Ejemplo de un modelo matemático relacionado con el aire acondicionado ecológico


Existen diversos modelos matemáticos que muestran cómo funcionan los diferentes prototipos ecológicos. 

Al momento de seleccionar un aire acondicionado se deben considerar algunos parámetros como son:
1.    Zona climática: según la zona geográfica existen 4 tipos de clima
·         Frio (hasta los 18ºC)
·         Templado (de 19ºC a 25ºC)
·         Cálido (de 26ºC a 33ºC)
·         Muy cálido (encima de los 34ºC)
2.    Área: cantidad de metros cuadrados a climatizar
3.    Carga térmica: la cantidad de personas que frecuentan el ambiente y los artefactos que generen calor (lámparas, computadoras, tv, etc.)

La unidad de medida para expresar cuanto calor debe retirar el aire acondicionado es la BTU o Unidad Térmica Británica. 

Según el tipo de clima que se trate, habrá que retirar una cantidad especifica de calor por m2

Clima
Se extrae
Frio
500 BTU/m2
Templado
550 BTU/m2
Cálido
600 BTU/m2
Muy cálido
650 BTU/m2

Según la carga térmica, es decir, la cantidad de personas y aparato presentes también se debe retirar una cantidad especifica de calor por m2

Carga térmica
Se extrae
1 persona
500 BTU
1 computadora
400 BTU
1 televisión
600 BTU
1 lampara
200 BTU

Así la capacidad total del aire acondicionado se determina a partir del área total por la cantidad de BTU sobre m2 sumado a la cantidad total de carga térmica

Capacidad total = (Área) (BTU/m2) + Carga térmica
Es necesario saber que
4BTU = 1 Frigoría

*El termino frigoría se refiere a la cantidad de kilocalorías que el dispositivo pueda regar en una hora

EJEMPLOS:

1.     Se debe climatizar una sala de 20 m2 donde frecuentan 5 personas, donde se cuenta con televisor, una computadora y 5 lámparas
Parámetro
Cantidad
BTU/UN
BTU TOTAL
m2
20 m2
650
13,000
Persona
5
500
2,500
Televisor (30”)
2
600
1,200
Computadora
1
400
400
Lampara
5
200
100
Total


18,100 BTU

Si dividimos 18,100 BTY entre 4, obtenemos 4525 frigorías
18,100/4 = 4525 FGS
Por lo tanto, el aire acondicionado retira 4525 fas en una hora

2.     Se desea climatizar una habitación de 30 m2  donde frecuenta una persona y hay 1 televisión y 2 lámparas

Parámetro
Cantidad
BTU/UN
BTU TOTAL
m2
30 m2
650
19,500
Persona
1
500
500
Televisor (30”)
1
600
600
Lampara
2
200
400
Total


21,000 BTU

21,000/4= 5250
Por lo tanto, se retiran 5250 fgs

3. Se debe climatizar una sala de 20 m2 donde la frecuentan 3 personas y en ella hay 3 computadoras y 2 lámparas
Parámetro
Cantidad
BTU/UN
BTU TOTAL
m2
20 m2
600
12,000
Persona
3
500
1,500
Computadoras
3
400
1,200
Lampara
2
200
400
Total


15,100 BTU
15,100/4=3,773 fgs
Por lo tanto se retiran 3775 fgs en una hora

4. Se debe climatizar una habitación de 40m2 donde hay 5 lámparas, 1 televisión y la frecuentan 2 personas
Parámetro
Cantidad
BTU/UN
BTU TOTAL
m2
40m2
650
26,000
Persona
2
500
1,000
Lámparas
5
200
1,000
Televisiones
1
600
600
Total


28,600 BTU
28,600/4=7,150 fgs
Por lo tanto se retiran 7,150 fgs en una hora

5. Se desea climatizar una sala de espera de 15m2 donde existe 1 lampara, 1 computadora, 1 televisión y la frecuentan 2 personas
Parámetro
Cantidad
BTU/UN
BTU TOTAL
m2
15m2
550
8,250
Persona
2
500
1,000
Lámparas
1
200
200
Televisiones
1
600
600
Computadora
1
400
400
Total


10,450 BTU
10450/4=2,613 fgs
Por lo tanto se retiran 2613 fgs en una hora

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