Tesis-CEYE

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA 
UNIDAD AZCAPOTZALCO 
 
 
 
 “CÁLCULO Y SELECCIÓN DE UN EQUIPO DE AIRE ACONDICIONADO, 
 PARA UNA CENTRAL DE EQUIPOS Y ESTERILIZACIÓN (C.E.Y.E.) 
 UBICADA EN LA CIUDAD DE MÉXICO." 
 
 
 
 TESIS COLECTIVA 
 PARA OBTENER EL TÍTULO DE: 
 INGENIERO MECANICO 
 
PRESENTAN: 
 MARTÍNEZ CORTÉS CÉSAR 
PALACIOS PÉREZ ULISES 
 
 
ASESORES: 
 ING. LIMA MORALES ENRIQUE 
ING. MARTÍNEZ GARCÍA LILIAN VIRIDIANA 
 
 
MÉXICO D.F A MARZO 2016 
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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ÍNDICE 
NOMENCLATURA ............................................................................................................. 1 
RESUMEN ......................................................................................................................... 3 
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. ............................................................................... 4 
OBJETIVO GENERAL. ...................................................................................................... 5 
OBJETIVOS PARTICULARES. ......................................................................................... 5 
JUSTIFICACIÓN. ............................................................................................................... 6 
INTRODUCCIÓN. .............................................................................................................. 7 
CAPÍTULO I. GENERALIDADES. ...................................................................................... 8 
1.1 RESEÑA HISTÓRICA. .................................................................................................... 9 
1.2 MARCO TEÓRICO......................................................................................................... 13 
1.2.1 Refrigeración. .......................................................................................................... 13 
1.2.2 Acondicionamiento del aire. .................................................................................. 13 
1.2.3 Central de Equipos y Esterilización (C.E.Y.E.). ................................................. 13 
1.2.4 Autoclave. ................................................................................................................ 14 
1.2.5 Esterilización. .......................................................................................................... 14 
1.2.6 Calor. ........................................................................................................................ 14 
1.2.7 Frío. ........................................................................................................................... 15 
1.2.8 Temperatura. ........................................................................................................... 15 
1.2.9 Escala de temperatura. .......................................................................................... 15 
1.2.10 Calor específico. ..................................................................................................... 16 
1.2.11 Transferencia de calor. .......................................................................................... 16 
1.2.12 Aire acondicionado. ................................................................................................ 16 
1.2.13 Refrigerantes y su clasificación. ........................................................................... 16 
1.2.14 Ambiente térmico. ................................................................................................... 18 
1.2.15 Aire atmosférico. ..................................................................................................... 18 
1.2.16 Gas perfecto. ........................................................................................................... 18 
1.2.17 Primera ley de la termodinámica.......................................................................... 19 
1.2.18 Segunda ley de la termodinámica........................................................................ 19 
1.2.19 Ley de Boyle. ........................................................................................................... 19 
1.2.20 Ley de Charles. ....................................................................................................... 20 
1.2.21 Ley de Joule. ........................................................................................................... 20 
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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1.2.22 Ley de Avogadro..................................................................................................... 20 
CAPÍTULO 2. INGENIERÍA BÁSICA ............................................................................... 21 
2.1 GENERALIDADES DE LA INGENIERÍA .................................................................... 22 
2.2 SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO. ................................................................. 22 
2.3 EL SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE Y SU DISTRIBUCIÓN. ...... 23 
2.4 VARIABLES DEL ENTORNO A ENFRIAR ................................................................ 23 
2.4.1 Ganancia de calor. ................................................................................................. 23 
2.4.2 Carga de enfriamiento. .......................................................................................... 24 
2.4.3 Tasa de extracción de calor. ................................................................................. 24 
2.5 VELOCIDAD DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR. .............................................. 25 
2.6 RESISTENCIA TÉRMICA. ............................................................................................ 25 
2.6.1 Resistencia térmica de la capa de aire superficial. ........................................... 25 
2.6.2 Conductancia y conductividad. ............................................................................. 26 
2.6.3 Resistencia térmica global. ................................................................................... 26 
2.7 COEFICIENTE GLOBAL DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR. ......................... 27 
2.8 GANANCIAS DE CALOR EN RECINTOS. ................................................................ 28 
2.8.1 Conducción a través de la estructura exterior. .................................................. 28 
2.8.2 Conducción a través de la estructura interior. ................................................... 29 
2.8.3 Radiación solar a través de vidrios. ..................................................................... 29 
2.8.4 Alumbrado. .............................................................................................................. 30 
2.8.5 Personas. ................................................................................................................. 31 
2.8.6 Equipo. ..................................................................................................................... 32 
2.8.7 Infiltración................................................................................................................. 32 
2.9 CARGA DE ENFRIAMIENTO DEL RECINTO. .......................................................... 34 
2.10 CARGA PICO DE ENFRIAMIENTO. ........................................................................... 34 
2.11 CARGA DE ENFRIAMIENTO O DE REFRIGERACIÓN. ........................................ 35 
2.12 CONDICIONES DEL AIRE DE SUMINISTRO. .........................................................35 
2.12.1 Temperatura de bulbo seco (𝑇𝐵𝑆). ....................................................................... 35 
2.12.2 Temperatura de bulbo húmedo (𝑇𝐵𝐻). ................................................................. 35 
2.12.3 Temperatura del punto de rocío (𝑇𝑃𝑅). ................................................................ 36 
2.12.4 Relación de humedad (W). ................................................................................... 36 
2.12.5 Humedad relativa (HR). ......................................................................................... 36 
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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2.12.6 Volumen específico (v). ......................................................................................... 36 
2.12.7 Entalpía específica (h). .......................................................................................... 36 
2.12.8 Humedad relativa y punto de rocío. ..................................................................... 36 
2.12.9 Entalpía. ................................................................................................................... 37 
2.13 MANEJADORA DE AIRE. ............................................................................................. 37 
2.14 SERPENTÍN. ................................................................................................................... 38 
2.15 HUMIDIFICADOR/DESHUMIDIFICADOR. ................................................................ 38 
2.16 DISTRIBUCIÓN DEL AIRE. .......................................................................................... 39 
2.16.1 Definición y clasificación de los impulsores. ...................................................... 39 
2.16.2 Características. ....................................................................................................... 40 
2.16.3 Clasificación y diferenciación de los tipos de aire de distribución. ................. 42 
2.16.4 Clasificación técnica en función de las prestaciones. ....................................... 42 
2.16.5 Rejillas para el aire de recirculación. ................................................................... 43 
2.17 FILTROS. ......................................................................................................................... 43 
2.18 NORMATIVIDAD. ........................................................................................................... 45 
CAPÍTULO 3. CÁLCULO CARGA TÉRMICA. .................................................................. 46 
3.1 CONDICIONES PARA LA CIUDAD DE MÉXICO. .................................................... 47 
3.2 PLANO DE LA C.E.Y.E. ................................................................................................ 47 
3.2.1 Áreas de la C.E.Y.E. .............................................................................................. 47 
3.3 LISTA DE MATERIALES. .............................................................................................. 48 
3.4 CÁLCULO COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE CALOR. ......................... 49 
3.4.1 Techo ........................................................................................................................ 50 
3.4.2 Muro colindante. ..................................................................................................... 51 
3.4.3 Muro caliente. .......................................................................................................... 52 
3.4.4 Muro exterior. .......................................................................................................... 53 
3.4.5 Vidrio exterior. ......................................................................................................... 54 
3.4.6 Vidrio interior. .......................................................................................................... 55 
3.4.7 Puerta de madera. .................................................................................................. 56 
3.4.8 Puerta metálica. ...................................................................................................... 57 
3.5 GANANCIA DE CALOR EN VERANO. ....................................................................... 58 
3.5.1 Ganancia de calor generada por transferencia. ................................................ 58 
3.5.2 Ganancia de calor generada por ocupantes. ..................................................... 58 
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equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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3.5.3 Ganancia de calor generada por alumbrado. ..................................................... 59 
3.5.4 Ganancia de calor generada por equipo. ........................................................... 59 
3.5.5 Ganancia de calor generada por radiación solar. ............................................. 60 
3.5.6 Carga total en verano. ........................................................................................... 60 
3.6 GANANCIA DE CALOR EN INVIERNO. .................................................................... 61 
