Calor sensible y latente: Qué son y cómo influyen en el aire acondicionado

Cuándo hablamos de sistemas de refrigeración y de cálculos de cargas térmicas es muy habitual encontrar los términos calor sensible y calor latente, en este post vamos a explicar que significa cada uno de ellos y como hay que tenerlos en cuenta a la hora de seleccionar un equipo de aire acondicionado.

Lo que solemos llamar "calor" no es más que energía térmica, cuando esta energía se acumula en la masa de aire que hay en el interior de una vivienda o local comercial entra en juego nuestro sistema de aire acondicionado, el calor que tiene que contrarrestar este equipo de refrigeración puede ser calor sensible o calor latente, o lo que es más habitual, una mezcla de ambos.

Un cálculo de cargas térmicas nos dará como resultado un valor de calor sensible y otro de calor latente que deberemos "combatir" con nuestro equipo de aire acondicionado, por lo que intentaremos que la potencia frigorífica latente y sensible que da nuestro equipo coincida con estos valores calculados.

 

Calor sensible

Se trata simplemente del calor necesario para crear un incremento de temperatura en un material. En el caso del aire acondicionado, este incremento de temperatura del aire lo tendrá que vencer el equipo con una disminución de la misma, sencillo e intuitivo.

Ejemplo: si quiero aumentar la temperatura de un metro cúbico de aire de 15ºC a 20ºC necesitaré 1,7Wh.

 

¿Qué cargas térmicas aportan calor sensible?

Prácticamente todas, ya que todas aumentan la temperatura del aire: transmisión, personas, insolación, etc... Aunque algunas de ellas también aportarán calor latente.

 

Calor latente

Es el calor que crea un cambio de estado de un material sin que cambie su temperatura. Teóricamente cuando hierves agua en una tartera en primer lugar sube hasta 100ºC absorbiendo 100% calor sensible (cambio de temperatura), a partir de ahí pasa a evaporarse absorbiendo 100% calor latente (sin cambio de temperatura).

Aplicando este concepto al aire acondicionado, una carga térmica de calor latente es aquella que va a originar un aumento de la humedad absoluta en el ambiente. Ojo, hablamos de humedad absoluta y no relativa, dos masas de aire con diferentes humedades relativas podrían contener la misma cantidad de agua, hemos hablado de ello en el post: Humedad relativa: ¿relativa a qué?

 

¿Qué cargas térmicas aportan calor latente?

Todas aquellas que aumentan la humedad absoluta:

• Personas: Por medio de la transpiración emiten humedad al ambiente, en mayor medida en función de la actividad que están desempeñando. Algunos valores orientativos:

• Aire exterior: El aporte de aire exterior, ya sea por ventilación mecánica o por infiltraciones de aire, puede ser una fuente de humedad si esta masa de aire tiene más humedad absoluta que el ambiente interior.
• Otros procesos que generen humedad: cocinas, baños, maquinaria específica...

 

¿Cómo "vence" el aire acondicionado un incremento de calor latente?

Los equipos de aire acondicionado cuentan en su interior con una batería de intercambio térmico por la que pasa el aire para enfriarse, esta batería se encuentra a una temperatura muy baja, por lo que, además de enfriar el aire, hace que parte de la humedad del mismo condense en forma de gotas de agua. Esta es la forma en la que elimina calor latente un equipo de aire acondicionado.

Cuánto menor es la temperatura de la batería de intercambio mayor es la condensación y por lo tanto mayor será la capacidad de deshumectación del aire.

Vamos a ver un ejemplo, esta tabla está en la documentación técnica del fabricante Mitsubishi Heavy para un equipo de expansión directa tipo cassette. El parámetro TC es la potencia total de refrigeración y SHC es la potencia sensible, la diferencia sería la potencia latente.

Nos encontraremos con que a 27ºC de temperatura de toma de aire y 35ºC de temperatura exterior la potencia total serían 14kW, la sensible 9,36kW y por lo tanto la latente 4,64kW. Esto está muy bien saberlo pero en el caso de los equipos de expansión directa no tendremos mucho juego a la hora de modificar estos parámetros y adaptarlos a los resultados obtenidos de nuestro cálculo de cargas térmicas.

Si tenemos un sistema aire-agua como por ejemplo un equipo de aerotermia vinculado a fan-coils será diferente. Esta es la tabla de capacidad de un fan-coil Carrier, EWT es la temperatura de entrada del agua.

Como veis, según aumenta la temperatura de entrada del agua, la potencia total se va igualando a la sensible, lo que quiere decir que la potencia latente es cero y no deshumectamos el aire.

—No me gusta el aire acondicionado, reseca la garganta

—Pues aquí tienes la solución: aire-agua + fan-coil con temperatura del agua de 13ºC

—Pero quiero un split, y que no cueste más de 300€, me lo monta mi cuñado

—OK 

En este caso sí podremos jugar con la temperatura del agua o con la selección del modelo de fan-coil, adaptando lo máximo posible los valores sensible/latente a los resultantes de nuestro cálculo de cargas térmicas.