carga instalada (CI)
es la sumatoria de todas las cargas (potencias) que están asentadas por simbología en el diseño de planos eléctricos.
CI=W1+W2+W3+.......
DEMANDA MÁXIMA (Dmáx.)
es un promedio de carga (potencia) que será absorbida durante un periodo de tiempo determinado.
FD= factor de demanda, es una constante igual al 80% (0.80)
Dmáx.=CI*FD
CARGA DE RESERVA (CR)
es el porcentaje de tolerancia que se obtiene en base al valor de la demanda máxima y equivale a un 20% (0.20).
CR=0.20*Dmáx.
CARGA DE DEMANDA O DISEÑO (CD)
es la suma de la demanda máxima y la carga de reserva.
CD=Dmáx.+CR
INTENSIDAD DE DEMANDA O DISEÑO (ID)
es el cociente que existe entre la carga de demanda o diseño y el voltaje aplicado.
ID=CD/V
INTENSIDAD DE LOS ALIMENTADORES PRINCIPALES (Iap) O INTENSIDAD DE PROTECCIÓN DEL CONDUCTOR (Ipc).
es el porcentaje de tolerancia (25%) que se le suma a la intensidad de diseño o demanda para seleccionar el calibre del conductor principal.
Iap=1.25*ID
CALIBRE DEL CONDUCTOR PRINCIPAL (AWG, MCM, KCM)
este se busca en la tabla de los conductores en base a la ampacidad de los mismo y el tipo de aislamiento (T, TW, THW, THN, THHN, UF, otros).
INTENSIDAD DEL BREAKER PRINCIPAL O INTENSIDAD DEL MAIN BREAKER (Imb).
es el porcentaje de tolerancia (50%) que se le suma a la intensidad de diseño o demanda para seleccionar la ampacidad del breaker principal.
Imb=1.50*ID
SELECCIONAR EL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA
se calcula el diámetro de la tubería teniendo presente el calibre y la cantidad de conductores, luego se busca en la tabla los valores comerciales.
NÚMERO DE ELEMENTOS DE UN CIRCUITO COMÚN (NE).
los circuitos comunes tienen varios elementos que se energizan desde el mismo breaker, ejemplo circuito de luminarias y de tomacorrientes de uso general.
NE=Ib*V/2P
NE= número de elementos
Ib= corriente del breaker
V= voltaje nominal
P= potencia
Ejemplo:
CALCULAR LOS ALIMENTADORES PRINCIPALES (AWG), EL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA (PVC), LA INTENSIDAD DEL BREAKER PRINCIPAL (Imb) Y SELECCIONAR EL PANEL DE DISTRIBUCIÓN.
para realizar los cálculos vamos a utilizar las informaciones de la siguiente tabla.
para este ejercicio tenemos una residencia con las siguientes cargas:
* 18 luminarias
* 16 tomacorrientes de uso general (Tc ug)
* 3 acondicionadores de aire (Tc a/a)
* 2 tomacorrientes sobre nivel de meseta (Tc snm)
* 1 tomacorriente para la nevera (Tc nev)
* 1 tomacorriente para el calentador de agua (Tc ca)
* 1 tomacorriente para la lavadora (Tc lav)
* 1 tomacorriente para la bomba de agua de 1/2 hp (Tc ba), 1/2hp=373w
DETERMINAR EL VALOR DE LA CARGA INSTALADA (CI)
para determinar el valor de la carga instalada tenemos que tomar el valor de la carga asignada a cada elemento en la segunda columna de la tabla.
1) 18 luminarias -- 18*100w=1,800w=1.8kw
2) 16 Tc ug -------- 16*150w=2,400w=2.4kw
3) 3 Tc a/a --------- 3*3,000w=9,000w=9kw
4) 2 Tc snm -------- 2*1,500w=3,000w=3kw
5) 1 Tc nev --------- 1*600w=600w=0.6kw
6) 1 Tc ca ---------- 1*1,500w=1,500w=1.5kw
7) 1 Tc lav --------- 1*1,500w=1,500w=1.5kw
8) 1 Tc ba ---------- 1*373w=373w=0.373kw
ahora sumamos todas las potencias para obtener el valor de la carga instalada.
CI=1,800W+2,400W+9,000W+3,000W+600W+1,500W+1,500W+373W
CI=20,173W
CI=20.173KW
DETERMINAR EL NÚMERO DE CIRCUITOS DE LAS CARGAS INSTALADAS EN LA RESIDENCIA
a) los circuitos independientes son para una carga, si esta funciona a 120v le corresponde un circuito con un breaker y si funciona a 240v le corresponde un circuito doble con dos breakers.
b) los circuitos comunes son para varias cargas y para saber cuantos breakers les corresponden se debe calcular aplicando la fórmula del número de elementos (NE).
1) para las 18 luminarias según la tabla la potencia asignada son 100w y el breaker para ese circuito es de 15A.