3.6.1 Ganancia de calor generada por transferencia. ................................................ 61 
3.6.2 Ganancia de calor generada por ocupantes. ..................................................... 62 
3.6.3 Ganancia de calor generada por alumbrado. ..................................................... 62 
3.6.4 Ganancia de calor generada por equipo. ........................................................... 62 
3.6.5 Ganancia de calor generada por radiación solar. ............................................. 62 
3.6.6 Carga total en invierno. .......................................................................................... 62 
CAPÍTULO 4. CÁLCULO Y SELECCIÓN DE EQUIPO. ................................................... 64 
4.1 CÁLCULO DE EQUIPO PARA VERANO. .................................................................. 65 
4.1.1 Manejadora de aire. ............................................................................................... 65 
4.1.2 Serpentín. ................................................................................................................ 66 
4.1.3 Deshumidificador. ................................................................................................... 67 
4.2 CÁLCULO DE EQUIPO PARA INVIERNO. ............................................................... 67 
4.3.1 Manejadora de aire. ............................................................................................... 67 
4.3.2 Serpentín. ................................................................................................................ 69 
4.3.3 Deshumidificador. ................................................................................................... 69 
4.3 DUCTOS DE INYECCIÓN. ........................................................................................... 69 
4.4 DUCTOS DE EXTRACCIÓN. ....................................................................................... 70 
4.5 ANÁLISIS DE RESULTADOS. ..................................................................................... 71 
CAPÍTULO 5. ANÁLISIS ECONÓMICO ........................................................................... 73 
5.1 COTIZACIÓN. ................................................................................................................. 74 
5.1.1 Unidades de conversión. ....................................................................................... 74 
5.1.2 Lista de materiales requeridos. ............................................................................ 74 
5.1.3 Costo del proyecto. ................................................................................................76 
CONCLUSIÓN ............................................................................................................................ 78 
ANEXO 1. TABLAS DEL PROYECTO ............................................................................. 79 
ANEXO 2. FIGURAS ....................................................................................................... 99 
GLOSARIO .................................................................................................................... 106 
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................... 109 
REFERENCIAS ELECTRÓNICAS ................................................................................. 110 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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ÍNDICE DE TABLAS 
Tabla 3.1 TABLA DE CONDICIONES DE LA CIUDAD DE MÉXICO. .............................. 47 
Tabla 3.2 TABLA DE VIENTO PARA EL RECINTO. ........................................................... 47 
Tabla 3.3 TABLA DE ÁREAS................................................................................................... 48 
Tabla 3.5 TABLA DE MATERIALES QUE CONFORMAN EL TECHO. ............................ 50 
Tabla 3.6 VIENTO INTERIOR Y EXTERIOR EN CONTACTO CON TECHO. ................ 50 
Tabla 3.7 TABLA DE MATERIALES QUE CONFORMAN EL MURO COLINDANTE. ... 51 
Tabla 3.8 VIENTO INTERIOR Y EXTERIOR EN CONTACTO CON MURO 
COLINDANTE. ............................................................................................................................ 51 
Tabla 3.9 TABLA DE MATERIALES QUE CONFORMAN EL MURO CALIENTE. ......... 52 
Tabla 3.10 VIENTO INTERIOR Y EXTERIOR EN CONTACTO CON MURO CALIENTE
 ....................................................................................................................................................... 52 
Tabla 3.11 TABLA DE MATERIALES QUE CONFORMAN EL MURO EXTERIOR. ...... 53 
Tabla 3.12 VIENTO INTERIOR Y EXTERIOR EN CONTACTO CON MURO 
EXTERIOR. ................................................................................................................................. 53 
Tabla 3.13 TABLA DE MATERIALES QUE CONFORMAN EL VIDRIO EXTERIOR. .... 54 
Tabla 3.14 VIENTO INTERIOR Y EXTERIOR EN CONTACTO CON VIDRIO 
EXTERIOR .................................................................................................................................. 54 
Tabla 3.15 TABLA DE MATERIALES QUE CONFORMAN EL VIDRIO INTERIOR. ...... 55 
Tabla 3.16 VIENTO INTERIOR Y EXTERIOR EN CONTACTO CON VIDRIO 
INTERIOR. ................................................................................................................................... 55 
Tabla 3.17 TABLA DE MATERIALES QUE CONFORMAN LA PUERTA DE MADERA.
 ....................................................................................................................................................... 56 
Tabla 3.18 VIENTO INTERIOR Y EXTERIOR EN CONTACTO CON PUERTA DE 
MADERA ...................................................................................................................................... 56 
Tabla 3.19 TABLA DE MATERIALES QUE CONFORMAN LA PUERTA METÁLICA. .. 57 
Tabla 3.20 VIENTO INTERIOR Y EXTERIOR EN CONTACTO CON PUERTA 
METÁLICA. .................................................................................................................................. 57 
Tabla 3.21 GANANCIA DE CALOR POR TRANSFERENCIA EN VERANO. .................. 58 
Tabla 3.22 GANANCIA DE CALOR POR OCUPANTES. ................................................... 59 
Tabla 3.23 GANANCIA DE CALOR POR ALUMBRADO. ................................................... 59 
Tabla 3.24 GANANCIA DE CALOR POR EQUIPO.............................................................. 59 
Tabla 3.25 GANANCIA DE CALOR POR RADIACIÓN EN VERANO. ............................. 60 
Tabla 3.26 GANANCIA DE CALOR TOTAL EN VERANO. ................................................ 60 
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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Tabla 3.27 GANANCIA DE CALOR POR TRANSFERENCIA EN INVIERNO. ............... 61 
Tabla 3.28 GANANCIA DE CALOR TOTAL EN INVIERNO. .............................................. 62 
Tabla 4.1 DISTRIBUCIÓN DEL 70 % DE AIRE SUMINISTRADO. ................................... 70 
Tabla 4.2 DISTRIBUCIÓN DEL 30 % DE AIRE SUMINISTRADO. ................................... 70 
Tabla 4.3 DISTRIBUCIÓN DEL AIRE DE EXTRACCIÓN. .................................................. 71 
Tabla 4.4 RESUMEN DE EQUIPO A SUMINISTRAR. ........................................................ 71 
Tabla 5.1 CONCEPTOS PARA EQUIPO DE ACONDICIONAMIENTO ........................... 74 
Tabla A1.1 DIFERENCIAS DE TEMPERATURA PARA CARGAS DE ENFRIAMIENTO 
EN MATERIALES (ΔTCE). ....................................................................................................... 80 
Tabla A1.2 DIFERENCIA DE TEMPERATURA PARA CARGAS DE ENFRIAMIENTO 
POR ORIENTACIÓN (ΔTCE). .................................................................................................. 81 
 Tabla A1.3 DESCRIPCIÓN DE GRUPOS DE CONSTRUCCIÓN DE PAREDES. ........ 82 
 Tabla A1.4 CORRECIÓN DE LA ∆TCE POR LATITUD Y MES. ...................................... 83 
Tabla A1.5 RADIACIÓN SOLAR A TRAVÉS DE VIDRIO FACTORES DE GANANCIA 
MÁXIMA DE CALOR SOLAR, LATITUDES NORTE............................................................ 84 
Tabla A1.6 COEFICIENTES DE SOMBREADO PARA VIDRIO CON O SIN 
SOMBREADO INTERIOR POR PERSIANAS VENECIANAS ENROLLABLES. ............. 85 
Tabla A1.7 FACTORES DE CARGA DE ENFRIAMIENTO PARA VIDRIO SIN 
SOMBREADO INTERIOR......................................................................................................... 86 
Tabla A1.7 (CONTINUACIÓN). ............................................................................................... 87 
Tabla A1.8 SOMBREADO POR PROYECCIONES SUPERIORES. ................................ 88 
 Tabla A1.9 TEMPERATURA DE BULBO SECO Y DE BULBO HÚMEDO. .................... 89 
Tabla A1.10 TASAS DE GANANCIA DE CALOR DEBIDA A LOS OCUPANTES DEL 
RECINTO ACONDICIONADO. ................................................................................................ 90 
Tabla A1.11 FACTORES DE CALOR SENSIBLE PARA CARGAS DE ENFRIAMIENTO 
DEBIDO A PERSONAS. ........................................................................................................... 91 
Tabla A1.12 GANANCIAS DE CALOR DEBIDAS A APARATOS DOMÉSTICOS. ........ 92 
Tabla A1.13 REQUISITOS DE VENTILACIÓN PARA OCUPANTES............................... 93 
Tabla A1.14 DISMINUCIÓN DE LA TEMPERATURA DE DISEÑO MÁXIMA 
EXTERIOR. ................................................................................................................................. 94 
 Tabla A1.15 DIFERENCIAS DE TEMPERATURA EQUIVALENTES PARA DISEÑO. 94 
Tabla A1.16 FACTORES DE DISEÑO PARA CARGAS DE ENFRIAMIENTO A 
TRAVÉS DE VIDRIOS............................................................................................................... 95 
Tabla A1.17 FACTORES DE LÍNEA DE SOMBRA. ............................................................ 95 
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equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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Tabla A1.18 CARGA DE ENFRIAMIENTO POR CALOR SENSIBLE DEBIDO A 
INFILTRACIÓN Y VENTILACIÓN. .......................................................................................... 96 
Tabla A1.19 VELOCIDAD PARA AIRE DE RECIRCULACIÓN......................................... 96 
Tabla A1.20 CRITERIOS DE LA NORMA DEL I.M.S.S. PARA RECINTOS A 
ACONDICIONAR. ....................................................................................................................... 97 
Tabla A1.21 NOMENCLATURA I.M.S.S. ............................................................................... 98 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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ÍNDICE DE FIGURAS 
Figura 2.1 ÁREAS DE DISTRIBUCIÓN: A) DIFUSOR SITUADO EN PARED; B) 
DIFUSOR SITUADO EN TECHO CON IMPULSIÓN VERTICAL....................................... 41 
Figura 2.2 AMPLITUD: A) LÁMINAS HORIZONTALES; B) LÁMINAS EN ABANICO Y 
45° DE DEFLEXIÓN. ................................................................................................................. 41 
Figura 2.3 GRÁFICO PARA REJILLAS MONTADAS EN LA PARED CERCA DEL 
TECHO, PARA DETERMINAR LA CAÍDA Y LA FLECHA. ................................................. 42 
Figura 3.1 SIMBOLOGÍA DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. ............................... 49 
Figura 3.2 DETALLE DE MATERIALES QUE CONFORMAN EL TECHO. ..................... 50 
Figura 3.3 DETALLE DE MATERIALES QUE CONFORMAN EL MURO COLINDANTE.
 ....................................................................................................................................................... 51 
Figura 3.4 DETALLE DE MATERIALES QUE CONFORMAN EL MURO CALIENTE. .. 52 
Figura 3.5 DETALLE DE MATERIALES QUE CONFORMAN EL MURO EXTERIOR. . 53 
Figura 3.6 DETALLE DE MATERIALES QUE CONFORMAN EL VIDRIO EXTERIOR. 54 
Figura 3.7 DETALLE DE MATERIALES QUE CONFORMAN EL VIDRIO INTERIOR. . 55 
Figura 3.8 DETALLE DE MATERIALES QUE CONFORMAN LA PUERTA DE 
MADERA...................................................................................................................................... 56 
Figura 3.9 DETALLE DE MATERIALES QUE CONFORMAN LA PUERTA METÁLICA.
 ....................................................................................................................................................... 57 
Figura A2.1 CARTA PSICROMÉTRICA. ............................................................................. 100 
Figura A2.2 PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN DUCTOS DE INYECCIÓN .................... 101 
Figura A2.3 PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN DUCTOS DE EXTRACCIÓN. ............... 102 
Figura A2.4 DETALLE DE DUCTOS DE SUMINISTRO DE AIRE. ................................. 103 
 Figura A2.5 DETALLE DE DUCTOS DE EXTRACCIÓN. ............................................... 104 
Figura A2.6 PLANO CEYE. ................................................................................................... 105 
 
