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Proyecto Fin de Carrera Instalación eléctrica de un sistema VRV y climatización de un centro de negocios con dicho sistema. Sergio Benito Miana Escuela de ingeniería y arquitectura 2012 Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 1 MEMORIA Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 2 1.1 - OBJETO DEL PROYECTO _____________________________________________ 3 1.2 - NORMATIVA APLICABLE ____________________________________________ 3 1.3 - DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO __________________________________________ 3 1.4 - CONDICIONES DE CÁLCULO __________________________________________ 5 1.4.1 – Condiciones Exteriores __________________________________________________ 5 1.4.2 – Condiciones Interiores __________________________________________________ 5 1.5 - HORARIO DE FUNCIONAMIENTO, OCUPACIÓN Y VENTILACIÓN _____________ 6 1.6 - DESCRIPCION GENERAL DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN _________________ 6 1.6.1.-Climatizador de aire primario. _____________________________________________ 7 1.6.2.- Elección de la maquinaria _______________________________________________ 10 1.6.3.- Distribución de la maquinaria ____________________________________________ 12 1.6.4.- Coeficientes ERR y COP _________________________________________________ 13 1.7.- CÁLCULO DE LOS CERRAMIENTOS ____________________________________ 13 1.8 - CÁLCULO DE LAS NECESIDADES TERMICAS _____________________________ 16 1.8.1 - CÁLCULO CARGAS EN VERANO ___________________________________________ 17 1.8.1.1 - TRANSMISIÓN DE CALOR ___________________________________________________ 17 1.8.1.2 - CARGA DE RADIACIÓN _____________________________________________________ 17 1.8.1.3 - CALOR SENSIBLE Y LATENTE GENERADO POR LAS PERSONAS _______________________ 18 1.8.1.4 - CALOR SENSIBLE GENERADO POR LA ILUMINACIÓN ______________________________ 19 1.8.1.5 - CARGA INTERNA DEBIDA A LOS EQUIPOS ______________________________________ 20 1.8.1.6 - CARGA SENSIBLE Y LATENTE POR VENTILACIÓN _________________________________ 20 1.8.2 - CÁLCULO CARGAS EN INVIERNO __________________________________________ 21 1.8.2.1 - TRANSMISIÓN DE CALOR ___________________________________________________ 21 1.8.2.2 - CARGA DE RADIACIÓN _____________________________________________________ 21 1.8.2.3 - CALOR SENSIBLE Y LATENTE GENERADO POR LAS PERSONAS _______________________ 21 1.8.2.4 - CALOR SENSIBLE GENERADO POR LA ILUMINACIÓN ______________________________ 21 1.8.2.5 - CARGA INTERNA DEBIDA A LOS EQUIPOS ______________________________________ 21 1.8.2.6 - VENTILACION ____________________________________________________________ 21 1.9 - CÁLCULO DE CONDUCTOS __________________________________________ 22 1.9.1 - CÁLCULO PERDIDAS DE CARGA ___________________________________________ 23 1.9.2 - CÁLCULO AISLAMIENTO CONDUCTOS DE AIRE ______________________________ 24 1.10 - CÁLCULO LÍNEA FRIGORÍFICA ______________________________________ 25 1.10.1. LINEA DE ASPIRACION _________________________________________________ 25 1.10.1.1. Pérdida de presión _______________________________________________________ 25 1.10.1.2 Retorno del aceite al compresor _____________________________________________ 26 1.10.1.3 Dimensionamiento ________________________________________________________ 26 1.10.2 LÍNEA DE DESCARGA ___________________________________________________ 27 1.10.2.1. Pérdida de presión _______________________________________________________ 27 1.10.2.2 