5.000	5,8 kW	20.000 BTU
40 m2	4.000	4,6 kW	16.000 BTU
60 m2	6.000	6,9 kW	24.000 BTU

Para habitaciones muy expuestas al sol o áticos, se recomienda aumentar los valores en un 15%. Si hay fuentes de calor adicionales (como la cocina), se debe incrementar la potencia en 1 kW. En otras palabras, cualquier sistema con más de 4.500 «frigorías» debe tener en cuenta estas consideraciones.

Es importante destacar que estos cálculos son aproximados y no contemplan factores cruciales como el aislamiento o la zona climática. Recuerda que si el sistema de climatización instalado en tu hogar supera las 4.500 frigorías (5 kW de potencia térmica), es necesario registrarlo en la industria. Para un cálculo y dimensionamiento precisos, siempre consulta con un instalador acreditado de aire acondicionado de Fixhogar.

Cálculo de aire acondicionado por m3

Una alternativa para determinar las frigorías necesarias para nuestro aire acondicionado es calcular los metros cúbicos (m3) de la habitación y multiplicarlos por 50.

Para obtener los metros cúbicos de una estancia, debemos multiplicar los metros cuadrados del área por la altura de la misma. Por ejemplo, si una habitación tiene 20 m2 y una altura de 2,5 m, entonces tendrá un volumen de 50 m3.

Para saber las frigorías necesarias en esa habitación: 50 m3 X 50 = 2.500 frigorías

Conversión de Watios a Frigorías

Para convertir los watios en frigorías, es necesario multiplicar la potencia del equipo en watios por 0,86. Por ejemplo, 1.000 watios/hora equivalen a 860 frigorías/hora.

¿Cuántas frigorías es un kW?

Aproximadamente, 860 frigorías son equivalentes a 1 kW (que son 1.000 vatios). Una frigoría es igual a 1,163 W (vatios). Por lo tanto, podemos decir que 1 kW = 860 frigorías.

Qué aire acondicionado necesito según estancia

Si no se cuenta con toda la información necesaria o la precisión y detalle requeridos en los cálculos a continuación, se pueden utilizar los siguientes ratios generales de climatización:

• Para oficinas, la potencia del aire oscila entre: 180 – 250 W/m²
• En salas de reuniones, centros comerciales, restaurantes, teatros y aulas, la potencia del aire es: 220 – 350 W/m²
• Para habitaciones de hotel o hospital, la potencia del aire varía de: 120-150 W/m²
• La potencia del aire en viviendas es de: 90-130 W/m²

¿Qué es calor sensible y latente?

Las cargas sensibles son aquellas que causan cambios en la temperatura del aire, mientras que las cargas latentes provocan modificaciones en la humedad absoluta del ambiente (contenido de agua en el aire). Es esencial considerar todas las fuentes de calor que pueden acumularse en el área a climatizar, tanto del exterior como del interior del edificio, incluyendo:

Cargas originadas desde el exterior

• Cargas sensibles y latentes inducidas por el aire de renovación.
• Carga sensible debido a radiación a través de superficies y cristales soleados.
• Carga sensible causada por transmisiones por conducción a través de superficies no expuestas al sol.
• Cargas sensibles y latentes debidas a la infiltración.

Cargas originadas desde el interior

• Cargas sensibles generadas por equipos eléctricos.
• Cargas sensibles y latentes producidas por las personas.
• Otras cargas originadas en el interior.
• Cargas sensibles provenientes de la iluminación.

Es crucial recordar que tanto las fuentes internas como las externas influyen significativamente en la climatización de un espacio, y todas deben ser tomadas en cuenta para obtener los mejores resultados.

¿Qué datos debemos conocer para hacer el cálculo de la potencia del aire acondicionado?

Para llevar a cabo los cálculos de las cargas indicadas, es necesario contar con los siguientes datos:

• Superficie y altura del espacio a climatizar.
• Ubicación.
• Dimensiones en m² de las paredes y cristales.
• Condiciones internas requeridas de temperatura y humedad, siendo 24º en verano y 22º en invierno las recomendadas.
• Condiciones exteriores de humedad y temperatura.
• Orientación geográfica.