 
 
 
 
 
 
file:///G:/TESIS%20COMPLETA%2001%20FEBRERO%202016.docx%23_Toc442129990
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
1 
 
NOMENCLATURA 
 
MAGNITUD ABREVIATURA UNIDADES 
Sistema 
Internacional 
Sistema 
Inglés 
Área. 𝑨 𝑚2 𝑓𝑡2 
Capacidad de alumbrado. 𝑾 (𝑘𝑔𝑓)(𝑚)
𝑠 
(𝑙𝑏𝑓)(𝑓𝑡)
𝑠 
Coeficiente de sombreado. 𝑪𝑺 - - 
Coeficiente general de 
transferencia de calor para el 
techo, paredes o vidrios. 
𝑼 𝑊
(𝑚)(º𝐾) 
𝐵𝑇𝑈
(ℎ𝑟)(𝑓𝑡)(º𝐾) 
Constante de los gases. 𝑹 𝑘𝐽
(𝑘𝑚𝑜𝑙)(º𝐾) 
𝐵𝑇𝑈
(𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙)(º𝑅) 
Diferencia de temperatura entre 
los espacios sin acondicionar y los 
acondicionados. 
𝜟𝑻 º𝐾 º𝑅 
Diferencia de temperatura para 
carga de enfriamiento con factor 
de corrección. 
𝜟𝑻𝑪𝑬𝒆 º𝐾 º𝑅 
Diferencia de temperatura para 
carga de enfriamiento. 
𝜟𝑻𝑪𝑬 º𝐾 º𝑅 
Factor de balastro. 𝑭𝑩 - - 
Factor de carga de enfriamiento. 𝑭𝑪𝑬 - - 
Factor de ganancia máxima de 
calor solar. 
𝑭𝑮𝑪𝑺 𝑊
(𝑚)(º𝐾) 
𝐵𝑇𝑈
(ℎ𝑟)(𝑓𝑡)(º𝐾) 
Ganancia de calor latente por 
persona. 
𝒒𝒍 𝑊
𝑠 
𝐵𝑇𝑈
𝑠 
Ganancia de calor latente. 𝑸𝒍 𝑊
𝑠 
𝐵𝑇𝑈
𝑠 
Ganancia de calor sensible por 
persona. 
𝒒𝒔 𝑊
𝑠 
𝐵𝑇𝑈
𝑠 
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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Ganancia de calor sensible. 𝑸𝒔 𝑊
𝑠 
𝐵𝑇𝑈
𝑠 
Ganancia neta de calor por hora. 𝑸 𝑊
ℎ𝑟 
𝐵𝑇𝑈
ℎ𝑟 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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RESUMEN 
 
Dentro de esta tesis se hace el análisis para el dimensionamiento de un sistema de 
acondicionamiento de aire, tanto suministro como extracción. Esto se hace dentro de las 
instalaciones del Hospital de Especialidades Médicas del I.M.S.S. “La Raza” en la Ciudad 
de México. Los sistemas con los que cuenta actualmente el área de esterilización conocido 
como C.E.Y.E., no fueron seleccionados a las necesidades del recinto. 
Del levantamiento del campo, se obtuvieron datos como áreas del recinto, 
temperatura, equipos que están operando, personal dentro de este espacio, ubicación, 
orientación, etc. Basándose en los principios de acondicionamiento de aire, se realiza el 
cálculo de carga térmica para determinar la ganancia de calor generada en el espacio que 
no está cumpliendo con las condiciones de confort humanas, así como el no cumplir con la 
normatividad vigente del Instituto Mexicano del Seguro Social. 
Con la ayuda del uso de tablas psicrométricas y fórmulas para el cálculo y selección 
de los equipos principales de un sistema de aire acondicionado como lo es el serpentín de 
enfriamiento y la manejadora de aire, se pudieron obtener las condiciones de operación 
para solicitar una cotización, dando así una solución al problema expuesto. 
Con el desarrollo del presente trabajo se pretende tener una guía teórico-práctica 
adaptable a cuáles quieran que sean las condiciones. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. 
 
Dentro del Centro Médico Nacional La Raza (C.M.N.R.) del Instituto Mexicano del 
Seguro Social (I.M.S.S.) se encuentran las centrales de equipos y esterilización (C.E.Y.E.) 
correspondiente a los quirófanos, para el esterilizado de los componentes quirúrgicos 
empleados en dicha área. 
Debido a la antigüedad del hospital y sus equipos, muchos han dejado de funcionar 
como es el caso del sistema de acondicionamiento de aire y extracción para la C.E.Y.E.; 
equipos como autoclaves, empaquetadoras, el constante movimiento del personal, son una 
fuente de calor y humedad que no puede ser disipada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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OBJETIVO GENERAL. 
Realizar el cálculo y selección de un sistema de aire acondicionado, para abatir las 
altas temperaturas generadas por las autoclaves debido al proceso de esterilización con 
vapor y brindar una temperatura de confort dentro de las instalaciones de esterilización para 
el personal que trabajará dentro de ésta. 
OBJETIVOS PARTICULARES. 
Diseñar un sistema de acondicionamiento y extracción de aire para la C.E.Y.E. del 
Centro Médico Nacional la Raza, tomando en cuenta las condiciones ambientales y 
geográficas la Ciudad de México, delimitando el espacio a acondicionar, considerando 
factores internos y externos del recinto, así como una propuesta de equipo con un estimado 
de costos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la DistritoFederal. 
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JUSTIFICACIÓN. 
El propósito es mantener un ambiente limpio para el proceso de esterilización y que 
sea confortable para el personal que labora en el área, lo que tiene un impacto a mayor 
escala al brindar un mejor servicio a las personas (derechohabientes) que requieren los 
servicios de salud. 
Basados en los principios de la termodinámica, una de las áreas de la Ingeniería 
Mecánica, se hace el desarrollo de este trabajo para el cumplimiento de la normatividad 
vigente, y beneficio de la población, teniendo así un rediseño. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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INTRODUCCIÓN. 
 
La presente tesis tiene por objetivo realizar el estudio de un problema dentro del 
Centro Médico Nacional la Raza del Instituto Mexicano del Seguro Social, donde se 
encuentran las centrales de equipos y esterilización, así como proponer una solución eficaz 
y asertiva a esta problemática. 
El objetivo principal es hacer una correcta selección del equipo de 
acondicionamiento de aire y determinar por qué los equipos actuales no son los adecuados. 
Dentro del primer capítulo se aborda el origen del aire acondicionado, que datan de 
la época de los antiguos egipcios, quienes empleaban diversos métodos para brindar 
condiciones de confort a su faraón; que es básicamente el objetivo primario del aire 
acondicionado, dar las condiciones de confort humano a un entorno para hacer placentera 
su estancia, haciendo seguimiento de su desarrollo hasta ser la ciencia que es actualmente. 
Así mismo durante el capítulo dos se dan a conocer los diferentes pasos para hacer 
un análisis de la carga térmica generada en los recintos y como poder abatirla con el uso 
del aire acondicionado. 
Los cálculos y las condiciones ambientales vienen desarrollados en el capítulo tres; 
aquí se obtiene el valor real para hacer la selección del sistema de aire acondicionado, ya 
que con los cálculos mencionados en el capítulo dos, se obtiene la carga térmica a abatir. 
En el capítulo cuarto se hace el dimensionamiento de los equipos que conformaran 
el equipo de aire acondicionado, como lo es el serpentín de enfriamiento, así como la red 
de distribución y extracción de aire. 
El capítulo quinto trata la selección del equipo haciendo referencia a los resultados 
obtenidos en el capítulo anterior; y el análisis económico tomando en cuenta cotizaciones 
reales de proveedores. 
Y por último está la conclusión del proyecto; se expone el motivo por el cual no fue 
suficiente la solución actual al problema existente y la importancia de la Ingeniería en el 
acondicionamiento de un espacio. 
 
