Potencia de aire acondicionado

Sobre el cálculo de la potencia de aire acondicionado

Esta Calculadora de potencia de aire acondicionado determina la capacidad de refrigeración necesaria para una habitación según sus dimensiones, paredes exteriores, aislamiento térmico, acristalamiento, exposición solar, temperaturas, condiciones de la cubierta, número de ocupantes y calor emitido por los electrodomésticos. El resultado se calcula en kW y BTU/h, por lo que permite calcular los kW por m² (BTU/h) necesarios y elegir un sistema split con una capacidad de refrigeración suficiente.

El cálculo comienza con una capacidad frigorífica específica basada en la superficie del suelo y, a continuación, aplica sucesivas correcciones según las condiciones reales de la habitación. Por ello, dos habitaciones con la misma superficie pueden requerir potencias de aire acondicionado diferentes.

Valores orientativos y recomendaciones

Superficie, volumen de la habitación y capacidad frigorífica base

Superficie del suelo. Primero se calcula la superficie A en m² a partir de la longitud de la habitación L y su anchura W, introducidas en metros.

A = L × W

Volumen de la habitación. El volumen V en m³ se obtiene multiplicando la superficie del suelo por la altura del techo H.

V = A × H

Capacidad frigorífica base. Para el dimensionamiento preliminar de aires acondicionados residenciales, en condiciones habituales se utiliza con frecuencia un valor orientativo de 100 W por cada 1 m² de superficie. La calculadora utiliza este valor como punto de partida.

Qarea = 100 × A

Por ejemplo, una habitación con una superficie de 20 m² tiene una capacidad frigorífica inicial de 2000 W, es decir, 2,0 kW. Después, este valor se ajusta mediante todos los factores de corrección posteriores.

Corrección por altura del techo

Altura de referencia. Se utiliza una altura de techo de 2,4 m como valor de referencia. Si el techo es más alto o más bajo, la capacidad frigorífica base cambia proporcionalmente al volumen de la habitación.

Qheight = Qarea × H / 2.4

Con una altura de 2,4 m, el factor es 1,00. Por ejemplo, con una altura de techo de 3,0 m, la potencia inicial se multiplica por 3,0 / 2,4 = 1,25, lo que supone un aumento del 25%.

Corrección por temperatura exterior e interior

Diferencia de temperatura. La calculadora determina primero la diferencia positiva entre la temperatura exterior t_out y la temperatura interior deseada t_in. Si la temperatura exterior es inferior a la temperatura interior seleccionada, para esta corrección se utiliza un valor de 0°C.

ΔT = max(0, tout - tin)

Factor de temperatura. Se utiliza como condición de referencia una diferencia de temperatura de 8°C. Por cada desviación de 1°C, el factor cambia un 2,5%.

kT = 1 + 0.025 × (ΔT - 8)

Para evitar que la corrección por temperatura sea excesiva, el factor se limita al intervalo de 0,85 a 1,20. Por tanto, cuando ΔT es de 2°C o menos se utiliza un factor de 0,85; con ΔT = 8°C el factor es 1,00; y con ΔT de 16°C o más se aplica el valor máximo de 1,20.

Capacidad frigorífica de referencia. Después de aplicar las correcciones por altura del techo y temperatura, se obtiene un valor de referencia. Todas las correcciones posteriores se calculan en relación con este valor.

Qref = Qarea × H / 2.4 × kT

Paredes exteriores y aislamiento térmico

Proporción de paredes exteriores. En una habitación rectangular, la calculadora determina la longitud total de los lados exteriores seleccionados. Esta longitud se multiplica por la altura del techo y la superficie de pared exterior resultante se compara con la superficie total de las cuatro paredes de la habitación.

fwall = Aexternal / Aall walls

La superficie de las paredes exteriores seleccionadas se calcula a partir de su superficie geométrica completa. Las aberturas de las ventanas no se descuentan porque el acristalamiento se tiene en cuenta por separado.

Corrección por exposición de paredes exteriores. Se utiliza como caso de referencia una habitación en la que aproximadamente el 50% de la superficie total de las paredes corresponde a paredes exteriores. Por cada desviación de 50 puntos porcentuales respecto a este valor, la capacidad frigorífica cambia un 10% de la capacidad de referencia.