Retorno del aceite al compresor _____________________________________________ 27 1.10.2.3. Dimensionamiento _______________________________________________________ 27 1.11 - ELECCIÓN COMPONENTES _________________________________________ 28 CONCLUSIÓN. ________________________________________________________ 31 Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 3 1.1 - OBJETO DEL PROYECTO El objeto del presente proyecto es definir una instalación de climatización para el edificio destinado a Centro de Negocios en el PARQUE EMPRESARIAL VISTABELLA sito en C/Ibon de Plan nº 74-76-78, de ZARAGOZA. La climatización del siguiente edificio pretende establecer unas condiciones internas de temperatura, humedad y pureza del aire que logren que los ocupantes se encuentren el mejor estado de confort posible. A su vez estas condiciones deben de lograrse de la manera más eficiente, logrando la menor perdida de energía posible, y el máximo aprovechamiento de los equipos. Para conseguir realizar una climatización adecuada, se realiza el estudio de los diferentes factores que intervienen en las necesidades térmicas para conseguir una correcta climatización. Se ha realizado la climatización con vistas a posibles particiones en los locales. 1.2 - NORMATIVA APLICABLE Tanto en la redacción del proyecto, como en la ejecución de la obra, se cumplirá la normativa vigente que concierne a esta instalación. - Código técnico de la Edificación (CTE) (Real Decreto 314/2006 de 17 de marzo). - Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios RITE, y sus Instrucciones Técnicas Complementarias (ITE) (Real Decreto 1027/2007 de 20 de julio). - Normas UNE 1.3 - DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO Se trata de un edificio de forma aproximadamente rectangular. Tiene cuatro plantas sobre la rasante en la zona Norte, dos en la zona Centro y dos en la Sur. En la Planta Baja solo se tratan los zaguanes de entrada a las diferentes zonas, reservándose el resto de los espacios para locales comerciales. Cada planta está compuesta de locales, los cuales se podrán compartimentar. En la cubierta se colocarán las maquinas externas así como el climatizador de aire primario. La distribución del edifico es la siguiente: Figura1.- Edificio a climatizar. Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 4 PLANTA BAJA Zona Norte vestíbulo N.B.V.1 y 2 79.32 m2 Zona Centro vestíbulo C.B.V 33.51 m2 Zona Sur vestíbulo S.B.V 20.7 m2 TOTAL 133.53 m2 PLANTA PRIMERA Zona Norte oficina 1 N.1.1 204.03 m2 Zona Norte oficina 2 N.1.2 152.36 m2 Zona Norte oficina 3 N.1.3 127.2 m2 Zona Norte oficina 4 N.1.4 160.9 m2 Zona Norte oficina 5 N.1.5 156.5 m2 Zona Norte oficina 6 N.1.6 161.14 m2 Zona Norte vestíbulo N.1.V 28.89 m2 Zona Centro vestíbulo C.1.V 15.82 m2 Zona Centro oficina 1 C.1.1 148.38 m2 Zona Centro oficina 2 C.1.2 162.55 m2 Zona Centro oficina 3 C.1.3 158.93 m2 Zona Centro oficina 4 C.1.4 137.51 m2 Zona Centro oficina 5 C.1.5 146.19 m2 Zona Sur oficina 1 S.1.1 206.7 m2 Zona Sur oficina 2 S.1.2 145.25 m2 Zona Sur oficina 3 S.1.3 136.8 m2 Zona Sur oficina 4 S.1.4 136.8 m2 Zona Sur oficina 5 S.1.5 124.8 m2 Zona Sur oficina 6 S.1.6 94.6 m2 Zona Sur vestíbulo S.1.V 37 m2 TOTAL 2642.35 m2 PLANTA SEGUNDA Zona Norte oficina 1 N.2.1 204.03 m2 Zona Norte oficina 2 N.2.2 152.35 m2 Zona Norte oficina 3 N.2.3 127.2 m2 Zona Norte oficina 4 N.2.4 160.9 m2 Zona Norte oficina 5 N.2.5 156.82 m2 Zona Norte oficina 6 N.2.6 161.2 m2 Zona Norte vestíbulo N.2.V 28.89 m2 Zona Centro vestíbulo C.2.V 15.82 m2 Zona Centro oficina 1 C.2.1 148.38 m2 