 
 
 
 
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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CAPÍTULO I. GENERALIDADES. 
 
En este capítulo se abordan los temas relacionados a los antecedentes históricos 
del aire acondicionado; a partir de cuándo se consideró que el hombre tenía la necesidad 
de mantener estable la temperatura de determinados cuerpos, y como es que este simple 
hecho fue evolucionando hasta convertirse en la ciencia que es ahora. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cálculo y selección de un equipo de aire acondicionado, para una central de 
equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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1.1 RESEÑA HISTÓRICA. 
 
En la antigüedad, los egipcios ya utilizaban sistemas y métodos para reducir el calor. 
Se utilizaba principalmente en el palacio del faraón, cuyas paredes estaban formadas por 
enormes bloques de piedra, con un peso superior a mil toneladas. 
Durante la noche, tres mil esclavos desmantelaban las paredes y acarreaban las 
piedras al Desierto del Sahara. Como el clima desértico es extremo y la temperatura 
disminuye a niveles muy bajos durante las horas nocturnas, las piedras se enfriaban 
notablemente. 
Justo antes de que amaneciera, los esclavos acarreaban de regreso las piedras al 
palacio y volvían a colocarlas en su sitio. Se supone que el faraón disfrutaba de 
temperaturas alrededor de los 26 °C, mientras que afuera el calor subía hasta casi el doble. 
En 1842, Lord Kelvin inventó el principio del aire acondicionado. Con el objetivo de 
conseguir un ambiente agradable y sano, el científico creó un circuito frigorífico hermético 
basado en la absorción del calor a través de un gas refrigerante. Para ello, se basó en 3 
principios: 
x El calor se transmite de la temperatura más alta a la más baja, como cuando 
enfriamos un café introduciendo una cuchara de metal a la taza y ésta absorbe 
el calor. 
x El cambio de estado del líquido a gas absorbe calor. Por ejemplo, si 
humedecemos la mano en alcohol, sentimos frío en el momento en que éste 
se evapora, puesto que absorbe el calor de nuestra mano. 
x La presión y la temperatura están directamente relacionadas. En un recipiente 
cerrado, como una olla, se necesita proporcionar menor cantidad de calor para 
llegar a la misma temperatura que en uno abierto. 
En 1902, el estadounidense Willis Haviland Carrier sentó las bases de la 
refrigeración moderna y, al encontrarse con los problemas de la excesiva humidificación del 
aire enfriado, las del aire acondicionado, desarrollando el concepto de climatización de 
verano. 
Por esa época, un impresor de Brooklyn, Nueva York, tenía serias dificultades 
durante el proceso de impresión, debido a que los cambios de temperatura y humedad en 
su taller alteraban ligeramente las dimensiones del papel, impidiendo alinear correctamente 
las tintas. El frustrado impresor no lograba imprimir una imagen decente a color. 
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Carrier, recién graduado de la Universidad de Cornell con una Maestría en 
Ingeniería, acababa de ser empleado por la Compañía Buffalo Forge. El joven se puso a 
investigar con tenacidad cómo resolver el problema y diseñó una máquina que controlaba 
la temperatura y la humedad por medio de tubos enfriados, dando lugar a la primera unidad 
de aire acondicionado de la historia. 
El invento hizo feliz al impresor de Brooklyn, que por fin pudo tener un ambiente 
estable que le permitió imprimir a cuatro tintas sin ninguna complicación. El “Aparato para 
Tratar el Aire” fue patentado en 1906. 
Aunque Willis Haviland Carrier es reconocido como el “padre del aire 
acondicionado”, el término “aire acondicionado” fue utilizado por primera vez por el 
ingeniero Stuart H. Cramer, en la patente de un dispositivo que enviaba vapor de agua al 
aire en las plantas textiles para acondicionar el hilo. 
Las industrias textiles del sur de los Estados Unidos fueron las primeras en utilizar 
el nuevo sistema de Carrier. Por ejemplo, la fábrica de Algodón Chronicle Mill en Belmont, 
Carolina del Norte, que tenía un gran problema. Debido a la ausencia de humedad, se 
creaba un exceso de electricidad estática, haciendo que las fibras de algodón se 
deshilacharan y fuera difícil tejerlas. El sistema Carrier elevó y estabilizó el nivel de 
humedad para acondicionar las fibras, resolviendo así la cuestión. 
Debido a su calidad, un gran número de industrias se interesaron por el aparato de 
Carrier. La primera venta que realizó al extranjero fue en 1907, para una fábrica de seda en 
Yokohama, Japón. 
En 1911, Carrier reveló su fórmula racional psicométrica básica a la Sociedad 
Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME). La fórmula sigue siendo hoy en día la base 
de todos los cálculos fundamentales para la industria del aire acondicionado. 
El inventor dijo que recibió su “chispa de genialidad” mientras esperaba un tren. Era 
una noche brumosa y él estaba repasando mentalmente el problemadel control de la 
temperatura y la humedad. Para cuando llegó el tren, ya había comprendido la relación 
entre temperatura, humedad y punto de condensación. 
Las industrias florecieron con la nueva habilidad para controlar la temperatura y los 
niveles de humedad durante la producción. Películas, tabaco, carnes procesadas, cápsulas 
medicinales y otros productos obtuvieron mejoras significativas en su calidad gracias al aire 
acondicionado. 
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equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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En 1915, entusiasmados por el éxito, Carrier y seis amigos ingenieros reunieron 
32,600 dólares para formar la Compañía de Ingeniería Carrier, dedicada a la innovación 
tecnológica de su único producto, el aire acondicionado. 
Durante aquellos años, su objetivo principal fue mejorar el desarrollo de los procesos 
industriales con máquinas que permitieran el control de la temperatura y la humedad. Por 
casi dos décadas, el uso del aire acondicionado estuvo dirigido a las industrias, más que a 
las personas. 
En 1921, Willis Haviland Carrier patentó la máquina de refrigeración centrífuga. 
También conocida como enfriadora centrífuga o refrigerante centrifugado, fue el primer 
método para acondicionar el aire en grandes espacios. 
Las máquinas anteriores usaban compresores impulsados por pistones para 
bombear a través del sistema el refrigerante, a menudo amoníaco, tóxico e inflamable. 
Carrier diseñó un compresor centrífugo similar a las paletas giratorias de una bomba de 
agua. El resultado fue un enfriador más seguro y eficiente. 
El nuevo sistema se estrenó en 1924 en la tienda departamental Hudson de Detroit, 
Michigan. Los asistentes a la popular venta de sótano se sentían mareados por el calor 
debido al pésimo sistema de ventilación, por lo que se instalaron tres refrigerantes 
centrifugados Carrier para enfriar el piso. Una multitud de compradores llenó “el almacén 
con aire acondicionado” y poco tiempo después fueron instalados aparatos en toda la 
tienda. 
Su uso pasó de las tiendas departamentales a las salas de cine. La prueba de fuego 
se presentó en 1925, cuando el Teatro Rivoli de Nueva York solicitó a la joven empresa 
instalar un equipo de enfriamiento. Se realizó una gran campaña de publicidad, que provocó 
que se formaran largas colas de personas en la puerta del cine. Casi todas llevaban sus 
abanicos, por si acaso. 
La película que se proyectó aquella noche fue olvidada, pero no el refrescante 
confort del aire acondicionado. La industria creció rápidamente. Muchos estadounidenses 
disfrutaron por primera vez la experiencia de no tener que sufrir en los cines por el calor, ya 
que los propietarios instalaron los equipos para incrementar la asistencia durante los cálidos 
y húmedos días de verano. 
La industria creció rápidamente y cinco años después, alrededor de 300 salas de 
cine tenían instalado ya el aire acondicionado. El éxito fue tal, que inmediatamente se 
instalaron este tipo de máquinas en hospitales, oficinas, aeropuertos y hoteles. 
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En 1928, Willis Haviland Carrier desarrolló el primer equipo que enfriaba, calentaba, 
limpiaba y hacía circular el aire para casas y departamentos, pero la gran depresión en los 
Estados Unidos puso punto final al aire acondicionado en los hogares. Las ventas de 
aparatos para uso residencial no empezaron hasta después de la Segunda Guerra Mundial. 
A partir de entonces, el confort del aire acondicionado se extendió a todo el mundo. 
El calor y el frío que sienten las personas no sólo dependen de la temperatura 
ambiental, sino también de la humedad y de la apropiada distribución del aire. 
La climatización es el proceso de tratamiento del aire que controla simultáneamente 
su temperatura, humedad, limpieza y distribución para responder a las exigencias del 
espacio climatizado. 
El calor es una forma de energía relacionada directamente con la vibración 
molecular. Cuando calentamos una sustancia, sus moléculas se mueven rápidamente, 
generando así una energía, el calor. Si la enfriamos, el movimiento molecular se detiene, 
bajando la temperatura. 
La humedad se refiere a la cantidad de agua contenida en el aire y está directamente 
relacionada con la sensación de bienestar. El aire ambiente se controla para mantener la 
humedad relativa preestablecida mediante la humidificación o deshumidificación del aire 
ambiente. 
Para obtener el confort deseado, es necesario que el aire sea distribuido y circule 
uniformemente por todo el recinto, sin producir corrientes desagradables. 
Por último, la eliminación de las partículas de polvo es fundamental para la salud. 
Conseguir un adecuado filtrado de aire es una labor básica de un equipo de aire 
acondicionado. 
Además de la comodidad que se disfruta con el aire acondicionado en un día cálido 
y húmedo de verano, actualmente muchos productos y servicios vitales en nuestra sociedad 
dependen del control del clima interno, como los alimentos, la ropa y la biotecnología para 
obtener químicos, plásticos y fertilizantes. 
El aire acondicionado juega un rol importante en la medicina moderna, desde sus 
aplicaciones en el cuidado de bebés y las salas de cirugía hasta sus usos en los laboratorios 
de investigación. 
Sin el control exacto de temperatura y humedad, los microprocesadores, circuitos 
integrados y la electrónica de alta tecnología no podrían ser producidos. Los centros 
computacionales dejarían de funcionar. 
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Muchos procesos de fabricación precisa no serían posibles. El vuelo de aviones y 
de naves espaciales sería solo un sueño. Minerales valiosos no podrían ser extraídos desde 
la profundidad de la tierra y los arquitectos no podrían haber diseñado los enormes edificios 
que han cambiado la cara de las ciudades más grandes del mundo. 
El aire acondicionado inventado por Willis Haviland Carrier ha hecho posible el 
desarrollo de muchas áreas tropicales y desérticas del mundo, que dependen de la 
posibilidad de controlar su medio ambiente. 
 