Valorar las necesidades es clave

Te orientamos sobre cómo elegir tu equipo tomando en cuenta las necesidades de refrigeración, y en el caso de la calefacción, sería similar, observando el rendimiento del aparato en modo de calentamiento.

Cuando tengas definidas las necesidades de refrigeración de acuerdo con las especificaciones del espacio a climatizar, puedes utilizar nuestro comparador para seleccionar el más adecuado para ti:

Potencia térmica y potencia eléctrica

Al revisar las especificaciones de un aire acondicionado o intentar descifrar sus complejos nombres, es probable que te hayas topado con una serie de conceptos que pueden resultar confusos. Lo fundamental es entender que, al referirnos a equipos que pueden calentar o enfriar, se manejan dos tipos de potencia:

Potencia térmica: Esta hace referencia a la capacidad del aparato para modificar la temperatura, es decir, la cantidad de frío o calor que puede generar. Cuando se trata de enfriar, se menciona como capacidad de refrigeración o «cooling power». Existen diversas unidades para medir esta capacidad (kW, frigorías, BTU…), lo que puede complicar la elección. Sin embargo, te ayudaremos a calcular la potencia adecuada para tu hogar.

Potencia eléctrica: Se relaciona con la cantidad de electricidad que el equipo consume por cada hora de funcionamiento conectado a la red. Esta se mide en vatios por hora o kilovatios por hora (kWh).

Los aires acondicionados con bomba de calor de Fixhogar son altamente eficientes: su potencia térmica puede ser hasta 4 veces o más la eléctrica. Por cada kWh de electricidad consumida, el equipo proporcionará 4 kWh de energía térmica, ya sea en forma de frío o calor.

¿Cómo se mide la potencia térmica?

Generalmente, la potencia térmica o la capacidad de un equipo para refrigerar o calentar se expresa en distintas unidades:

• BTU/h (British Thermal Unit per hour). Esta es otra unidad equivalente de energía. Una kcal/h se traduce en alrededor de 4 BTU/h, por lo que, por ejemplo, 12,000 BTU/h serían equivalentes a 3,000 frigorías/h.
• Frigorías por hora. Esta unidad mide la absorción de calor. Una frigoría es igual a la absorción de una kilocaloría por hora, es decir, 1 frigoría/h = 1 kcal/h.
• Kilovatios (kW). En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de potencia es el W: 1 kW son 1,000 W. Para convertir BTU/h a kW, se debe multiplicar el valor de BTU/h por 0.000293. En el caso de los aparatos de aire acondicionado para uso doméstico, los equipos generalmente varían entre los 2.5 kWh, ideales para habitaciones pequeñas, y los de 3.5 kWh, adecuados para espacios de más de 20 m².
• Kilocalorías por hora. Estas suelen utilizarse para medir la potencia de calefacción. Una kcal/h equivale a 1.163 W (y 1 kW = 860 kcal/h).

En la siguiente tabla puedes encontrar las equivalencias de potencia térmica:

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TABLA DE EQUIVALENCIAS DE POTENCIA TÉRMICA

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1 frigoría/h = 1 kcal/h = 1.163 W = 4 BTU 1 BTU = 0.000293 kW = 0.25 kcal/h = 0.25 frigorías/h 1 kW = 860 kcal/h = 860 frigorías/h = 3,440 BTU/h

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EQUIVALENCIAS DE POTENCIA TÉRMICA

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1 kW = 860 kcal/h = 860 frigorías/h = 3,440 BTU/h 1 BTU = 0.000293 kW = 0.25 kcal/h = 0.25 frigorías/h 1 frigoría/h = 1 kcal/h = 1.163 W = 4 BTU

Otros factores que debes valorar

En un análisis más detallado, es esencial tener en cuenta factores adicionales como la orientación de la vivienda, su ubicación geográfica, el aislamiento de ventanas y paredes, y el número de habitantes.

• En habitaciones con escasa iluminación, reduce la potencia en un 10%.
• Si la habitación recibe bastante luz solar, incrementa la potencia en un 15% si está orientada al sur o un 10% si está orientada al este u oeste.
• Añade 600 BTU por persona extra si hay más de dos personas en la estancia de manera habitual.
• Aumenta la potencia en 4.000 BTU si la estancia a refrigerar es una cocina.
• Ten presente los aparatos eléctricos en la estancia que puedan generar calor.