Qexposure = Qref × 0.20 × (fwall - 0.50)

Por ejemplo, si las cuatro paredes son exteriores y su proporción es del 100%, la corrección es de +10%. Si no hay paredes exteriores, la corrección es de -10%.

Aislamiento de las paredes exteriores. Se aplica un factor adicional según el nivel de aislamiento seleccionado:

• aislamiento deficiente o edificio antiguo: +0,08;
• aislamiento medio: 0;
• buen aislamiento o edificio moderno: -0,08.

El efecto del aislamiento aumenta con la proporción de paredes exteriores. Con una proporción del 50%, se aplica por completo el factor indicado; con un 100%, su efecto se duplica. El multiplicador de esta corrección se limita a un valor máximo de 2.

Qins = Qref × kins × min(fwall / 0.50, 2)

Corrección total por paredes exteriores. La corrección final de las paredes combina el efecto de la superficie de paredes exteriores y su aislamiento térmico.

Qwalls = Qexposure + Qins

Superficie acristalada

Relación entre superficie de ventanas y superficie del suelo. La superficie de las ventanas A_win se compara con la superficie del suelo. Como valor de referencia se utiliza una superficie acristalada equivalente al 15% de la superficie del suelo.

rwin = Awin / A

Cuando la superficie de las ventanas equivale al 15% de la superficie del suelo, la corrección por acristalamiento es cero. Una superficie de ventanas menor reduce la capacidad frigorífica calculada, mientras que una mayor la aumenta.

kwin = 0.08 × (rwin - 0.15) / 0.15

El factor se limita al intervalo de -0,08 a +0,12. Por tanto, sin acristalamiento exterior la corrección es de -8%; con un 15% de acristalamiento es del 0%; con un 30% es de +8%; y a partir de aproximadamente un 37,5% alcanza el valor máximo de +12%.

Qwin = Qref × kwin

Exposición solar

Corrección solar. El efecto de la radiación solar se calcula por separado de la superficie acristalada, pero se escala según la superficie de las ventanas en relación con el 15% de acristalamiento de referencia.

• poco sol o sombra durante la mayor parte del día: factor -0,05;
• exposición solar moderada: factor 0;
• fuerte radiación solar directa, especialmente desde el sur o el oeste: factor +0,10.

ksun,total = ksun × min(rwin / 0.15, 2)

La corrección solar final se limita al intervalo de -10% a +20% de la capacidad frigorífica de referencia. Con un acristalamiento equivalente al 15% de la superficie del suelo, la sombra da -5%, la exposición moderada da 0% y el sol directo intenso da +10%. Con un acristalamiento del 30% o más, los valores límite correspondientes pasan a ser -10%, 0% y +20%.

Qsun = Qref × ksun,total

Cubierta y ático

Ganancia de calor desde arriba. Si hay otra habitación sobre la estancia calculada, no se aplica ninguna corrección adicional. Para habitaciones situadas directamente bajo un ático o una cubierta se utilizan los siguientes valores:

• ático o cubierta bien aislados: +5%;
• aislamiento medio del ático o la cubierta: +10%;
• cubierta mal aislada o ático muy caliente: +15%.

Qroof = Qref × kroof

Ocupantes y electrodomésticos

Ocupantes. El cálculo base incluye una ocupación normal de hasta dos personas. A partir de la tercera persona, se añaden 180 W por cada ocupante adicional.

Qpeople = max(0, N - 2) × 180

Electrodomésticos. La potencia eléctrica de los aparatos que funcionan al mismo tiempo que el aire acondicionado se añade directamente a la carga de refrigeración. Por ejemplo, unos electrodomésticos con una potencia total de funcionamiento de 300 W aumentan también en 300 W la capacidad frigorífica necesaria.

Qequipment = Pequipment

Capacidad frigorífica total

Suma de correcciones. La capacidad frigorífica final se obtiene a partir de la capacidad de referencia después de sumar todas las correcciones positivas y negativas.

