Calculadora 09 / Climatización (HVAC)
Calculadora de HVAC
La carga de refrigeración depende ante todo de la superficie, y luego se ajusta por altura del techo, aislamiento, número de ocupantes y ventanas expuestas al sol. Obtenga una estimación rápida de carga BTU para una habitación, o un diámetro de ducto redondo recomendado para un caudal de aire objetivo.
Cómo funciona esta calculadora
La carga BTU usa una fórmula común de estimación rápida (línea base de 25 BTU por pie cuadrado, ajustada por altura de techo, aislamiento, ocupantes y exposición al sol) — útil como referencia aproximada antes de llamar a un contratista, no un sustituto de un cálculo completo Manual J que considere ventanas, orientación, zona climática y detalles de construcción habitación por habitación. El tamaño de ducto usa una velocidad de aire objetivo para mantener el ruido y la presión estática razonables, y luego redondea al tamaño que realmente se puede comprar.
Lo que esta estimación no le puede decir
<strong>Esta es una regla empírica basada en metraje cuadrado, y devuelve un solo número para lo que en realidad son dos cálculos distintos.</strong> Una carga de enfriamiento y una de calefacción no son la misma cantidad: el enfriamiento lo mueven sobre todo la ganancia solar, la humedad y el calor interno, mientras que la calefacción la mueve la diferencia de temperatura respecto a su temperatura exterior de diseño. Una casa puede necesitar cifras muy distintas para cada una. Tome el resultado como una comprobación de sensatez sobre el número de alguien más, no como base para comprar equipo.
Un cálculo de carga en forma —ACCA Manual J, con diseño de ductos según Manual D y selección de equipo según Manual S— toma en cuenta una larga lista de cosas que ninguna fórmula basada en área puede ver:
| Factor | Por qué mueve el número |
|---|---|
| Zona climática y temperaturas de diseño | El factor más grande de todos, y aquí está completamente ausente |
| Orientación y sombreado | Un muro de vidrio al poniente no se comporta en nada como uno al norte |
| Valor U y SHGC de las ventanas | Esta herramienta cuenta ventanas; no puede conocer su desempeño |
| Infiltración de aire y hermeticidad | A menudo un tercio de la carga de calefacción en vivienda antigua |
| Ubicación y fugas de los ductos | Los ductos en un ático sin acondicionar pueden perder muchísimo |
| Carga latente (humedad) | Es aparte de la carga sensible y aquí se ignora por completo |
Dos ejemplos resueltos
Carga: una habitación de 14 × 12 pies, techo a 8 pies, aislamiento promedio, dos ocupantes, dos ventanas expuestas al sol.
- Área de piso = 14 × 12 = 168 ft²
- Base = 168 × 25 = 4200 BTU
- Ajustes por altura y aislamiento = ×1,0 (sin cambio)
- Ocupantes por encima de dos = +0 BTU
- Ventanas = 2 × 1000 = +2000 BTU
- Total = 6200 BTU, unas 0,52 toneladas
Ducto: 120 CFM a una velocidad de diseño de 700 FPM.
- Área del ducto = 120 ÷ 700 = 0,171 ft² = 24,7 pulgadas²
- Diámetro = √(4 × 24,7 ÷ π) = 5,6 pulgadas
- Redondeado hacia arriba a un tamaño que se pueda comprar = 6 pulgadas redondo
Redondee el ducto siempre hacia arriba, nunca hacia abajo. Un ducto chico de más sube la velocidad, y la velocidad es lo que se oye: el silbido de una rejilla es casi siempre un ducto una medida por debajo de lo que debía ser.
Velocidad en el ducto y qué carga cada medida
La velocidad es el intercambio entre tamaño de ducto y ruido. Dimensionar por una velocidad objetivo, como hace esta herramienta, es el método rápido; un diseño completo trabaja en cambio con una tasa de fricción para todo el sistema, que es lo que plantea el Manual D. Para un solo ramal, los dos métodos llegan más o menos al mismo lugar.
| Tramo | Velocidad típica | Notas |
|---|---|---|
| Tronco de suministro | 700–900 FPM (213–274 m/min) | Se tolera más alta lejos de las áreas habitadas |
| Ramal de suministro | 600–700 FPM (183–213 m/min) | El valor predeterminado aquí |
| Tronco de retorno | 600–700 FPM (183–213 m/min) | Los retornos se dimensionan con holgura |
| Ramal de retorno | 400–600 FPM (122–183 m/min) | Manténgala baja; los retornos transmiten el ruido |
Por encima de unos 900 FPM en habitaciones ocupadas, el ruido del aire se vuelve notorio, y empeora en cada codo y cada rejilla. Las cifras de abajo suponen el ramal predeterminado de 700 FPM.
