▷ Estudio de cargas calculo de acometida circuitos ramales y protección principal de una vivienda

Cálculos eléctricos para una vivienda unifamiliar  

Uno de los estudios o cálculos más importantes a la hora de diseñar un buen sistema eléctrico es el estudio de cargas. Con estos cálculos se define el tipo de acometida, número total de amperaje, tipo de conductores a usar y protecciones que deberán ser instaladas en cada uno de los circuitos ramales. Todo esto se hace con la finalidad de proporcionar seguridad, bienestar y confianza a todos los usuario, para que estos no tengan ningún inconveniente a la hora de hacer uso de estas instalaciones y que el sistema sea lo más eficiente posible para todos.

Todo el procedimiento mostrado aquí tiene como base principal el CÓDIGO ELÉCTRICO NACIONAL de Venezuela. Se recomienda verificar los reglamentos nacionales del país donde se encuentre.  
Se muestra el procedimiento de la siguiente manera:
Para este ejemplo tenemos una vivienda con un área de construcción de 90  
Cálculos de los circuitos ramales de iluminación y tomacorrientes de uso general. Conforme a lo establecido en el CEN asumiendo una carga de 33 W/  con una tensión de suministro de 120/220, con 2 fases y neutro.

Calculo de circuitos ramales de iluminación y tomas de uso general   

Cargas de iluminación (CEN tabla 220.3 A)

33 W/  x 90  = 2970 W

2970W/120V = 24.75 A.

Se requieren dos circuitos de 12.37 A. Con 2 conductores TW 12# AWG CU en tuberías EMT o PVC de ½ con protecciones 1x20.

Tomas de uso general (CEN 220.16 A)

2 X 1500W = 3000W
3000W/120V = 25 A.

Se requieren dos circuitos de 12.5 A. Con 2 conductores TW 12# AWG CU en tuberías EMT o PVC de ½ con protecciones 1x20.

Calculo de circuitos de tomas especiales

Tomacorriente de lavadero (CEN 220.16 B)

1 x 1500W/120V = 12.5.

Se requieren un circuitos de 12.5 A.  Con 2 conductores TW 12# AWG CU en tuberías EMT o PVC de ½ con una protección de 1x20.

Calculo de los circuitos de tomas especial. Empezamos calculando el amperaje de cada uno de los artefactos eléctrico de alto consumo que haiga en la vivienda para poder asignarle el conductor y la protección indicada según su consumo a cada uno.
Se determina un conductor de tierra partir de la protección seleccionada para todos los circuitos de toma especial.

Nevera: 230W x 115V = 2 A. IN = 2 A;
IC = 1.25 X IN = 2.5 A
IP ≥ 1.75 X IN = 3.5 A

Se requieren un circuitos de 2.5 A.  Con 2 conductores TW 12# AWG CU en tuberías EMT o PVC de ½ con una protección de 1x20 más un conductor tierra TW 12# AWG CU.

Bomba de agua: 330W/110V = 3 A. IN = 3 A;
IC = 1.25 X IN = 3.75 A
IP ≥ 1.75 X IN = 5.25 A

Se requieren un circuitos de 3.75 A.  Con 2 conductores TW 12# AWG CU en tuberías EMT o PVC de ½ con una protección de 1x20 más un conductor tierra TW 12# AWG CU.

Calentador de agua: 1100W/120V = 9.16 A. IN = 9.16;
IC = 1.25 X IN = 11.45 A
IP = IC

Se requieren un circuitos de 11.45 A.  Con 2 conductores TW 12# AWG CU en tuberías EMT o PVC de ½ con una protección de 1x20.

Aire acondicionado 9.000 BTU: 1200W/220V = 5.45 A. IN = 5.45 A;
IC = 1.25 X IN = 6.81 A
IP ≥ 1.75 X IN = 9.53 A

Se requieren un circuitos de 6.81 A.  Con 2 conductores TW 12# AWG CU en tuberías EMT o PVC de ½ con una protección de 1x20 más un conductor tierra TW 12# AWG CU.

Estudio de cargas eléctricas 


Fase
Neutro
Cargas de iluminación
2970W
2970W
Cargas de tomas especial
3000W
3000W
Carga de lavadero
1500W
1500W
Sub - total
7470W
7470W
        Factor de demanda
Según CEN (tabla 220.11)


Primero 3000W al 100%
3000W
3000W
El resto al 35%
1564.5W
1564.5W
Demande de iluminación
4564.5W
4564.5W
Nevera
230W
230W
Bomba de agua
330W
330W
Calentador de agua
1100W
1100W
Aire acondicionado
1200W
1200W
Demande total
7424.5W
7424.5W

Calculo de acometida 

Ahora se debería hacer la selección de la acometida por caída de tensión, pero como en la mayoría de las residencias la longitud de la acometida es relativamente corta, en este caso hacemos la selección solo por capacidad de corriente.

Acometida
Fase: 7424.5W ÷ 220 = 33.74 A
Neutro: 7424.5W ÷ 220 = 33.74 A

Conductores requeridos para la acometida según la capacidad de corriente.
Fase: dos conductores 8# AWG TTU CU.
Fase: uno conductores 8# AWG TTU CU.

Calculo de la protección principal

Protección = conductor + calculada/2
50 A + 33.74 A/2 = 41.87 A
Protección de 2x50 A
Conductor de aterramiento 10# TW AWG CU.

Para garantizar un buen funcionamiento del interruptor termo magnético principal se recomienda que su capacidad este un 20% por encima de la corriente de diseño.   

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