1.2 MARCO TEÓRICO. 
 
Dentro de las bases conceptuales previas, se describirán los conceptos de vital 
importancia para comprender el desarrollo de este proyecto. 
 
1.2.1 Refrigeración. 
 
La refrigeración es un proceso que consiste en mantener un espacio o un producto 
a una temperatura más baja que la de su alrededor. 
El calor absorbido se transfiere de un cuerpo a otro, el proceso de refrigeración es 
el proceso opuesto al de calefacción. 
 
1.2.2 Acondicionamiento del aire. 
 
Los procesos de acondicionamiento del aire alteran la temperatura y la humedad 
específica de la atmósfera. El peso del aire seco permanece constante y, en consecuencia, 
los cálculos se basan mejor en 1 lb de aire seco. 
 
1.2.3 Central de Equipos y Esterilización (C.E.Y.E.). 
 
Es el lugar donde se lleva a cabo el almacenamiento inventario, procesamiento, 
distribución y control de material y equipo que se utiliza en la atención del paciente. Se 
divide en: 
x Área roja o contaminada. 
x Área azul o limpia. 
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equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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x Área verde o estéril. 
 
1.2.4 Autoclave. 
 
Es un recipiente de presión metálico de paredes gruesas con un cierre hermético 
que permite trabajar a alta presión para realizar una reacción industrial, una cocción o una 
esterilización con vapor de agua. Su construcción debe ser tal que resista la presión y 
temperatura desarrollada en su interior. La presión elevada permite que el aguaalcance 
temperaturas superiores a su punto de ebullición. La acción conjunta de la temperatura y el 
vapor produce la coagulación de las proteínas de los microorganismos, entre ellas las 
esenciales para la vida y la reproducción de éstos, cosa que lleva a su destrucción. 
 
1.2.5 Esterilización. 
 
Significa la eliminación de toda forma de vida de un medio o material, lo que se lleva 
a cabo generalmente por medios físicos, por ejemplo, filtración, o por muerte de los 
organismos por calor, productos químicos u otra vía. Esta definición excluye por lo tanto 
cualquier técnica que resulte solamente en un daño a los microorganismos o atenuación de 
la actividad de cualquier tipo. 
 
1.2.6 Calor. 
 
Es una forma de energía (térmica), generada por el movimiento molecular en la 
materia. El calor es la forma de energía que se transmite de un cuerpo a otro debido a la 
diferencia de temperatura. Este se puede dividir en calor sensible o calor latente: 
x Calor sensible: Es el calor que se puede medir o sentir, provoca un cambio de 
temperatura de una sustancia, pero no un cambio de su estado, las sustancias 
al estar en estado líquido, sólido o gaseoso, contienen calor sensible hasta 
cierto grado, hasta que sus temperaturas sean mayores que el cero absoluto. 
También se define como la suma de la energía interna del sistema más el 
producto del volumen del sistema por la presión ejercida sobre el sistema por 
su entorno, y no implica cambio de humedad. 
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x Calor latente: Se trata de un calor escondido, que no lo puede registrar un 
termómetro ni se puede sentir. También se denomina como la cantidad de 
calor absorbida o desprendida por un mol, o una unidad de masa de una 
sustancia, durante un cambio de estado a temperatura y presión constantes. 
En este caso se presenta un cambio de humedad en la sustancia. 
 
a) Calor latente de fusión: Es el calor necesario para pasar una libra de sólido 
a líquido sin cambiar su temperatura a una presión atmosférica normal. 
b) Calor latente de vaporización: Es el calor necesario para pasar una libra de 
líquido a vapor sin cambiar su temperatura a una presión atmosférica 
normal. 
 
1.2.7 Frío. 
 
Es un término relativo que describe el nivel bajo de energía o temperatura, de un 
objeto o área en comparación con un nivel de energía o temperatura conocido. Un ejemplo 
de lo relativo es que una persona que viviera en el Ártico diría que un ambiente que esté a 
una temperatura de 68 ºF es caliente, pero para una persona en el Ecuador sería fría. 
 
1.2.8 Temperatura. 
 
Es sólo una indicación de la intensidad o grado de calor de una sustancia u objeto, 
por ejemplo, dos trozos de cobre uno de 10 lb y otro de 50 lb, indicarán la misma 
temperatura independiente de la masa de cada trozo. 
 
1.2.9 Escala de temperatura. 
 
Es cada una de las maneras convencionales de graduar los termómetros con 
valores numéricos definidos, existiendo fórmulas específicas que relacionan las diferentes 
escalas. Las escalas más conocidas son: Fahrenheit y Celsius. 
 
 
 
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equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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1.2.10 Calor específico. 
 
Es la capacidad de un cuerpo para absorber calor. 
 
1.2.11 Transferencia de calor. 
 
Es la cantidad de calor que se puede transferir de un cuerpo a otro, siempre el 
cuerpo con mayor calor le cederá al de menor calor hasta encontrarse en un equilibrio. La 
transferencia de calor se subdivide en: 
a) Conducción: Es la transferencia de energía desde las partículas más 
energéticas de una sustancia a las partículas adyacentes, menos energéticas, 
como resultado de la interacción entre partículas. 
b) Convección: Es la transferencia de energía entre una superficie sólida y el 
fluido adyacente que se encuentra en movimiento, e involucra los efectos 
combinados de la conducción y el movimiento del fluido. 
c) Radiación: Es la transferencia de energía debida a la emisión de ondas 
electromagnéticas (o fotones). 
 
1.2.12 Aire acondicionado. 
 
Un aparato de aire acondicionado sirve, tal y como indica su nombre, para el 
acondicionamiento del aire. Éste es el proceso más completo de tratamiento del ambiente 
en un local cerrado y consiste en regular la temperatura, ya sea calefacción o refrigeración, 
el grado de humedad, la renovación o circulación del aire y su limpieza, es decir, su filtrado 
o purificación. 
 
1.2.13 Refrigerantes y su clasificación. 
 
Son los fluidos de trabajo utilizados en los ciclos de refrigeración, que tienen la 
característica principal de evaporarse a bajas presiones y temperaturas y condensarse a 
altas presiones y temperaturas y son capaces de absorber calor de un ambiente. 
Los refrigerantes se pueden clasificar de acuerdo a su temperatura, a su toxicidad 
o por su flamabilidad. 
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equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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Clasificación debido a su temperatura: 
x Refrigerantes de baja presión y alta temperatura: Se utilizan para sistemas de 
aire acondicionado como en teatros, edificios de oficinas, auditorios, fábricas, 
suministro de agua fría en fábricas, equipo de enfriamiento, destilación, 
cambiadores de calor, etcétera. 
x Refrigerantes de presión media y temperatura media: Son utilizados en el área 
doméstica para refrigeradores, enfriadores de agua, acondicionadores de aire; 
en el área comercial se encuentran en refrigeradores, acondicionadores de 
aire, enfriadores móviles, cámaras de refrigeración de carnes y dentro del área 
industrial son utilizados para enfriadores de agua, enfriadores de aceite y 
almacenamiento de sustancias químicas. 
x Refrigerantes de alta presión y baja temperatura: Se utilizan para el área 
industrial en cremerías, plantas de almacenamiento en frío, cervecerías y 
fábricas de helado; dentro del área doméstica y comercial se utilizan en 
congeladores. 
x Refrigerantes de muy alta presión y muy baja temperatura: su uso en el ramo 
industrial es en túneles de viento aerodinámicos, metalurgia y licuefacción de 
gas. 
 