Para realizar estos cálculos de manera precisa, la herramienta de Fixhogar te será de gran ayuda: CALCULADORA DE AIRE ACONDICIONADO

Escogiendo aire acondicionado

En el mercado, existen aires acondicionados con diversas potencias eléctricas y térmicas para satisfacer nuestras necesidades específicas. La potencia térmica de refrigeración suele estar indicada en las especificaciones de cada modelo, aunque a menudo este dato también se incluye en el propio nombre del producto.

Los números situados entre las letras generalmente indican la potencia del equipo, ya sea en kW o en BTU. Distintos aparatos pueden mostrar números aparentemente dispares, pero al final sus potencias pueden ser similares, solo que expresadas en unidades diferentes. Aquí algunos ejemplos:

• LG F09 MT.NSM / F09 MT.U24 => 9.000 BTU
• Daikin FTXM35 R / RXM35R (Perfera) => 3,5 kW = 12.040 BTU (aproximadamente 12.000 BTU)
• Mitsubishi Electric WSH-LN25 I Onyx Black (MSZ-LN25 VGB/MUZ-LN25VG) => 2,5 kW = 8.600 BTU (cerca de 9.000 BTU)

Aparatos con diferentes números pueden tener potencias finales similares, solo que expresadas en distintas unidades, ya sean BTU o kW.

¿Y si no acierto con la potencia?

Cuando un sistema carece de la potencia adecuada, necesita operar a máxima capacidad por más tiempo para alcanzar la temperatura deseada, reduciendo así su durabilidad y aumentando el consumo energético. En contraste, un sistema con potencia excesiva, además de requerir una inversión inicial demasiado alta, también utilizará más energía debido a su superior capacidad.

Aunque estos valores son solo orientaciones generales para que te hagas una idea, es crucial que un técnico especializado de Fixhogar en instalación de aire acondicionado visite tu hogar para evaluar sus necesidades y determinar los lugares óptimos para instalar los dispositivos.

El coeficiente de eficiencia energética

Una vez que hayas identificado un aire acondicionado capaz de ofrecer la potencia térmica adecuada, recomendamos que consideres el valor de su coeficiente de eficiencia energética. Este coeficiente mide la relación entre la capacidad del equipo y su consumo energético. Para la refrigeración, se conoce como SEER, y para la calefacción, como SCOP. Si el uso principal del aparato será para refrigeración, es preferible que el SEER sea lo más alto posible, ya que esto reducirá el consumo eléctrico y, en consecuencia, la factura de la luz. En la etiqueta energética, se especifican estos valores de SEER y SCOP.

Comparar para acertar

En Fixhogar, nuestro comparador de aires acondicionados te permite seleccionar los dispositivos según la potencia que elijas entre las dos más habituales en el mercado: 2,5 kW (8.600 BTU) y 3,5 kW (12.000 BTU).

Depende del tamaño

Para llevar a cabo un cálculo rápido, basta con tomar la altura y la superficie de la habitación en metros, es decir, el volumen de la habitación y multiplicarlo por 45: Potencia del aire necesaria (W) = 45 x Alto (m) x Largo (m) x Ancho (m) Si prefieres obtener el resultado directamente en BTU, en lugar de multiplicar por 45, debes multiplicar por 150. Por ejemplo, para una habitación de 4 metros de ancho por 10 de largo, y 2,5 metros de altura, necesitarías: Potencia del aire necesaria = 45 x 2.5 x 10 x 4 = 4.500 W = 4,5 kW = 15.500 BTU En la imagen se puede ver la potencia necesaria para refrigerar piezas de varios tamaños:

10-20 m 2	30-50 m 2	20-30 m 2
1,2-2,3 kW	3,4-5,7 kW	2,3-3,4 kW
4.000-7.750 BTU	11.600-19.500 BTU	7.750-11.600 BTU
10-20 m 2	20-30 m 2	30-50 m 2