NE=15A*120V/2*100W
NE=1,800W/200W
NE=9
cada circuito puede tener máximo 9 luminarias.
para determinar cuantos circuitos de luminarias tenemos en la residencia dividimos el total de las luminarias entre el número de elemento.
NÚMERO DE CIRCUITO (NC)
NC=18LUMINARIAS/9LUMINARIAS POR CIRCUITO
NC=2 CIRCUITOS
todas las luminarias estarán divididos en dos circuitos y por tal razón necesitamos dos breaker para las luminarias.
2) para los 16 tomacorrientes de uso general según la tabla la potencia asignada son 150w y el breaker para ese circuito es de 20A.
NE=20A*120V/2*150W
NE=2400W/300W
NE=8
cada circuito puede tener máximo 8 tomacorriente de uso general.
NÚMERO DE CIRCUITO (NC)
NC=16TOMACORRIENTE/8TOMACORRIENTE POR CIRCUITO
NC=2 CIRCUITOS
igual que con las luminarias tenemos dos circuitos para lo tomacorrientes de uso general.
3) para los 3 acondicionadores de aire, estos funcionan a 240v por tal razón necesitamos dos breaker por cada acondicionador de aire, en total tendremos seis breakers.
4) 2 tomacorrientes sobre nivel de meseta, estos funcionan a 120v, en total tendremos dos breakers.
5) 1 tomacorriente para la nevera, esta funciona a 120v necesita un breaker.
6) 1 tomacorriente para el calentador de agua, este funciona a 120v necesita un breaker.
7) 1 tomacorriente para la lavadora, esta funciona a 120v necesita un breaker.
8) 1 tomacorriente para la bomba de agua, esta funciona a 120v necesita un breaker.
1) 18 luminarias - 2 circuitos - 2 breakers
2) 16 Tc ug ------- 2 circuitos - 2 breakers
3) 3 Tc a/a -------- 6 circuitos - 6 breakers,
tres breakers bipolares (dobles)
4) 2 Tc snm ------- 2 circuitos - 2 breakers
5) 1 Tc nev -------- 1 circuito - 1 breaker
6) 1 Tc ca ---------- 1 circuito - 1 breaker
7) 1 Tc lav --------- 1 circuito - 1 breaker
8) 1 Tc ba --------- 1 circuitos - 1 breaker
hasta ahora tenemos un total de 16 breakers, o sea, que necesitamos un panel de distribución con capacidad para estos y para futuras aplicaciones, podemos seleccionar un panel 12/24 el primer número (12) indica la cantidad de breaker gruesos (THQL) y el segundo número (24) cantidad de breaker finos (THQP).
DEMANDA MÁXIMA (Dmáx.)
Dmáx.=CI*FD
Dmáx.=20,173W*0.80
Dmáx.=16,138.4W
Dmáx.=16.138KW
CARGA DE RESERVA (CR)
CR=0.20*Dmáx.
CR=0.20*16,138.4W
CR=3,227.68W
CR=3.227KW
CARGA DE DEMANDA O DISEÑO (CD)
CD=Dmáx.+CR
CD=16,138.4W+3,227.68W
CD=19,366W
CD=19.366KW
INTENSIDAD DE DEMANDA O DISEÑO (ID)
ID=CD/V
ID=19,366W/240V
ID=80.69A
INTENSIDAD DE LOS ALIMENTADORES PRINCIPALES (Iap) O INTENSIDAD DE PROTECCIÓN DEL CONDUCTOR (Ipc).
Iap=1.25*ID
Iap=1.25*80.69A
Iap=100.86A
CALIBRE DEL CONDUCTOR PRINCIPAL (AWG, MCM, KCM)
con el resultado de la corriente del alimentador principal buscamos en la tabla de los conductores el calibre que le corresponde, teniendo presente el tipo de aislante (para este caso será THW).
el calibre que le corresponde al alimentador principal es 2 AWG.
INTENSIDAD DEL BREAKER PRINCIPAL O INTENSIDAD DEL MAIN BREAKER (Imb).
Imb=1.50*ID
Imb=1.50*80.69A
Imb=121A
si vamos a la ferretería a comprar un breaker de 123A no lo encontraríamos, el valor del modelo comercial es de 125A.
SELECCIONAR EL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA
el tamaño de la tubería requerida es de 3/4", hay que aplicar el procedimiento analizado en la entrada sobre tuberías.
BALANCE DE CARGAS
ahora tenemos que distribuir las cargas de modo que las lineas tengan más o menos la misma cantidad de carga instalada.
el desbalance o diferencia de cargas en las líneas provoca pérdidas en el sistema, por tal razón debemos tratar de disminuir esta diferencia.
el desbalance de cargas en un panel de distribución de una instalación eléctrica residencial debe ser menor de 400w ó 0.4kw.
D=A-B
D=B-A
D= desbalance
A= fase A o L1
B= fase B o L2
