Calculadora de carga de HVAC | Estimar el tamaño de su sistema de calefacción / refrigeración (en BTU)

Cómo utilizar la calculadora de carga térmica

Actualización masiva (24 de junio, 2020): Hemos lanzado una extensa actualización de la calculadora, ¡que ha llevado más de 150 horas de desarrollo y ahora tiene más de 900 líneas de código! Esta nueva versión introduce el cálculo de precios y el algoritmo de recomendación de equipos HVAC, que proporciona sugerencias basadas en su región climática, el tamaño de su casa, la presencia (o ausencia) de conductos de aire y/o radiadores de zócalo en su hogar.

Si bien el cálculo de la carga térmica en BTU se realizaba antes de esta actualización, muchos propietarios no estaban seguros de cuál era el mejor sistema de calefacción y refrigeración para ellos. Aquí es donde nuestro nuevo algoritmo puede hacer una recomendación inteligente, que incluye tanto la capacidad del sistema (para la calefacción & la refrigeración), el tipo de sistema apropiado y los costes de energía/combustible.

También recomendamos que SI piensa utilizar los resultados de este cálculo de carga térmica para tomar sus decisiones de compra, DEBE verificar los resultados con este estimador en línea del Manual J de larga duración.

Múltiples sistemas de calefacción/refrigeración: Otra nueva característica importante es el cálculo del coste de múltiples sistemas de calefacción/refrigeración que se instalan en casas grandes (más de 3000 pies cuadrados), y la especificación del sistema(s) de HVAC de mayor BTU posible y luego el sistema de menor tamaño para el resto de la carga total de BTU.

Por ejemplo, si su carga de calor es de 150K BTU, y el tamaño máximo de AC central residencial es de 60K BTU (5 Ton), entonces necesita dos compresores de 60K BTU y un sistema de 30K (2,5 Ton). El algoritmo de la calculadora seleccionará el sistema(s) de tamaño completo y el sistema más pequeño necesario para cubrir el resto de la carga de BTU requerida, para darle la estimación más rentable.

Estimación del coste de instalación: la herramienta estimará el precio total de instalación de su nuevo sistema de HVAC, que se basa en el coste del equipo, y la media nacional de mano de obra + gastos generales + beneficios, que los fontaneros / contratistas de HVAC cobran por cada tipo de sistema.

Nuevas características previstas: Ahora que el motor de recomendación de equipos y los cálculos de costes son totalmente funcionales, planeamos añadir 2 características finales:

1) Estimar el coste de la instalación de nuevos conductos de aire (si es necesario).
2) Estimar el coste de la instalación de nuevos zócalos o radiadores montados en la pared O suelos radiantes (si es necesario).

Cómo calcular la carga de HVAC

Es importante que introduzca detalles precisos/apropiados en la calculadora de BTU. Esta herramienta le acerca lo más posible a una complicada estimación del Manual J. De lo contrario, puede terminar con un sistema demasiado grande o demasiado pequeño.

Paso 1 (Región Climática): Seleccione su región climática, utilizando el mapa de la región en la parte superior en la calculadora. Por ejemplo, si vive en NYC o NJ, seleccione la Región 3 (amarilla). Si vive en Texas, seleccione la región 5 (roja), etc.

Paso 2 (Tamaño del área): Introduzca los pies cuadrados de su casa/edificio o un área específica, para la que está haciendo los cálculos.

Este paso es fundamental para la estimación precisa de las cargas anuales de calefacción/refrigeración de sus sistemas de HVAC. Si deja todos los ajustes por defecto, y sólo cambia la Región de 1 a 5 y viceversa, verá un gran cambio en la carga de BTU de refrigeración/calefacción.

Paso 3 (Habitaciones / Zonas): Introduzca el número de Habitaciones / Zonas en las que desea que se instale un nuevo sistema de Calefacción/Refrigeración.

Si planea utilizar un sistema de AC + Air Furnace (por conductos), o una caldera central para la calefacción, el número de zonas no es muy importante en términos de estimar la carga de calor.

Este valor es más útil para averiguar qué tipo de sistema Mini-Split sin conductos utilizar.