Transmisiones por radiación a través de los cristales

Considerando todas las áreas con vidrios orientados hacia el exterior, es esencial tener en cuenta el cálculo de ganancia solar en el cristal aplicando la siguiente fórmula:

Q radiación cristales = 10 m2(5m2 x 2 ventanas)** x 516 W/m2(Radiación máxima el 23/07 a las 16:00) x 1.17 x 0.65**

Q radiación cristales = 3924,18 W

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Q = Radiación Solar x Superficie x Marco Metálico x Factor Solar

• Radiación Solar: Seleccione el valor más alto de radiación solar de la tabla del manual de Carrier, considerando latitud y orientación.
• Superficie: Sumar la superficie total de todos los cristales, diferenciando por orientación.
• Marco Metálico: Normalmente se aplica un valor de 1.17.
• Factor Solar: Verificar el factor del vidrio que se va a instalar.

Recuerda que con Fixhogar, puedes conseguir un cálculo preciso y optimizado para cada tipo de cristal en tus proyectos.

Transmisiones por radiación a través de las paredes exteriores y tejados soleados

Para determinar la radiación a través de paredes y tejados, utilizamos la siguiente fórmula:

Q = Superficie x U (Coeficiente de Transmisión) x Te (Variación de Temperatura Equivalente)

Radiación en la fachada oeste:

Q oeste = 30 m2((4m x 10m) – (2 ventanas x 5m2))x 14,6ºC x 0,64w/m2 Q = 280,32 w/m2

Radiación en el tejado:

Q tejado = 64 m2(10m x 6,4m)x 18ºC x 1,05 w/m2 Q = 1209,6 W

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• Superficie: Total de todas las paredes exteriores divididas según su orientación.
• U (Coeficiente de Transmisión): Varía dependiendo del material y pueden encontrarse valores mínimos en el documento HE del CTE y en el código técnico CTE-DB HE1.
• Te (Variación de Temperatura Equivalente): Es el resultado de sumar la temperatura equivalente más alta por orientación con la corrección pertinente, información que se puede obtener del manual de Ashrae adicionales a los valores mínimos preestablecidos en el documento HE del CTE.

Transmisiones por conducción a través de todas las paredes y cristales no soleados

Para las áreas que no reciben sol, como cristales, paredes exteriores e interiores, se emplea la siguiente fórmula: Q = Superficie x** Δ T (Variación de Temperatura) x U (Coeficiente de Transmisión)** Q transmisión. cristales = 10 m2(2 ventanas de 5m2 cada una)x 7ºC(31-24)x 2,81 w/m2 Q transmisión cristales= 196,7 W

Q paredes interiores = 91,2m2(4 x (6,4 + 6,4 + 10))x 2,39 w/m2 x 3,5ºC (7ºC /2) Q paredes interiores**= 762,88 W**

• Superficie: Total de la superficie de todas las paredes y cristales.
• ΔT (Variación de Temperatura): Diferencia entre la temperatura exterior e interior. Para las paredes interiores de zonas no climatizadas, se obtiene la mitad del resultado de la variación de temperatura.

Tipo de actividad y aforo

Considerar la actividad que se realiza en el espacio a climatizar es fundamental, ya que la tasa metabólica varía según la actividad desempeñada, como en oficinas, salas de espera, aulas, comercios, entre otros. A continuación, presentamos el cálculo del aporte de calor sensible y latente debido a la ocupación.

Carga de ocupación sensible

Q sensible ocupación = 25 x 70 W/persona Q sensible ocupación**= 1750 W**

Q = Nº de personas x calor sensible/persona Carga de ocupación latente Q = Nº de personas x calor latente/persona

Q latente ocupación = 25 x 47 W/persona Q latente ocupación = 1175 W

Los valores de calor sensible y latente por persona, dependiendo del tipo de actividad que se realice, pueden extraerse del RITE.

Cantidad y potencia de los equipos eléctricos y electrónicos

Al calcular la carga suministrada por los equipos, se tiene en cuenta que la totalidad de su potencia operativa se convierte en calor sensible. Dado que no todos los equipos estarán en funcionamiento simultáneamente, se aplica un coeficiente de simultaneidad del 0,75 a la suma total de las potencias.