Su clasificación de acuerdo a su toxicidad por parte del ASHRAE 34 es: 
x Clase A: No se han encontrado evidencias de toxicidad en concentraciones 
≥400 ppm. 
x Clase B: Hay evidencias de toxicidad en concentraciones <400 ppm. 
 
Su clasificación de acuerdo a su flamabilidad por parte del ASHRAE 34 es: 
x 1: No hay propagación de la llama. 
x 2: Propagación de llama, límite inferior de inflamabilidad >0.1 kg/m3 
(0.0062428 lb/ft3) y calor de combustión <19,000 kJ/kg (8168.5297 BTU/lb). 
x 2L: Velocidad de combustión no mayor a 10 cm/s (0.328084 ft/s). 
x 3: Propagación de llama, límite inferior de inflamabilidad ≤0.1 kg/m3 
(0.0062428 lb/ft3) y calor de combustión ≥ 19,000 kJ/kg (8168.5297 BTU/lb). 
 
 
 
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1.2.14 Ambiente térmico. 
 
Es el lugar que se desea acondicionar y donde se generan cargas térmicas tanto 
internas como externas. 
 
1.2.15 Aire atmosférico. 
 
Está compuesto de gases que constituyen el aire seco y vapor de agua en 
cantidades variables. Para propósitos prácticos se considera el aire seco constituido por 
79% de nitrógeno y 21% de oxígeno, por unidad de volumen. El vapor de agua se encuentra 
siempre presente en el aire atmosférico en condiciones de saturado o sobrecalentado, y no 
obstante que su peso promedio es menor que el 3% del peso del aire atmosférico, su 
influencia con el confort humano es bastante significativo. 
 
1.2.16 Gas perfecto. 
 
Todo aquel gas que obedezca las leyes de Boyle, Charles,Joule y Avogadro, se 
dice que es gas perfecto. 
 
(𝑷𝟏)(𝒗𝟏)
(𝑻𝟏)
= (𝑷𝟐)(𝒗𝟐)(𝑻𝟐) = 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆 = 𝑹 (1.1) 
Donde: 
𝑹 = Constante de los gases, tiene un valor para cada gas; [ 𝐵𝑇𝑈(𝑙𝑏)(°𝑅)] 
𝑷 = Presión; [ 𝑙𝑏𝑓𝑡2] 
𝒗 = Volumen específico; [𝑓𝑡
3
𝑙𝑏 ] 
𝑻 = Temperatura; [°R] 
 
Ecuación característica de los gases perfectos. 
 
 (𝑷)(𝒗)(𝐦) = (𝐦)(𝑹)(𝑻) = (𝑷)(𝒗) = (𝐦)(𝑹) (1.2) 
Donde: 
𝑹 = Constante de los gases, tiene un valor para cada gas; 𝐵𝑇𝑈(𝑙𝑏)(°𝑅) 
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𝑷 = Presión absoluta; [ 𝑙𝑏𝑓𝑡2] 
𝒗 = Volumen específico; [𝑓𝑡
2
𝑙𝑏 ] 
𝑻 = Temperatura; [°R] 
𝐦 = Masa; [lb] 
 
1.2.17 Primera ley de la termodinámica. 
 
Esta ley enuncia que la suma total de la materia del universo es una cantidad 
constante; esta energía no puede incrementarse, disminuirse, crearse o destruirse. La 
energía no puede crearse ni destruirse. Las diferentes formas de energía son mutuamente 
convertibles, y la cantidad de una forma de energía que se requiere para producir otra 
cantidad de otra energía es fija e invariable. 
 
1.2.18 Segunda ley de la termodinámica. 
 
La segunda ley menciona que es imposible que una máquina, actuando por si sola 
y sin ayuda de un agente exterior, transporte calor de un cuerpo a otro que tenga mayor 
temperatura que el primero. 
 
1.2.19 Ley de Boyle. 
 
A una temperatura constante, el volumen de un peso dado de gas perfecto varía 
inversamente a la presión absoluta. 
 
 (𝑷𝟏)(𝒗𝟏) = (𝑷𝟐)(𝒗𝟐) = (𝑷𝒏)(𝒗𝒏) = 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆 (1.3) 
Donde: 
P = Presión absoluta; [ 𝑙𝑏𝑓𝑡2] 
𝒗 = Volumen específico; [𝑓𝑡
2
𝑙𝑏 ] 
 
 
 
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1.2.20 Ley de Charles. 
 
Cuando un gas perfecto recibe calor a volumen constante, la presión absoluta varía 
en forma directamente proporcional a la temperatura. 
 
𝑷𝟏
𝑻𝟏
= 𝑷𝟐𝑻𝟐 (1.4) 
Donde: 
𝑻 = Temperatura absoluta; [°R] 
𝑷 = Presión absoluta; [ 𝑙𝑏𝑓𝑡2] 
 
1.2.21 Ley de Joule. 
 
Cuando un gas perfecto se expande sin hacer trabajo, su temperatura permanece 
inalterable, ya que su energía interna permanece también inalterable. 
La energía interna de un gas perfecto es función solamente de la temperatura. 
 
1.2.22 Ley de Avogadro. 
 
Iguales volúmenes de cualquier gas, a la misma presión y temperatura, tienen el 
mismo número de moléculas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 2. INGENIERÍA BÁSICA 
 
El desarrollo del aire acondicionado ha ido evolucionando hasta convertirse en la 
ciencia que ahora es, por lo que se requiere una serie de pasos y métodos que nos permiten 
saber con exactitud todas las variables de determinado entorno y así poder obtener un 
resultado a partir del cual se podrá seleccionar un equipo que satisfaga las necesidades del 
hombre. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.1 GENERALIDADES DE LA INGENIERÍA 
 
El interior de un edificio gana calor debido a varias fuentes. Si la temperatura y 
humedad del aire en los recintos se deben mantener a un nivel confortable, se debe extraer 
calor para compensar las ganancias mencionadas. A la cantidad neta de calor que se retira 
se le llama carga de enfriamiento. Este cálculo es necesario ya que es la base para la 
selección del equipo de enfriamiento, así como las tuberías y los ductos. 
La ganancia de calor bruta del recinto es la velocidad a la que se recibe calor en 
cualquier momento en el recinto. Esta ganancia de calor está constituida por partes 
procedentes de muchas fuentes: radiación solar, alumbrado, conducción y convección, 
personas, equipo, infiltración. Todo el calor que se gana de estas fuentes no se absorbe 
inmediatamente en el aire del recinto. Algo del calor, en especial la energía radiante del sol, 
las luces y la gente, se absorbe en los materiales dentro del recinto. A esto se le llama 
efecto de almacenamiento. Como resultado de ello la ganancia neta de calor al aire del 
recinto, es menor que las ganancias brutas de calor. 
Es muy importante tomar en cuenta el efecto de almacenamiento de calor, porque 
puede ocasionar cargas reales apreciablemente menores. El efecto de almacenamiento se 
puede considerar también como un periodo de retraso de calor. Esto es, algo del calor que 
se recibe en el recinto se retrasa en el tiempo para alcanzar el aire del mismo. Al final, la 
temperatura de los materiales de construcción se elevará lo suficiente como para ceder 
calor al aire de la estancia. Sin embargo, en general el almacenamiento continúa hasta más 
allá de la hora de la carga máxima en el día, y el efecto neto es una reducción de cargas 
pico o máximas. 
 
2.2 SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO. 
 
Los primeros sistemas que tenían equipo central proporcionaban solo aire templado 
para propósitos de confort y ventilación, con una red de ductos y un tipo de control 
relativamente simples. La adición de equipo de enfriamiento, humidificación y 
deshumidificación permitió proporcionar confort a lo largo del todo año y en todos los climas. 
Más adelante, se pudo lograr un nivel homogéneo de confort mediante la división de los 
espacios acondicionados en zonas con controles termostáticos individuales, aun cuando 
los requerimientos de calefacción y enfriamiento no fueran uniformes entre las diferentes 
partes del edificio. 
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equipos y esterilización (C.E.Y.E.), ubicada en la Distrito Federal. 
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Esto crea la necesidad de instalar equipos y controles más sofisticados. En años 
recientes, el diseño se ha visto influenciado por mejorar la calidad del aire interior, la 
conservación de la energía, el impacto ambiental, la seguridad y la economía. 
 
2.3 EL SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE Y SU DISTRIBUCIÓN. 
 
El diseño de un sistema centralizado requiere que se determinen las zonas 
individuales que van a ser acondicionadas y la ubicación del equipo de aire acondicionado. 
Normalmente, el equipo se instala fuera del área que se va a acondicionar, en el sótano, en 
el techo o en un área de servicios ubicada en el centro del edificio. 
Se le denomina zona a un espacio acondicionado que es controlado por su propio 
termostato, El termostato es un dispositivo de control que mide la temperatura del lugar y 
envía una señal correctiva si la temperatura está fuera del rango de trabajo. En algunas 
circunstancias también se necesita controlar la humedad de la zona, en cuyo caso se 
requiere de un higrostato. Si se utiliza un sistema de ductos, la temperatura en todos los 
puntos de una zona acondicionada es uniforme, puesto que la temperatura del aire se mide 
sólo en el lugar donde se localiza el termostato. Debido a que las condiciones varían en los 
distintos puntos de las zonas típicas, es importante que el termostato esté ubicado en un 
lugar libre de perturbaciones locales y donde la temperatura se acerque lo más posible a la 
temperatura promedio del espacio ocupado. 
 