Además, discutimos los PROS & CONS de usar una zona múltiple frente a la instalación de múltiples sistemas de bomba de calor sin conductos de una zona, en nuestra guía de instalación de Mini Split DIY.

Paso 4 (Altura del espacio): Seleccione la altura media del techo de su casa. En la mayoría de los casos este valor debe ser igual a 8 pies. Sin embargo, si usted tiene techos altos, o techos de catedral / bóveda, el VOLUMEN de su espacio será mayor.

Para techos de catedral/bóveda, sume la altura más baja de la pared + la altura del pico, y divida por 2, para obtener el promedio. Por ejemplo:

Su pared exterior tiene 8 pies de altura, y el punto más alto del techo tiene 12 pies de altura. En ese caso, su altura media del techo es de 10 pies:
(12 + 8) / 2 = 10

Paso 5 (Grado de aislamiento): La mayoría de las casas en Estados Unidos construidas entre 1978 y 2000 tendrán montantes de 4″ con aislamiento de pared R-13, y deberían tener aislamiento de techo / ático R-38. Si esto coincide con su casa, deje este valor por defecto (Aislamiento medio R-13 paredes).

Si tiene una casa más nueva con montantes de 6″, tendrá un aislamiento R-18. En este caso, seleccione el valor «Más que la media».

En la mayoría de los casos no debe utilizar el valor «Muy bien aislado», a menos que tenga una casa «Superaislada».

Si tiene una casa parcialmente aislada, seleccione «Menos que la media» o «Mal aislada».

Estos dos valores son los más críticos en términos de calefacción, donde su pérdida de calor será la más alta. Si su razón principal para instalar un nuevo sistema de climatización es la refrigeración, le recomendamos que utilice el valor «Menos que la media», para no sobredimensionar su equipo de refrigeración.

Paso 6 (Ventanas): Seleccione la cantidad media de ventanas en su casa. Si tiene ~1 ventana o menos, por cada 8 pies de longitud de la pared exterior, seleccione «Cantidad media».

Si tiene más de 1 ventana, por cada 8 pies de longitud de la pared exterior, seleccione «Más que la media»

Paso 6 (Estanqueidad al aire de las ventanas/puertas): Seleccione el nivel de aislamiento de ventanas/puertas adecuado. ¡En la mayoría de los casos, deje esto como valor predeterminado «Promedio».

Entender los resultados del cálculo de la carga de HVAC

A diferencia de otras calculadoras de HVAC en línea, proporcionamos la carga de calor estimada (tamaño del sistema en BTU/h) tanto para Calefacción & Refrigeración como para el tipo y tamaño de equipo HVAC recomendado!

Obtendrá DOS resultados:

1) Refrigeración & Carga de Calefacción en BTUs – este es el número real calculado de BTUs por hora & Toneladas necesarias para calentar/enfriar su espacio.
2) El mejor tipo de equipo de Calefacción / Refrigeración para sus necesidades.

1) Carga térmica estimada

Obtendrá una carga aproximada de BTU / TONs para su casa, basada en la información que introdujo en la calculadora y su región. Tanto los resultados de BTU de calefacción como de refrigeración, se calculan utilizando nuestro algoritmo optimizado de cálculo de BTU, que es más «conservador» que la mayoría de los contratistas de HVAC y los vendedores de equipos le darán.

En promedio, estos valores serán un 20-30% más bajos que la «estimación del contratista». Sin embargo, le recomendamos que utilice los números más bajos, por las razones discutidas anteriormente.

2) Recomendación de Equipos HVAC

Nuestra calculadora trata de proporcionar la mejor coincidencia / recomendación de equipos para utilizar su situación particular, basada en su Región Climática y otras entradas.

La Recomendación de Equipos necesita más aclaración, ya que la situación de cada persona es diferente. Idealmente, esta calculadora sería perfecta para una casa de nueva construcción, donde usted tiene el control total del diseño y las especificaciones del tipo de equipo HVAC que se utilizará. Sin embargo, la mayoría de los propietarios de viviendas en EE.UU. están tratando con casas existentes, lo que conlleva ciertas limitaciones.