Zona Centro oficina 2 C.2.2 162.55 m2 Zona Centro oficina 3 C.2.3 158.93 m2 Zona Centro oficina 4 C.2.4 137.51 m2 Zona Centro oficina 5 C.2.5 146.19 m2 TOTAL 1760.77 m2 Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 5 PLANTA TERCERA Zona Norte oficina 1 N.3.1 204.03 m2 Zona Norte oficina 2 N.3.2 152.36 m2 Zona Norte oficina 3 N.3.3 127.2 m2 Zona Norte oficina 4 N.3.4 151.9 m2 Zona Norte oficina 5 N.3.5 156.50 m2 Zona Norte oficina 6 N.3.6 161.14 m2 Zona Norte vestíbulo N.3.V 28.89 m2 Zona Centro vestíbulo C.3.V 13.36 m2 TOTAL 995.38 m2 CUBIERTA Zona Norte vestíbulo N.C.V 18.37 m2 Zona Norte local N.C.L 169.03 m2 TOTAL 187.4 m2 El edificio tiene una superficie total de 5719.43 m2. 1.4 - CONDICIONES DE CÁLCULO 1.4.1 – Condiciones Exteriores Las condiciones exteriores de cálculo se rigen según la norma UNE 100-001. Para la temperatura seca y humedad relativa a las condiciones de verano e invierno se elige el nivel percentual de uso general. Latitud: 41º 40’ Altitud: 240 m Temperatura seca en verano: 34 ºC ( Nivel percentil 1%) Humedad relativa: 40% Temperatura seca extrema en invierno: -3 ºC (Nivel percentil 97,5%) 1.4.2 – Condiciones Interiores Las condiciones de diseño de bienestar interiores vienen determinadas por la IT.1.1 del RITE. En esta se fijan los valores de temperatura, humedad relativa y velocidad media del aire interior. A continuación se muestran las condiciones. Temperatura en verano: 24ºC Temperatura en invierno: 22ºC Humedad relativa: 50% Velocidad media del aire verano: 0,18 a 0,24 m/s Velocidad media del aire en invierno: 0,15 a 0,2 m/s Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 6 1.5 - HORARIO DE FUNCIONAMIENTO, OCUPACIÓN Y VENTILACIÓN Para calcular las necesidades térmicas he considerado que el horario de ocupación de la oficina será desde las 8:00 h hasta las 20:00 h. El caudal a suministrar está regulado en la IT 1.1.4.2 del RITE, según la siguiente tabla: Tabla 1.- Caudal de aire exterior por persona La categoría del presente proyecto según la norma RITE es IDA2 con lo cual los niveles de ventilación serán de 12.5 dm3/sg. por persona y hora como mínimo. Se garantiza esta renovación con climatizadores de aire primario dotados de recuperador entálpico rotativo y batería de resistencias. 1.6 - DESCRIPCION GENERAL DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN Se implanta un sistema de producción de frio y calor basado en la tecnología VRV, volumen de caudal variable de refrigerante, tipo inverter, pretendiendo optimizar el rendimiento de la instalación. Esta instalación consta de una maquina exterior bomba de calor, que alimenta mediante refrigerante tipo R-410 a las unidades interiores, que son las encargadas de impulsar el aire tratado hacia el interior. Los zaguanes, vestíbulos de independencia y zonas comunes se tratan con uds. de volumen de refrigerante variable con una ud. exterior por zaguán. Las unidades exteriores se ubicaran en la cubierta del edificio. Figura2.- Sistema vrv. Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 7 El sistema inverter permite regular y variar la velocidad del ventilador del compresor de la unidad exterior, con lo que se obtienen las siguientes ventajas: - Distribución del refrigerante de forma precisa - Variando la velocidad del ventilador del compresor se atiende proporcionalmente a la demanda de las diferentes zonas del edificio. - Se reduce el consumo eléctrico. - Mayores rendimientos ERR y COP. La ventilación del edificio se realizará mediante climatizadores de aire primario dotados de recuperador