Calculadora precisa para convertir toneladas de refrigeración a BTU/h en aplicaciones HVAC comercial residencial industrial
Métodos rápidos y exactos, fórmulas, tablas y ejemplos prácticos para ingenieros y técnicos HVAC profesionales
Conversor de capacidad: Toneladas de refrigeración (TR) a BTU/h y BTU/h a TR
Fundamento físico y definición de tonelada de refrigeración
En HVAC, la tonelada de refrigeración (TR) es una unidad de capacidad térmica histórica basada en la fusión de hielo. Tradicionalmente, una tonelada de refrigeración representa la cantidad de calor requerida para fundir una tonelada corta (2000 lb) de hielo en 24 horas. En términos prácticos y adoptado internacionalmente en ingeniería de climatización, 1 TR = 12 000 BTU/hora.
Relación con otras unidades
- BTU/h (British Thermal Units por hora): unidad térmica ampliamente usada en América y en especificaciones de equipos.
- kW (kilovatios): unidad del SI para potencia térmica útil en cálculo térmico y especificaciones técnicas internacionales.
- Tonelada de refrigeración (TR): unidad práctica en HVAC; 1 TR = 12 000 BTU/h = 3,5168525 kW.
Fórmulas de conversión y explicación de variables
Se presentan las fórmulas básicas para conversión entre TR, BTU/h y kW. Use estas expresiones en cálculos rápidos y en hojas de cálculo.
Fórmulas básicas
Explicación de variables y valores típicos
- BTU_h: Potencia térmica en British Thermal Units por hora. Valor típico para residencias: 6 000–24 000 BTU/h.
- TR: Toneladas de refrigeración. Uso típico en unidades comerciales: 1–50 TR.
- kW: Kilovatios térmicos. Convierte potencias para integración con balances energéticos en SI.
Valores típicos de conversión: 1 TR = 12 000 BTU/h = 3.5168525 kW. Redondeos prácticos: 1 TR ≈ 3.517 kW.
Tablas extensas con valores comunes
Tablas de referencia rápida: tablas convertidas con decimales para cálculo de cargas, selección de equipos y dimensionamiento. Estas tablas incluyen tamaños comerciales y residenciales comunes.
| Toneladas de Refrigeración (TR) | BTU/h | kW (exacto) | kW (redondeado) |
|---|---|---|---|
| 0.25 | 3 000 | 0.8792131 | 0.879 |
| 0.5 | 6 000 | 1.7584263 | 1.758 |
| 0.75 | 9 000 | 2.6376398 | 2.638 |
| 1 | 12 000 | 3.5168525 | 3.517 |
| 1.5 | 18 000 | 5.2752788 | 5.275 |
| 2 | 24 000 | 7.0337050 | 7.034 |
| 2.5 | 30 000 | 8.7921312 | 8.792 |
| 3 | 36 000 | 10.5505575 | 10.551 |
| 4 | 48 000 | 14.06741 | 14.067 |
| 5 | 60 000 | 17.5842625 | 17.584 |
| 7.5 | 90 000 | 26.37639375 | 26.376 |
| 10 | 120 000 | 35.168525 | 35.169 |
| 12 | 144 000 | 42.2022299 | 42.202 |
| 15 | 180 000 | 52.7527875 | 52.753 |
| 20 | 240 000 | 70.33705 | 70.337 |
| 25 | 300 000 | 87.9213125 | 87.921 |
| 30 | 360 000 | 105.505875 | 105.506 |
| 40 | 480 000 | 140.6741 | 140.674 |
| 50 | 600 000 | 175.842625 | 175.843 |
| BTU/h | TR | kW aproximado | Aplicación típica |
|---|---|---|---|
| 6 000 | 0.5 | 1.76 | Acondicionador de ventana pequeño |
| 9 000 | 0.75 | 2.64 | Unidad residencial compacta |
| 12 000 | 1 | 3.52 | Habitación grande / conjunto split |
| 24 000 | 2 | 7.03 | Departamento o sala grande |
| 36 000 | 3 | 10.55 | Pequeño comercio |
| 60 000 | 5 | 17.58 | Restaurante pequeño o sala grande |
| 120 000 | 10 | 35.17 | Edificio comercial mediano |
| 240 000 | 20 | 70.34 | Centro comercial pequeño |
| 600 000 | 50 | 175.84 | Planta industrial pequeña |
Herramienta mental y calculadora rápida
Para conversiones rápidas en campo o en hojas de cálculo, use multiplicadores directos y redondeos adecuados para evitar errores de selección.
- Multiplicar TR por 12 000 para obtener BTU/h.
- Multiplicar TR por 3.5168525 para obtener kW.
- Si solo conoce BTU/h, dividir por 12 000 para obtener TR.
Reglas prácticas para dimensionamiento
- Redondeo: al seleccionar equipos comerciales redondear hacia arriba al 5% o al siguiente tamaño comercial disponible.
- Coeficientes de seguridad: aplicar factores de seguridad según uso (por ejemplo, 1.1 en climas cálidos, 1.2 en instalaciones críticas).
- Verificar compatibilidad eléctrica y de refrigerante al convertir potencias a selección de equipos.
Consideraciones de rendimiento y correcciones
La conversión TR ↔ BTU/h es exacta en términos de unidades, pero la capacidad útil del equipo depende de condiciones de operación, eficiencia y pérdida de calor.
Factores que afectan la capacidad efectiva
- Temperatura y humedad del aire de entrada al evaporador.
- Condiciones de condensación y temperatura ambiente.
