INSTALACIONES ELECTRICAS DE UNA CASA

Calculo de las instalaciones Eléctricas para una residencia

Descripción 

Considerar los cálculos para una unidad habitacional con área de construcción de 365 m2 distribuidas de la siguiente forma; en la planta baja 210 m2 y en la planta alta 155 m2, la cual cuenta con 3 dormitorios en la segunda planta, cada dormitorio tiene su baño privado y el cuarto principal cuenta con unidad de aire acondicionado además en la planta baja está el cuarto de servicio que tiene su baño privado, también hay un medio baño de visitas. Además de todos los dispositivos eléctricos en el diseño se deberá incluir las salidas de teléfono y de televisión.
Considerar la carga de los siguientes aparatos:
1. Una cocina eléctrica  de 16.7 kw, 240 v.
2. Una secadora de ropa de 5 kw, 240 v.
3. Equipo hidroneumático de ¾ Hp, 240 v, 7.6 Amp.
4. Lavadora de platos 1.4 kw, 120 v.
5. Unidad eliminadora de desperdicios de 6.5 Amp, 120v.
6. Calentador de agua de 3.5 kw, 240 v.
7. Compactador de basura de 120 v, 9 Amp.
8. Unidad de aire acondicionado de 12,000 Btu, 240 v.

Cálculos

Se procede a calcular primero la carga en VA de alumbrado general, la cual está conformada por:

1. Carga por alumbrado general. Es importante destacar que toda salida para tomacorriente de uso general de menos de 20 amperios se considera  como alumbrado general.
Se estima que  para una unidad habitacional la carga unitaria por m2 es de 30 VA.

30 VA/m2 x 365 m2 = 10.950 VA

Estimando que los circuitos para alumbrado general serán de 15 amperios cada uno

Tenemos  10.950 / 120 x 15 = 6,083 circuitos = 7 circuitos

Entonces se utilizaran 7 breakers de un polo por 15 amperios

2.- Carga por pequeños aparatos (tomacorrientes)

El código eléctrico nacional específica que deben haber por lo menos 2 circuitos y la carga por cada circuito será de 1,500 Va.

Carga total = 2 * 1,500 VA = 3,000 VA

Se utilizaran 2 breakers de un polo de 20 A.

3.- Carga por lavandería

Según el CEN la carga es de 1,500 Va y se utiliza un circuito aparte
1.500vA/(120 v * 20 A) = 0.625 = 1 circuito

 Usar 1 breaker de 1 polo de 20 A.

Sumatoria de la carga general de alumbrado
Alumbrado  general =  10.950 VA
Pequeños aparatos =  3.000 VA
Lavandería = 1.500 VA

TOTAL =  15.450 VA

Estimación de cargas

1.- Según la tabla 220-11 del CEN para unidad habitacional  se toman los primeros 3,000 VA de alumbrado general  con un factor de demanda  del 100%, de 3,001 VA a 120,000 se toma el 35%.
Primeros 3,000 * 100% =  3.000 VA.
Restantes 12.450 * 35% =  4.357 vA.
TOTAL =  7.357 VA.

Carga efectiva = 7.357 VA.

 

2.- Carga por cocina: 16,7 kw a 240 v.

La carga de cocina por tratarse de resistencias eléctricas se toma como factor de potencia =1

Según el CEN  para equipos de cocina cuya capacidad indicada en la placa  esté entre 8,5 y 12 KW  la carga demandada se toma como 8 KW, para equipos con capacidad mayor se tomará el 80 % de la capacidad de placa.

  Potencia en VA = 16,7 kw x 0,80 x 1000/1 =13.360 VA

I = P /V = 13.360 /240 = 55, 66  A

Utilizar un breaker de 2 polos  de 60 A.

3.- Carga por secadora de ropa: 5 KW, 240 V.

Según el CEN  se tomará entre 500 W y o la capacidad de placa del secador.

La carga de secadora  por tratarse de resistencias eléctricas se toma como factor de potencia =1

Potencia en VA = 5 kw  x 1000/1 = 5.000 VA

I = 5.000 / 240 = 20,8333 A

Utilizar un breaker de 25 A dos polos

4.- Carga por equipo hidroneumático: 3/4 Hp, 240 v, 7.6 Amp.

Se incrementa el 25% de la potencia del motor más grande más el resto de los otros motores. Por tratarse de un solo motor se toma.
- Demanda 240 v  x  7,6 Amp = 1,824 w
- 25% motor más grande = 1,824 x  0.25 = 456 w
- Carga total = 456 + 1824 = 2.280 w

Como se trata de un motor suponemos un factor de potencia de 0,8
I = 2.280 w / 0,8  / 240 v = 11,875  Amp
* Usar 1 breaker de 2 polos de 15 Amp.

5.- Carga por lavadora de platos: 1.4 kw, 120 v
I = 1.400 VA / 120 V = 11,67 Amp

 Usar 1 breaker de 1 polo de 15 Amp

6.- Carga de unidad eliminadora de desperdicios: 6.5 Amp, 120 v.
P = 6,5 A x 120 v = 780 VA

* Usar 1 breaker de 1 polo de 15 Amp.

7.- Carga por el calentador de agua: 3,5 kw, 240 v.
I = 3.500 VA / 240 v = 14.58 Amp.

* Usar 1 breaker de 2 polos de 20 Amp.

8.- Carga por compactador de basura: 9 Amp, 120 v.
P = 120 v x 9 A = 1.080 VA.

* Usar 1 breaker de 1 polo de 15 Amp.

9.- Carga por unidad de aire acondicionado: 12.000 Btu = 3,52 kw, 240 v.

= 3.520 VA / 240 v = 14.67 Amp.

* Usar 1 breaker de 2 polos de 20 Amp.

10.- Carga por unidad  de baño
Según el CEN se utiliza un circuito de 20 Amp por cada baño.

* Usar 1 breaker de 1 polo de 20 Amp por cada unidad de baño.

CARGA TOTAL

Calculo del conductor de fase

Por alumbrado, lavandería y pequeños aparatos = 7.357 VA
Por cocina = 13.360 VA, 240 V
Por secadora de ropa =  5.000 VA, 240 V
Por equipo hidroneumático =  2.280 VA, 240 V
Por lavadora de platos =  1.400 VA, 120 V
Eliminadora de desperdicios =  780 VA, 120 V
Calentador de agua =  3.500 VA, 240 V
Compactador de basura =  1.080 VA, 120 V
Por aire acondicionado =  3.520 VA, 240 V

 Carga total = 38.277 VA.

Para un servicio de 3 hilos 120/240 V,  la corriente de L1 y L2 será:
I = 38.277 / 240 v = 159,48 Amp.
Según la tabla 310-16 del CEN para un conductor de cobre 

El calibre es # 2/0.

* Usar calibre # 2/0 de cobre

Calculo para el conductor neutro

Alumbrado, lavandería y pequeños aparatos = 7.357 VA

Por lavadora de platos =  1.400 VA, 120 V

Eliminadora de desperdicios =  780 VA, 120 V

Compactador de basura =  1.080 VA, 120 V

 

Potencia total = 10.617 VA

I = 10.617 / 120 = 88.475 A

Se utilizará un cable  calibre No. 2 para el neutro

Breaker principal, se dimensiona en un 25% sobre la plena carga

159,48 x 1,25 = 199,35

Se utilizará un breaker de 200 A.