2.4 VARIABLES DEL ENTORNO A ENFRIAR 
 
Es importante diferenciar entre ganancia de calor, carga de enfriamiento y tasa de 
extracción de calor. 
 
2.4.1 Ganancia de calor. 
 
Es la tasa a la cual se transfiere una energía hacia un espacio o la tasa a la cual se 
genera energía dentro de éste. La ganancia de calor tiene dos componentes, el calor 
sensible y el calor latente. Las ganancias de calor generalmenteocurren en las siguientes 
formas: 
x Por radiación solar a través de las aperturas 
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x Por conducción de calor a través de los linderos y por radiación y convección 
desde las superficies internas hacia el espacio 
x Por convección de calor sensible y por radiación desde los objetos internos 
x Por introducción de aire exterior, ya sea por ventilación o por infiltración 
x Por ganancias de calor latente generadas dentro del espacio 
 
2.4.2 Carga de enfriamiento. 
 
Es la tasa a la que la energía debe ser removida del espacio acondicionado para 
mantener la temperatura y la humedad establecidas en los valores de diseño. 
Generalmente la carga de enfriamiento difiere de la ganancia de calor debido a que la 
radiación proveniente de la superficie interna de paredes y objetos interiores, así como la 
radiación solar que entra a través de las aperturas, no calienta directamente el aire 
acondicionado en el espacio. Esta energía radiante es absorbida en su mayor parte por los 
pisos, paredes interiores y muebles, que por tanto alcanzan temperaturas más elevadas 
que la del aire y que luego se enfrían por convección. Sólo cuando el aire contenido dentro 
del recinto recibe la energía mediante convección, podemos afirmar que esta energía 
contribuye a la carga de enfriamiento. El almacenamiento de calor y las características de 
la transferencia de calor a través de las estructuras y de los objetos interiores determina el 
retardo térmico y, por tanto, la relación entre la ganancia de calor y la carga de enfriamiento. 
Por esta razón, en estos casos debe tomarse en cuenta la masa térmica de la estructura y 
su contenido. La reducción del pico de la carga de enfriamiento debido al retardo térmico 
puede ser un factor muy importante en la determinación del tamaño del equipo de 
enfriamiento. 
 
2.4.3 Tasa de extracción de calor. 
 
Es la tasa a la que el equipo de enfriamiento y deshumidificación remueve la energía 
de un espacio. Esta tasa es igual a la carga de enfriamiento cuando las condiciones del 
espacio acondicionado son constantes y el equipo está operando. Debido a que la mayor 
parte del tiempo la carga de enfriamiento está debajo del pico del valor de diseño, se 
requiere de la operación intermitente o variable del equipo de enfriamiento. 
 
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2.5 VELOCIDAD DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR. 
 
La velocidad a la cual se transmite el calor a través de una pared, techo, etcétera, 
depende de tres factores: 
x La diferencia de temperaturas a través de la cual fluye el calor. 
x El área de la superficie a través de la cual fluye el calor 
x La resistencia térmica (R) del material a la transferencia del calor 
Lo anterior se puede expresar mediante la siguiente ecuación: 
 
𝑸 = (𝑨)(𝜟𝑻)𝑹 (2.1) 
Donde: 
𝐐 = Velocidad de la transferencia de calor; [BTUhr ] 
𝐑 = Resistencia térmica del material; [(hr)( ft
2)(°F)
BTU ] 
𝐀 = Área de la superficie a través de la cual fluye el calor; [ft2] 
𝚫𝐓 =Diferencia de temperaturas por las que fluye el calor; [°F] 
 
2.6 RESISTENCIA TÉRMICA. 
 
La resistencia térmica de un material es su capacidad para resistir el flujo de calor 
que la atraviesa. Como R está en el denominador, los valores altos significan baja 
transferencia de calor, y los valores bajos significan transferencia alta de calor. Los 
materiales cuyo valor de R sean altos transmitirán el calor a baja velocidad; esto es, son 
buenos aislantes térmicos. 
 
2.6.1 Resistencia térmica de la capa de aire superficial. 
 
 La transmisión del calor a través del material de construcción también se ve incluida 
por la resistencia del aire cercano a la superficie sólida. En un caso real lo que se conoce 
son las temperaturas interior y exterior del aire. Estas temperaturas no son las mismas que 
las de la superficie adyacentes a las paredes. Porque a cada lado de la pared o techo hay 
una película de aire relativamente inmóvil. Esta capa tiene una determinada resistencia 
térmica, del mismo modo que la pared tiene su resistencia. 
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26 
 
La resistencia de la película del aire depende de la orientación de la superficie en el 
espacio: vertical, horizontal o inclinada, y de la velocidad del aire cerca de la superficie. 
 
2.6.2 Conductancia y conductividad. 
 
Además de la resistencia térmica conductancia y conductividad son términos que se 
emplean para describir la capacidad que tiene un material para transmitir calor. 
La conductancia (𝐂) de un material es el recíproco de su resistencia 
 
𝐂 = 𝟏𝐑 (2.2) 
Donde: 
𝐂 = Conductancia; [ BTU(hr)( ft2)( °F)] 
𝐑 = Resistencia térmica del material; [(hr)( ft
2)(°F)
BTU ] 
 
La conductancia térmica de la capa de aire adyacente a una superficie se llama 
también coeficiente de película. 
La conductividad térmica (𝐤) de un material se define como su conductancia por 
unidad de espesor. 
 
𝐂 = 𝐤𝐋 (2.3) 
Donde: 
𝐂 = Conductancia; [ BTU(hr)( ft2)( °F)] 
𝐤 = Conductividad por in de espesor; [ BTU(hr)( ft2)( °F)] 
𝐋 = Espesor del material; [in] 
 
2.6.3 Resistencia térmica global. 
 
La transferencia de calor a través de las paredes, techo, piso y demás elementos de 
una construcción es a través de la capa de aire de un lado de los materiales sólidos, y 
después a través de la capa de aire del otro lado. Además, el elemento constructivo está 
constituido frecuentemente de capas de diferentes materiales. La resistencia térmica global 
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de la combinación se puede calcular muy fácilmente sumando las resistencias térmicas 
individuales como sigue: 
 
𝐑𝟎 = 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐 + 𝐑𝟑 + 𝐞𝐭𝐜.. (2.4) 
Donde: 
𝐑𝟎 = Resistencia térmica general 
𝐑𝟏, 𝐑𝟐, 𝐑𝟑 = Resistencia térmica individual de cada componente. 
 
Una vez calculada la resistencia térmica general se puede calcular la transferencia 
de calor. 
 
2.7 COEFICIENTE GLOBAL DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR. 
 
Para cada aplicación, se puede calcular la resistencia térmica global de cada parte 
de la construcción por la que pasa el calor, pero, por fortuna, existen cálculos para muchas 
combinaciones diferentes de materiales construcción. Sin embargo, la mayor parte de las 
tablas no presentan los resultados como resistencia global, sino como conductancia 
general, a la que se le llama coeficiente global de transferencia de calor (𝐔), y sus unidades 
son BTU(hr)( ft2)(°F). La relación entre 𝐑𝟎 y 𝐔 es: 
 
𝐔 = 𝟏𝐑𝟎 (2.5) 
En términos de 𝐔, la ecuación de transferencia de calor es: 
 
𝐐 = (𝐔)(𝐀)(𝚫𝐓) (2.6) 
Donde: 
𝐐 = Velocidad de la transferencia de calor; [BTUhr ] 
𝐔 = Coeficiente global de transferencia de calor; [ BTU(hr)(ft2)(°F)]. 
𝐀 = Área de la superficie a través de la cual pasa el calor; [ft2]. 
𝚫𝐓 = Diferencia de temperatura; [°F]. 
 
 
 
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2.8 GANANCIAS DE CALOR EN RECINTOS. 
 
Los componentes que contribuyen a la ganancia de calor en el recinto son los 
siguientes: 
x Conducción a través de paredes, techo y vidrios al exterior. 
x Conducción a través de divisiones internas, cielos rasos y pisos. 
x Radiación solar a través de vidrios. 
x Alumbrado. 
x Personas. 
x Equipos. 
x Infiltración de aire exterior a través de aberturas. 
 
2.8.1 Conducción a través de la estructura exterior.Las ganancias de calor por conducción a través de paredes, techo y vidrios que dan 
al exterior se calculan con la siguiente ecuación: 
 
𝑸 = (𝑼)(𝑨)(𝜟𝑻𝑪𝑬𝒆) (2.7) 
Donde: 
𝑸 = Ganancia neta del recinto por conducción a través del techo, paredes o vidrio; [𝐵𝑇𝑈ℎ𝑟 ]. 
𝑼 = Coeficiente general de transferencia de calor para el techo, paredes o vidrios; 
[ 𝐵𝑇𝑈(ℎ𝑟)(𝑓𝑡2)(°𝐹)]. 
𝑨 = Área del techo, pared o vidrio; [𝑓𝑡2]. 
𝜟𝑻𝑪𝑬𝒆 = Diferencia de temperatura para carga de enfriamiento; [°𝐹]. 
 