- Eficiencia estacional (SEER, EER, COP) que afectan consumo pero no la conversión unitaria básica.
- Pérdidas por distribución y ductos: puede representar 5–20% adicional en capacidad requerida.
Ejemplos reales con desarrollo completo
Se muestran casos prácticos que abarcan desde conversión simple hasta dimensionamiento con correcciones y verificación contra equipos comerciales disponibles.
Ejemplo 1 — Conversión simple: vivienda unifamiliar
Datos: Se dimensiona un equipo para una sala con carga estimada de 24 000 BTU/h. Se requiere conocer TR y kW para especificación y compra.
1) Convertir BTU/h a TR:
2) Convertir BTU/h a kW:
Selección comercial práctica: buscar una unidad de 2 TR (o 2.5 TR si se aplica factor de seguridad por ubicación). Verificar potencia eléctrica y SEER.
Ejemplo 2 — Proyecto comercial: local de ventas
Datos: Local comercial con carga sensible y latente total estimada 95 kW. El arquitecto solicita la equivalencia en TR y una recomendación de tamaño de chiller.
1) Calcular TR desde kW:
Resultado: TR ≈ 27.023 TR
2) Convertir a BTU/h para especificaciones en documentos de compra:
Resultado: BTU_h ≈ 324 276 BTU/h
3) Aplicar factor de seguridad y pérdidas de distribución (ej. 1.15):
Recomendación: seleccionar chiller comercial de 32–35 TR (o equivalente en kW ≈ 112–123 kW), considerando disponibilidad comercial y eficiencia.
Ejemplo 3 — Conversión con eficiencia y SEER (caso avanzado)
Datos: Una sala de servidores con carga térmica estimada 40 000 BTU/h. Se evaluará TR, kW y el consumo eléctrico aproximado usando COP.
3) Si se usa un sistema con COP = 3.5 (unidad sin pérdidas extras): Potencia eléctrica = kW térmicos ÷ COP
4) Verificación práctica: seleccionar unidad comercial de 3.5 TR y comprobar consumo real mediante EER/SEER; aplicar redundancia N+1 en salas críticas.
Implementación en hojas de cálculo y APIs
Fórmulas simples se implementan fácilmente en Excel, Google Sheets o scripts en Python/JavaScript para calculadoras web.
Ejemplos de fórmulas para hojas de cálculo
- Celda A1 = TR. Celda B1 (BTU/h) = =A1*12000
- Celda A2 = BTU/h. Celda B2 (TR) = =A2/12000
- Celda C1 (kW) = =A1*3.5168525
Para APIs, asegúrese de documentar la constante usada (12 000 BTU/h por TR) y el número de decimales para cumplimiento normativo.
Verificación normativa y referencias
Al especificar equipos y documentar cálculos, use normas y guías de referencia que validen métodos y unidades. A continuación, algunas fuentes autorizadas:
- ASHRAE Handbook — Fundamentals: guía completa sobre cargas térmicas y definiciones en HVAC. https://www.ashrae.org
- AHRI (Air-Conditioning, Heating, and Refrigeration Institute): certificados y estándares de rendimiento. https://www.ahrinet.org
- ISO — Organización Internacional de Normalización: normas relacionadas con condiciones ambientales y unidades. https://www.iso.org
- NIST — Conversiones y constantes físicas: referencia para unidades y factores de conversión. https://www.nist.gov
- Normas locales y códigos de edificación: revisar siempre reglamentación nacional y municipal aplicable.
Buenas prácticas de documentación
- Registrar la constante de conversión usada (1 TR = 12 000 BTU/h) y la fuente normativa.
- Indicar condiciones base (temperaturas de diseño, humedad, pérdidas) cuando se apliquen correcciones.
- Incluir factores de seguridad y su justificación técnica en memorias de cálculo.
Recomendaciones para técnicos e ingenieros HVAC
Al dimensionar sistemas o convertir especificaciones, combine conversiones exactas con criterios de diseño y operación para garantizar rendimiento y eficiencia.
Lista de control rápida antes de especificar equipos
- Verificar unidad de medida requerida por el proveedor (BTU/h, TR o kW).
- Aplicar factor de seguridad apropiado según uso y normas.
- Comprobar parámetros eléctricos y de refrigerante del equipo seleccionado.
- Considerar eficiencia estacional (SEER, EER, COP) para consumo y dimensionamiento térmico.
- Validar espacio físico, ductos, y distribución de carga.
Preguntas frecuentes técnicas
¿Por qué se sigue usando la tonelada de refrigeración si existe el SI?
La TR persiste por tradición y porque muchos fabricantes y proyectos en mercados específicos usan esa unidad; se traduce fácilmente a kW y BTU/h para interoperabilidad.
¿Existen variantes en la definición de tonelada?
La definición usada en HVAC es estándar: 1 TR = 12 000 BTU/h. Evitar confundir con otras definiciones de toneladas (métricas) que no aplican a capacidad térmica.
Resumen técnico y recomendaciones finales
Use las fórmulas y tablas provistas como referencia primaria para conversiones entre toneladas de refrigeración, BTU/h y kW. Para selección final de equipos, incorpore factores de seguridad, condiciones de operación y normas aplicables; verifique siempre las hojas técnicas del fabricante.
Enlaces normativos y de consulta
- ASHRAE Handbook — https://www.ashrae.org
- AHRI Product Performance — https://www.ahrinet.org
- ISO — https://www.iso.org
- NIST Reference on Units, Constants, and Uncertainty — https://www.nist.gov