Qtotal = Qref + Qwalls + Qwin + Qsun + Qroof + Qpeople + Qequipment

El valor final no puede ser inferior a 0 W. La calculadora también determina la carga específica en W/m² y la carga volumétrica en W/m³.

qA = Qtotal / A

qV = Qtotal / V

Conversión a BTU/h y selección del tamaño del aire acondicionado

Conversión de unidades. La capacidad frigorífica calculada en vatios se convierte a BTU/h mediante la relación 1 W ≈ 3,412 BTU/h.

QBTU = Qtotal × 3.412

Selección del tamaño del aire acondicionado. La calculadora selecciona la menor capacidad que no sea inferior a la necesidad calculada de la serie 7000, 9000, 12000, 15000, 18000, 21000, 24000, 28000, 30000, 36000, 42000, 48000 y 60000 BTU/h. Si el cálculo supera los 60000 BTU/h, el valor se redondea hacia arriba al siguiente múltiplo de 1000 BTU/h.

Reserva de capacidad. El porcentaje indica cuánto supera la capacidad nominal seleccionada a la necesidad de refrigeración calculada.

Reserve = (Qsize / QBTU - 1) × 100%

Referencia a normas europeas

EN 14511 «Acondicionadores de aire, enfriadoras de líquido y bombas de calor para calefacción y refrigeración de locales y enfriadoras de proceso, con compresores accionados eléctricamente». Esta norma establece las condiciones y métodos para determinar y ensayar la capacidad frigorífica nominal de los equipos de climatización. Por ello, al elegir un modelo concreto, el valor calculado debe compararse con la capacidad frigorífica declarada por el fabricante y no con la potencia eléctrica absorbida por el aire acondicionado.

EN 16798-1 «Eficiencia energética de los edificios. Ventilación de los edificios. Parte 1: Parámetros del ambiente interior para el diseño y la evaluación de la eficiencia energética de los edificios». Esta norma establece enfoques europeos para los parámetros del ambiente interior, incluidas las condiciones térmicas en los edificios. El valor orientativo de 100 W/m² y las correcciones porcentuales utilizadas por esta calculadora son supuestos de cálculo del algoritmo y no coeficientes establecidos directamente por estas normas.

FAQs

¿Por qué la potencia del aire acondicionado no se calcula solo a partir de la superficie de la habitación?

La misma superficie no implica necesariamente la misma carga de refrigeración. Un techo alto, paredes exteriores, una gran superficie acristalada, la radiación solar directa, una cubierta caliente, los ocupantes y los electrodomésticos en funcionamiento pueden aumentar considerablemente la potencia necesaria del aire acondicionado. Por eso, el valor orientativo de 100 W/m² se utiliza únicamente como base inicial para aplicar las correcciones posteriores.

¿Por qué es importante seleccionar las paredes exteriores reales?

En una habitación rectangular, las paredes largas y cortas tienen superficies diferentes. La calculadora utiliza la longitud total real de los lados exteriores seleccionados, por lo que una pared exterior larga influye en el resultado de forma distinta que una corta. En una habitación cuadrada, todos los lados tienen la misma longitud, por lo que seleccionar un lado concreto no modifica el resultado.

¿Cómo se tienen en cuenta conjuntamente el acristalamiento y la exposición solar?

Primero, la superficie de las ventanas se compara con la superficie del suelo y genera una corrección independiente por acristalamiento. Después, la corrección solar se calcula utilizando esa misma superficie de ventanas: cuanto mayor sea el acristalamiento, mayor será el efecto del sol directo o de la sombra. Con una exposición solar moderada, la corrección solar es cero.

¿Por qué las dos primeras personas no aumentan la potencia necesaria del aire acondicionado?

El valor base de 100 W/m² presupone un uso residencial normal de la habitación, incluida la presencia de una o dos personas. La ganancia de calor adicional se añade a partir de la tercera persona, a razón de 180 W por cada ocupante por encima de dos.

¿Por qué el tamaño de aire acondicionado seleccionado es mayor que la capacidad frigorífica calculada?

Los aires acondicionados se fabrican en tamaños nominales estándar, por lo que no es habitual que exista una coincidencia exacta con el valor calculado. La calculadora selecciona el tamaño más próximo que no sea inferior a la capacidad frigorífica necesaria y muestra la diferencia como reserva de capacidad. Por ejemplo, si el resultado se encuentra entre 9000 y 12000 BTU/h, se selecciona el tamaño de 12000 BTU/h.