Si no se dispone de estos datos, se pueden usar factores por metro cuadrado. Para oficinas y similares, se considera de 10 a 15 W/m², mientras que para panaderías, el valor es de 35 W/m².

Para los equipos, se calcula como Q equipos = 25 x 120 W/ordenador lo que da un total de Q equipos = 3000 W

Ventilación e infiltración de aire exterior

Para garantizar la calidad del aire, es fundamental considerar el aporte de aire exterior en el cálculo de cargas. El CTE determina un caudal mínimo según el tipo de edificación:

Calidad Óptima (IDA 1): 20 L/s (72 m3/h) por persona para hospitales, clínicas, laboratorios y guarderías. Calidad Buena (IDA 2): 12,5 L/s (45 m3/h) por persona para oficinas, residencias de ancianos y estudiantes, salas de lectura, museos, tribunales, aulas de enseñanza y piscinas climatizadas. Calidad Media (IDA 3): 8 L/s (28,8 m3/h) por persona para edificios comerciales, cines, teatros, salones de actos, hoteles, restaurantes, cafeterías, bares, salas de fiesta, gimnasios y centros deportivos. Para espacios con Calidad Baja (IDA 4): 5 L/s (18 m3/h) por persona.

Cálculo de Carga Térmica del Aire de Renovación e Infiltración

Para conocer la carga térmica del aire de renovación e infiltración, es vital tener en cuenta las cargas sensibles y latentes usando las siguientes fórmulas:

CARGA SENSIBLE DE VENTILACIÓN E INFILTRACIÓN

[ Q{sensible\ ventilación} = 1125\ m^3/h\ (IDA\ 2 – 45\ m^3/h * 25\ personas) \times 1,18\ Kg/m^3 \times 0,24\ Kcal/kgºC \times 7ºC\ (31-24) ] [ Q{sensible\ ventilación} = 2230\ Kcal/h = 2593,49\ W ]

Fórmula General:

[ Q = \text{Caudal} (m^3/h) \times \rho \ (\text{densidad del aire}) \times Ce\ aire \ (\text{calor específico del aire}) \times \Delta T ]

• Caudal: Se calcula multiplicando la cantidad de personas por una de las IDAs especificadas en el CTE. En caso de infiltración, debe calcularse el caudal de aire infiltrado.
• ρ (densidad del aire): 1,18 kg/m3.
• Ce aire (calor específico): 1012 J/KgºC = 0,24 Kcal/KgºC.
• ΔT: Diferencia entre temperatura exterior e interior.

CARGA LATENTE DE VENTILACIÓN E INFILTRACIÓN

[ Q{latente\ ventilación} = 1125\ m^3/h\ (IDA\ 2 – 45\ m^3/h * 25\ personas) \times 1,18\ kg/m^3 \times 0,54\ kcal/kgºC \times 7\ g/kg\ AS\ (19 – 12) ] [ Q{latente\ ventilación} = 5017,95\ Kcal/h = 5835,88\ W ]

Fórmula General:

[ Q = \text{Caudal} (m^3/h) \times \rho \ (\text{densidad del aire}) \times Ce\ agua \ (\text{calor específico del agua}) \times \Delta w ]

• Caudal: Es calculado multiplicando la cantidad de personas por una de las IDAs del CTE. En caso de infiltración, debe calcularse el caudal de aire infiltrado.
• ρ (densidad del aire): 1,18 kg/m3.
• Ce agua (calor específico): 2257 J/KgºC = 0.54 Kcal/KgºC.
• ΔT: Diferencia de la humedad absoluta entre el ambiente exterior e interior, consultable en la tabla psicométrica.

En resumen, para dimensionar adecuadamente un aire acondicionado, es esencial conocer los metros cuadrados del área a climatizar, determinar la ubicación ideal para la máquina y decidir si se requiere un sistema split o multisplit. Contactar a un experto, como los profesionales de Fixhogar, es fundamental para recibir asesoramiento sobre el equipo que mejor se adapte a nuestras necesidades y las características del espacio. No debemos pasar por alto otros aspectos importantes como el nivel de ruido, la potencia y el control wifi, entre otros detalles.