Se calcula la superficie de cada uno de los componentes empleando los planos de 
construcción. Los valores de 𝐔 se encuentran en las tablas A1.1 y A1.3 dentro del anexo 1, 
o bien se puede calcular a partir de los valores de R. 
La 𝚫𝐓𝐂𝐄 es una diferencia de temperatura que toma en cuenta el efecto de 
almacenamiento de calor. En las tablas A1.1 y A1.2 se encuentran valores de ΔTCE. 
Los valores de 𝚫𝐓𝐂𝐄 que se encuentra en las tablas se deben corregir como sigue. 
 
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𝜟𝑻𝑪𝑬𝒆 = [(𝜟𝑻𝑪𝑬 + 𝑳𝑴)(𝑲 + (𝟕𝟖 − 𝒕𝑹)) + (𝒕𝟎 − 𝟖𝟓)](𝒇(𝟔. 𝟐)) (2.8) 
Donde: 
𝜟𝑻𝑪𝑬𝒆 = Valor corregido de 𝜟𝑻𝑪𝑬; [°𝐹] 
𝜟𝑻𝑪𝑬 = Temperaturas de tablas; [°𝐹] 
𝑳𝑴 = Corrección para la latitud al calor y mes 
𝑲 = Corrección debido al color de la superficie 
𝒕𝑹 = Temperatura del recinto; [°𝐹] 
𝒕𝟎 = Temperatura de diseño exterior promedio; [°𝐹] 
𝒇 = Factor de corrección para ventilación de cielo raso (sólo para el techo) 
 
2.8.2 Conducción a través de la estructura interior. 
 
El calor que pasa desde los espacios interiores sin acondicionamiento hasta los 
espacios acondicionados a través de divisiones, pisos y cielos rasos se puede calcular con 
la ecuación: 
 
𝑸 = (𝑼)(𝑨)(𝜟𝑻) (2.9) 
Donde: 
𝑸 = Velocidad de transferencia de calor a través de la división, piso o cielo raso; [𝐵𝑇𝑈ℎ𝑟 ]. 
𝑼 = Coeficiente global de transferencia de calor para la división, piso o cielo raso; 
[ 𝐵𝑇𝑈(ℎ𝑟)(𝑓𝑡2)(°𝐹)]. 
𝑨 = Área de la división, piso o cielo raso; [𝑓𝑡2]. 
𝜟𝑻 = Diferencia de temperatura entre los espacios sin acondicionar y los acondicionados; 
[°𝐹]. 
Si no se conoce la temperatura del espacio sin acondicionar, se emplea con 
frecuencia una aproximación que consiste en suponer que está a 5 °𝐹 menos que la 
temperatura exterior. 
 
2.8.3 Radiación solar a través de vidrios. 
 
La energía radiante del sol pasa a través de materiales transparentes como el vidrio 
y se transforma en ganancia de calor al recinto. Su valor varía con la hora, la orientación, 
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el sombreado y el efecto de almacenamiento. La ganancia neta de calor se puede calcular 
mediante la siguiente ecuación: 
 
𝑸 = (𝑭𝑮𝑪𝑺)(𝑨)(𝑪𝑺)(𝑭𝑪𝑬) (2.10) 
Donde: 
𝑸 = Ganancia neta por radiación solar a través del vidrio; [𝐵𝑇𝑈ℎ𝑟 ]. 
𝑭𝑮𝑪𝑺 = Factor de ganancia máxima de calor solar; [ 𝐵𝑇𝑈(ℎ𝑟)(𝑓𝑡2)]. 
𝑨 = Área del vidrio; [𝑓𝑡2]. 
𝑪𝑺 = Coeficiente de sombreado 
𝑭𝑪𝑬 = Factor de carga de enfriamiento para el vidrio 
 
El factor de ganancia máxima de calor solar (𝑭𝑮𝑪𝑺) es la ganancia máxima de calor 
solar a través de un vidrio sencillo de 1 8⁄ in (0.0104 ft) en un mes, orientación y latitud 
dados. 
El factor 𝐅𝐆𝐂𝐒 da los valores de ganancia máxima de calor solo para el tipo de vidrio 
que se especifica, y sin dispositivos de sombra. Para tomar en cuenta ganancias de calor 
con diferentes tipos de ventanas, se introduce el coeficiente de sombreado 𝐂𝐒. Este 
coeficiente es la cantidad proporcional de ganancia máxima de calor a través de distintos 
tipos de vidrio sencillo de 1 8⁄ in (0.0104 ft). 
El factor de carga de enfriamiento 𝐅𝐂𝐄 considera el almacenamiento de una parte 
de la ganancia de calor solar. Nótese que hay listas separadas para construcción ligera, 
mediana y pesada. Los valores dependen también de si hay dispositivos interiores de 
sombreado. 
 
2.8.4 Alumbrado. 
 
La ecuación para calcular la ganancia de calor debida al alumbrado es: 
 
𝑸 = (𝟑. 𝟒)(𝑾)(𝑭𝑩) (2.11) 
Donde: 
𝑸 = Ganancia neta de calor debida al alumbrado; [𝐵𝑇𝑈ℎ𝑟 ]. 
𝑾 = Capacidad de alumbrado; [𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠]. 
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𝑭𝑩 = Factor de balastra. 
𝑭𝑪𝑬 = Factor de carga de enfriamiento para el alumbrado. 
 
El término 𝐖 es la capacidad nominal de las luces en uso, expresada en Watts. En 
muchas aplicaciones todo el alumbrado esta encendido siempre, pero si no lo está, se debe 
emplear la cantidad real. El valor 𝟑. 𝟒 es para convertir W𝒂𝒕𝒕𝒔 a 𝑩𝑻𝑼𝒉𝒓 . 
El factor 𝑭𝑩 toma en cuenta las pérdidas de calor en la balastra de las unidades 
fluorescentes, u otras perdidas especiales. Un valor típico de 𝑭𝑩 es 1.25 para el alumbrado 
fluorescente. 
El factor 𝑭𝑪𝑬 toma en cuenta el almacenamiento de parte de la ganancia de calor 
por alumbrado. El efecto de almacenamiento depende de cuánto tiempo esta encendido el 
alumbrado y trabaja el sistema de enfriamiento, así como de la construcción del edificio, el 
tipo de unidades de alumbrado y la cantidad de ventilación. 
Para cualquiera de las siguientes condiciones no se puede permitir efecto de 
almacenamiento. 
x Si el sistema de enfriamiento sólo trabaja durante las horas de ocupación. 
x Si el sistema de enfriamiento trabaja más de 16 horas. 
x Si se permite aumentar la temperatura del recinto durante las horas cuando 
no se ocupa. 
 
2.8.5 Personas. 
 
La ganancia de calor debido a las personas se compone de dos partes: calor 
sensible y el calor latente que resulta de la transpiración. Algo del calor sensible se puede 
obtener por el efecto de almacenamiento de calor, pero no el calor latente. Las ecuaciones 
para las ganancias de calor sensible y latente originado en las personas son: 
 
 𝑸𝒔 = (𝒒𝒔)(𝒏) (2.12) 
𝑸𝒍 = (𝒒𝒍)(𝒏) (2.13) 
 Donde: 
𝑸𝒔, 𝑸𝒍 = Ganancias de calor sensible y latente; [
𝐵𝑇𝑈
ℎ𝑟 ] 
𝒒𝒔, 𝒒𝒍 = Ganancias de calor sensible y latente por persona; [
𝐵𝑇𝑈
ℎ𝑟 ] 
𝒏 = Número de personas. 
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𝑭𝑪𝑬 = Factor de carga de enfriamiento para personas. 
 
La velocidad de ganancia de calor debida a la gente depende de su actividad física. 
La tabla A1.10 dentro del anexo 1 da una lista de valores para algunas actividades típicas. 
Las velocidades están determinadas para una temperatura de BS de recinto de 78 °F. Como 
se observa, los valores cambian ligeramente para otras temperaturas. 
El factor 𝑭𝑪𝑬, del efecto de almacenamiento de calor, se aplica a la ganancia de 
calor debida a las personas. Si el sistema de acondicionamiento de aire se apaga durante 
la noche, no se debe incluir almacenamiento de calor y el 𝑭𝑪𝑬 = 𝟏. La tabla A1.11 del anexo 
1 da una lista de valores de este factor para las personas. 
 
2.8.6 Equipo. 
 
La ganancia de calor debida al equipo se puede calcular en ocasiones en forma 
directa consultando al fabricante o a los datos de placa, tomando en cuenta si su uso es 
intermitente. Algunos equipos producen tanto calor sensible como latente. En la tabla A1.12 
del anexo 1 se muestran algunos valores de producción de calor para aparatos eléctricos 
típicos. 
 
2.8.7 Infiltración. 
 
La infiltración de aire a través de fisuras en las ventanas o puertas ocasiona una 
ganancia de calor, tanto sensible como latente, en el recinto. 
Efecto de la infiltración de