En primer lugar, si usted tiene un sistema de conductos en su casa, un aire acondicionado central + un horno de aire caliente será el sistema más rentable para usted. En climas muy cálidos, un horno puede ser sustituido por una bobina de calefacción eléctrica, que proporcionaría aire caliente en los raros días/noches frías.

Si no tiene conductos de aire, y vive en las zonas climáticas 1, 2 o 3 – el mejor sistema para la calefacción es una caldera de agua caliente forzada (con zócalos, radiadores de pared o calefacción por suelo radiante), y el mejor sistema de refrigeración es un AC multizona sin conductos (mini-split), que son económicos y extremadamente eficientes.

En las regiones 3, 4 & 5, rara vez se tiene un clima muy frío. En estas zonas, los inviernos son muy suaves, y la media de las temperaturas bajas está por encima de los 0F grados. Por lo tanto, un sistema de bomba de calor sin conductos (mini-split) de alta eficiencia puede (y debe) utilizarse tanto para la calefacción & como para la refrigeración. Es el tipo más económico* de calefacción/refrigeración que usted puede conseguir.

Las bombas de calor sin conductos pueden tanto calentar como enfriar su casa, en temperaturas ambientales tan bajas como -15F grados, y son bastante buenas haciendo ambas cosas. Ya que pueden proporcionar calefacción, y lo hacen utilizando una cantidad bastante baja de electricidad (3-4 veces menos que los calentadores eléctricos), es posible que no tenga que instalar un sistema de calefacción adicional, ya sea un horno o una caldera, ahorrando alrededor de $ 7,000-12,000+ en costos de instalación.

Sin embargo, estos no deben ser su Única fuente de calefacción en la zona climática 1 & 2, donde las temperaturas son muy frías en el invierno, y los cortes de energía son frecuentes, ya que las bombas de calor sin conductos funcionan con electricidad. Si tiene un sistema de calefacción de reserva (como una caldera antigua o una estufa de gas/pellet, y puede aguantar unos días sin electricidad en caso de un corte de luz, entonces puede utilizar las bombas de calor como fuente primaria de calefacción incluso en las regiones más frías.

Una gran ventaja es que los sistemas sin conductos son «modulares» y funcionan a nivel de zona. Así que si usted pasa la mayor parte del día en la sala de estar, no hay necesidad de enfriar o calentar toda la casa. Sólo tiene que hacer funcionar una zona. ¡Por la noche, puede apagar la zona de la sala de estar, y encender las zonas en el dormitorio (s).

Además, los sistemas sin conductos son también alrededor de 2 veces más eficientes que incluso los modernos sistemas de aire acondicionado central de alta eficiencia, lo que significa que su factura eléctrica será 2 veces menor! En realidad, incluso más del doble, debido a la zonificación, que es casi imposible de hacer con los sistemas de aire acondicionado central.

* Mientras que la mayoría de los estados del sur tienen costos de electricidad muy bajos (alrededor de $ 0,10 – $ 0,13 por kWh), lugares como California, donde los costos de electricidad a menudo superan los $ 0,30 por kWh, y los precios PEAK pueden llegar hasta $ 0.50 por kWh, un sistema de aire acondicionado/calefacción sin conductos es ideal, ya que estos son a menudo 2 veces más eficientes que un aire acondicionado central, y usted puede acondicionar sólo las partes de su casa donde realmente necesita aire frío o caliente, en lugar de enfriar/calentar toda su casa, mientras está sentado en la sala de estar.

Consejo profesional: Si su casa no tiene actualmente conductos de aire, y su casa es de un solo nivel (rancho/cape), entonces los conductos de aire y el AC + Horno podrían ser instalados en su ático, utilizando conductos flexibles aislados. Esto es mucho más barato que los conductos tradicionales de chapa que tienen que ser instalados desde el sótano, y se extendió en todas sus habitaciones, especialmente si su casa consta de varios niveles.

En este caso, la instalación de aire central es significativamente más barato que las bombas de calor sin conductos. Sin embargo, debido a la diferencia de eficiencia masiva, un sistema sin conductos cubrirá rápidamente la diferencia de costo inicial de bolsillo, ahorrando un promedio de 40% en los costos de operación!