| Ducto redondo | CFM aprox. a 700 FPM |
|---|---|
| 4" (102 mm) | 61 |
| 5" (127 mm) | 95 |
| 6" (152 mm) | 137 |
| 7" (178 mm) | 187 |
| 8" (203 mm) | 244 |
| 10" (254 mm) | 382 |
| 12" (305 mm) | 550 |
BTU, toneladas, y por qué más grande no es mejor
Una “tonelada” de enfriamiento son 12.000 BTU por hora, una unidad heredada de cuánto hielo hacía falta antes para el mismo trabajo. El equipo se vende en escalones de media tonelada, así que una carga cae entre dos medidas más veces de las que no.
| Toneladas | BTU/h |
|---|---|
| 1,0 | 12.000 |
| 1,5 | 18.000 |
| 2,0 | 24.000 |
| 2,5 | 30.000 |
| 3,0 | 36.000 |
| 4,0 | 48.000 |
| 5,0 | 60.000 |
Cuando la carga cae entre dos medidas, el instinto es subir. Para enfriamiento ese instinto suele estar equivocado. Un equipo sobredimensionado satisface el termostato rápido y se apaga —ciclado corto—, lo que desgasta el compresor y, peor aún, nunca funciona lo suficiente para sacar la humedad del aire. El resultado es una casa fría y pegajosa en lugar de confortable, y es una de las quejas más comunes sobre el aire acondicionado residencial. La calefacción perdona más el sobredimensionamiento, lo cual es otra razón por la que las dos cargas merecen cálculos separados.
Dónde salen mal las estimaciones de HVAC
- Dimensionar el equipo con una regla empírica. Incluida esta. Es una comprobación de sensatez, no una especificación: consiga un Manual J antes de comprar nada.
- Dimensionar el equipo e ignorar los ductos. Un equipo bien dimensionado sobre ductos chicos rinde mal y falla antes. El sistema de ductos es la mitad del diseño.
- Redondear el ducto hacia abajo para que quepa. Si la medida no cabe en el espacio, cambie el trazo o use un equivalente rectangular; no estrangule el aire.
- Olvidar el camino de retorno. El aire de suministro tiene que regresar. Una puerta cerrada sin retorno ni holgura inferior puede echar abajo todo el diseño.
- Tratar un solo número como si fueran ambas cargas. Enfriamiento y calefacción son cálculos separados, y en la mayoría de los climas uno de los dos domina.
De dónde salen estos números
Las reglas empíricas dimensionan mal los equipos, y un equipo sobredimensionado hace ciclos cortos y deshumidifica mal. Estos son los métodos que sustituyen a la regla empírica.
- ACCA standards — Manual J (carga habitación por habitación), Manual S (selección de equipo) y Manual D (diseño de conductos): los procedimientos de dimensionado reconocidos.
- ASHRAE — Condiciones exteriores de diseño, tasas de ventilación y las normas que citan la mayoría de los códigos de instalaciones.
- ENERGY STAR — Calificaciones de eficiencia de los equipos, y qué certifica realmente una cifra SEER o HSPF.
¿Por qué cambia la velocidad del ducto según el tipo?
Los troncos de suministro pueden ir más rápido porque el ruido es menos perceptible lejos de la habitación; los ramales de suministro y retornos van más lento para mantener bajo el ruido de rejillas y difusores.
¿Un número de BTU más alto siempre es mejor?
No — una unidad de aire acondicionado sobredimensionada enfría demasiado rápido sin eliminar adecuadamente la humedad, dejando la habitación fría y húmeda. El objetivo es el tamaño correcto (no sobredimensionar), por eso un cálculo Manual J real es importante para la selección final del equipo.
¿Puedo guardar, compartir o imprimir un cálculo?
Sí — use los botones Guardar, Copiar enlace e Imprimir debajo de sus resultados. Los cálculos guardados se pueden agrupar en un proyecto con nombre en la página Mis proyectos para obtener un presupuesto combinado con el costo total. Todo se guarda solo en su navegador, nunca se sube a un servidor — consulte la Política de privacidad para más detalles.
Solo estimaciones. Confirme el equipo final y el dimensionamiento de ductos con un contratista de HVAC con licencia.