Guía de tamaño de HVAC

Conseguir el sistema de HVAC de tamaño correcto para su casa/edificio es esencial para proporcionar suficiente capacidad para calentar o enfriar su espacio vital. Si su sistema de Calefacción o Refrigeración es demasiado pequeño, no obtendrá suficientes BTUs, y el espacio no será confortable.

Si obtiene un sistema demasiado grande, pagará de más por la capacidad extra: Sistema más grande = mayor coste de instalación. También estará pagando demasiado en costos de operación (ya sea gas, electricidad o aceite) en el futuro.

La mayoría de los contratistas residenciales de HVAC/Plomería no quieren gastar el tiempo para calcular correctamente (utilizando el método Manual J) la carga de calor & la pérdida de calor de su casa (o habitaciones individuales). Así que en lugar de cubrir sus «bases», el 99% de los profesionales especifican sistemas sobredimensionados (que como se ha explicado anteriormente, cuesta más de instalar y operar).

NOTA: La mayoría de los contratistas y distribuidores de equipos utilizan valores BTU/h INFLADOS cuando calculan la carga de calor y el tamaño de la unidad (en toneladas/BTUs), principalmente para cubrirse las espaldas.
Nuestra calculadora utiliza valores BTU/h más bajos tanto para Calefacción & como para Refrigeración, para proporcionar una estimación de la carga de calor más «real». Sin embargo, le recomendamos encarecidamente que usted (o su contratista) haga un cálculo de carga térmica Manual J de su casa o de un área específica, antes de tomar cualquier decisión de compra.
Esta calculadora debe ser utilizada y está destinada a fines informativos solamente.

Coste de instalación de HVAC

Los costos de instalación de HVAC varían entre las regiones, dependiendo del costo de vida local. Sin embargo, los precios de los equipos son casi iguales en la mayoría de los estados. Aquí están los precios típicos para aire central (AC central + horno de aire caliente), calderas de agua caliente, o sistemas mini-split sin conductos.

Nótese que el aire acondicionado central y el horno de aire caliente pueden ser instalados juntos o por separado. Sin embargo, si usted tiene sólo aire acondicionado central, también necesita un sistema de calefacción. Dado que el Aire Central y el Horno son apilables, trabajan perfectamente en conjunto con el otro.

Utilizamos un tamaño de casa de 2300 pies cuadrados (promedio de EE.UU. para las casas unifamiliares existentes) para proporcionar nuestras estimaciones de costos.

• COSTO DEL AC CENTRAL: Un Aire Central de 4 toneladas, 14 SEER cuesta alrededor de $ 5,595 a $ 7,837. El sistema viene con bobina de calefacción eléctrica. Incluye la remoción del viejo condensador y bobina del Aire Central, & reutilizando las líneas de cobre existentes y las conexiones eléctricas. La actualización a 16 SEER costará alrededor de $800-$1,200 extra.
• Aire Central (AC + FURNACE): La combinación del sistema de aire central cuesta entre $7,976 y $11,171 para un aire acondicionado central de 4 toneladas y 14 SEER con un horno de gas de 80K BTU y 96% de eficiencia. Incluye la remoción del condensador y el serpentín del viejo aire acondicionado central, & reutilizando las líneas de cobre y las conexiones eléctricas existentes.
• CALDERA (calor radiante): Las calderas de agua caliente forzada comienzan en $4,683 – $6,130 para una caldera convencional de gas/aceite O $6,934 – $10,623 para una caldera de condensación con calentador de agua sin tanque incorporado, como Navien, Bosch, Viessmann. Incluye la eliminación de la vieja caldera, y la reutilización de los radiadores existentes / líneas de agua.
• BOMBAS DE CALOR SIN CONDUCTO: Un sistema mini-split de 4-5 zonas de toda la casa costará $ 13,876 – $ 18,058. Estos sistemas pueden tanto calentar como enfriar su casa de manera muy eficiente. Incluye la instalación de nuevas líneas de refrigerante de cobre, y la conexión eléctrica de 240V, con 1 compresor exterior, y 4-5 «unidades montadas en la pared» interiores. Las unidades interiores de cassette montadas en el suelo, con conductos delgados, costarán entre 300 y 400 dólares más por cada zona. Estimación del coste del minisplit en su zona.

Si desea obtener presupuestos de HVAC en su zona, llame a algunos de los instaladores locales de HVAC que conozca, o sus familiares/amigos pueden recomendarle o solicitar presupuestos gratuitos a través de nuestro programa de referencias.

Elegir el mejor sistema de HVAC para su hogar

Utilice las siguientes pautas para elegir el mejor sistema de calefacción/refrigeración para su hogar.

Como se mencionó anteriormente, si usted vive en regiones de clima norteño, le recomendamos una caldera de gas para la calefacción y AC sin conductos (mini-split) para la refrigeración. Si ya tiene conductos, será más barato a corto plazo ir con AC Central + Horno de Aire Caliente.

Sin embargo, en algunos casos obtendrá una recomendación de Mini Split tanto para Refrigeración como para Calefacción, pero el tamaño de BTU será diferente.

Sabemos que esta parte es confusa. Así que vamos a verlo en profundidad:

La mayoría de los Mini-Splits están clasificados en base a su capacidad de ENFRIAMIENTO. Un mini split de 12000 BTU (1 tonelada) tendrá una capacidad nominal cercana a los 12000 BTU/h. Sin embargo, estas mismas unidades también pueden calentar. ¡Y la mayoría de las unidades Mini Split de gama alta tendrán una capacidad de calefacción mucho mayor! ¡

Ejemplo: un Fujitsu RLS3H de 9000 BTU (zona única) tiene una capacidad de calefacción máxima de 21000 BTU! Por lo tanto, si usted vive en las zonas 3,4 & 5, y planea obtener un sistema sin conductos para toda su casa, utilice el tamaño de refrigeración al elegir el equipo. En la mayoría de los casos habrá más que suficientes BTUs de calefacción disponibles!

En la región 1 & 2, necesita mirar más de cerca las especificaciones de su unidad. Sin embargo, en la mayoría de los casos, en los sistemas más grandes (instalaciones de 2 a 8 zonas) la diferencia en BTU de calefacción y refrigeración no es tan grande como en el ejemplo anterior. Por lo tanto, tendrá que sobredimensionar un poco, o instalar múltiples unidades de una sola zona en toda su casa, para obtener la mayor eficiencia y capacidad disponible.

Si no está seguro de qué tipo de sistema de calefacción o refrigeración instalar en su casa, obtenga 3-4 presupuestos gratuitos de profesionales locales de HVAC.

Mini splits para climas fríos: ¿calientan bien?

Muchos propietarios de viviendas que buscan añadir un sistema de calefacción eficiente que pueda ser utilizado durante los meses fríos del año son muy escépticos sobre la instalación de una bomba de calor mini split. Después de todo, se utilizan principalmente para la refrigeración. Sin embargo, la realidad es que si usted obtiene una bomba de calor mini split DISEÑADA para el clima frío, calentará su espacio de una manera que le sorprenderá – ¡usted estará muy caliente y feliz!

En lugar de enumerar todos los pros & contras, y los escenarios potenciales, voy a dar un ejemplo. Hace cinco años, la escuela primaria New Brook en Newfane, Vermont instaló bombas de calor sin conductos + paneles solares para la CALEFACCIÓN y refrigeración del edificio, con una caldera de propano de respaldo (sólo para los días con temperaturas por debajo de -4F). Esta era una opción de calefacción sin precedentes para un edificio escolar en esta zona, y mucha gente estaba en contra. Sin embargo, la actualización fue finalmente aprobada y está funcionando muy eficientemente hasta el día de hoy.

Esto significa que las bombas de calor pueden producir suficiente calor en climas fríos, ¡y ser rentables! Si se combina con la energía solar en el techo, tendrá calefacción gratuita en 5-8 años.

Sin embargo, si se va la luz, puede quedarse sin calefacción. Por lo tanto, es importante tener un plan de respaldo, si usted vive en los climas del norte y desea utilizar bombas de calor mini-split para la calefacción!