entálpico. Está previsto que el aporte de aire exterior a cada zona se realice con compuertas de caudal constante autorregulable y la extracción también, dejando en sobrepresión las oficinas con respecto a zonas comunes y aseos Cada unidad dispone de un termostato de ambiente con paro-marcha, cambio I-V y ventilación. Se dispondrá un sistema centralizado tipo CS-NET de HITACHI, con capacidad para gestionar una a una todas las unidades, interiores y exteriores, con encendidos y apagados, cambio y fijación de consignas, gestión de alarmas, etc. Por ser unidades independientes de potencia reducida, no se hace necesario la colocación de ningún dispositivo especial, si bien las unidades previstas disponen de una salida de placa electrónica que, mediante un autómata, permite conocer los parámetros de cada unidad. 1.6.1.-Climatizador de aire primario. Los climatizadores para aire primario son equipos autónomos con recuperación de calor aireaire y frigorífica con un rendimiento excepcional, adecuados para su utilización en cualquier tipo de instalación, ya que son independientes de los sistemas principales de producción de energía. Entre sus ventajas con respecto a las UTAs convencionales están: - Eficiencia energética mucho mayor: se recupera hasta el 85% del calor del aire de extracción. Producen su propia potencia frigorífica o calorífica, y su rendimiento no depende de las condiciones exteriores. Se puede instalar grupos térmicos o enfriadoras de potencia inferior. - Se ahorra el coste de las tuberías, los aislamientos, los acabados, la valvulería, el control y la mano de obra de instalación de los climatizadores convencionales. - Se pueden incorporar a cualquier tipo de instalación: de agua, VRV, calefacción convencional, suelo radiante, etc. - Tantas posibilidades de accesorios como con las UTAs convencionales: diferentes tipos de filtrado, humectación, esterilización, etc. - Los climatizadores de aire primario ACE incrementan la eficiencia energética del conjunto de las instalaciones y, por tanto, contribuyen a aumentar la categoría de la calificación energética de los edificios. Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 8 Figura3.- Climatizador con regulador. 1-1u.- Regulador digital RDT724F002 . Alimentación 24V~ 2-3u.- Sonda Tª. de imp/ret, y exterior , brida de fijación L=225mm. EGT347F101/368839 3-1u.- Servomotor analógico AVM125SF132 . Señal 0...10V. Tecnología SUT. 4-1u.- Válvula de asiento con roscas, 3 vías DN50 Kvs=40m3/h, ,incluye racores 5-1u.- Servomotor analógico AVM125SF132 . Señal 0...10V. Tecnología SUT. 6-1u.- Válvula de asiento con roscas, 3 vías DN32 Kvs=16m3/hm ,incluye racores 7-2u.- Servomotores 2P con muelle de retorno ASF122F122. Alimentación 24V~ 8-2u.- Servomotores analógicos ASM124SF132. Tecnología SUT. Alimentación 24V~ 9-4u.- Presostato para filtro/ventilador DWG-930.83/6555 . Rango de 0,5 a 5 mbar. 10-1u.- Transformador 230/24V~ de 2 A. En esta instalación se dispondrán 3 climatizadores de aire primario para cada de una las zonas del edifico. Estos climatizadores situados en la Cubierta del edificio disponen de recuperadores entálpicos rotativos con recuperación de energía del orden del 75% en condiciones de proyecto. Las características de los climatizadores son las siguientes Caudal (m3/h) Presión disponible (Pa) P. Impulsión (Kw) P. Retorno (Kw) P. Baterías (Kw) Climatizador Norte 8.900 250 5.1 3 30 Climatizador Centro 4.600 250 3.3 1.3 16 Climatizador Sur 2.700 250 2.5 0.7 10 El climatizador Norte también contara con un extractor para las zonas húmedas cuya potencia es de 700 w. En los anexos se especificaran los cálculos de cada climatizador. Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 15 Los valores obtenidos con anterioridad vienen reflejados, en el CTE, en el sistema internacional de medida W/m·K. El cálculo de la resistencia térmica viene determinado por el coeficiente de transmisión. Este se define como el calor por m2, que atravesando durante la unidad de tiempo, 1 m de material homogéneo obtenga una diferencia de 1 °C de temperatura entre las dos caras. De este modo la conductividad térmica se expresaría en J/(s*m*°C). Puesto que de pende de una diferencia de temperatura de 1ºC y teniendo en cuenta que 1*W = 1*J/s, se pueden utilizar los resultados reflejados en W/m2 *ºC. Con lo dicho anteriormente voy a proceder a realizar el cálculo de los cerramientos: Muro exterior: Elemento Espesor (m) (W/m*oC) e/ (W/m2*ºC) Aire exterior vertical (Segun CTE) Aire interior vertical (Segun CTE) Mortero Camara aislante (poliespan) Yeso Mahon Gero 0.015 0.025 0.015 0.2 0.14 0.87 0.023 0.3 0.49 0.76 0.04 0.13 0.017 1.087 0.05 0.408 0.184 RT 1.917 K 0.522 Muro interior: Elemento Espesor (m) (W/m*oC) e/ (W/m2*ºC) Aire exterior vertical (Segun CTE) Aire interior vertical (Segun CTE) Yeso Gero Yeso 0.015 0.14 0.015 0.3 0.76 0.3 0.13 0.13 0.05 0.184 0.05 RT 0.514 K 1.945 Forjados Elemento Espesor (m) (W/m*oC) e/ (W/m2*0C) Aire exterior horizontal (Segun CTE) Aire interior horizontal (Segun CTE) Moqueta Baldosas ceramicas Mortero de cemento Hormigon en masa Grava rodada 0.025 0.015 0.03 0.02 0.25 0.05 1 1.4 0.73 0.81 0.04 0.17 0.5 0.015 0.021 0.274 0.309 RT 1.329 K 0.752 Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 16 Cubierta Elemento Espesor (m) (W/m*oC) e/ (W/m2*0C) Aire exterior horizontal (Segun CTE) Aire interior horizontal (Segun CTE) Baldosa cubierta Mortero de cemento Tela de asfalto Camara aislante poliespan Bovedilla hormigon Yeso 0.015 0.05 0.05 0.025 0.25 0.015 1 0.87 0.65 0.023 0.19 0.3 0.04 0.1 0.015 0.057 0.077 1.087 1.316 0.05 RT 2.742 K 0.365 Acristalamiento Según la norma UNE EN ISO 10 456:2001 el coeficiente global de transmisión de calor para un acristalamiento metálico con doble cristal y cámara. K = 3 W/ºC*m2. Para realizar la hoja de carga me interesa que los resultados me den en kilocalorías/hora así que voy a convertir el coeficiente K a esta unidad W/ºC*m2. Kcal/h ºC m2 Muro exterior 0.522 0.45 Muro interior 1.945 1.67 Forjado 0.752 0.64 Cubierta 0.365 0.31 Acristalamiento 3 2.58 1.8 - CÁLCULO DE LAS NECESIDADES TERMICAS La carga térmica es el calor por unidad de tiempo que, por diferentes conceptos, entra y se genera en un local cuando mantenemos en éste una temperatura diferente a la del exterior y una humedad diferente, generalmente inferior, a la del exterior. Las entradas y salidas de calor de un local se clasifican en: Radiación Solar Transmisión de calor Aportes internos - Iluminación - Personas - Motores, máquinas y equipos Ventilación Para el cálculo de las cargas térmicas se diferencia entre el calor debido a la diferencia de temperaturas, calor sensible, y el debido a las diferencia de humedades llamado calor latente. Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 17 1.8.1 - CÁLCULO CARGAS EN VERANO El cálculo de las cargas en verano se realiza en el anexo 1 1.8.1.1 - TRANSMISIÓN DE CALOR Las cargas de transmisión a través de cerramientos verticales (fachada, particiones y medianerías), cerramientos horizontales (techos y suelos), puertas y ventanas acristaladas se calculan de acuerdo a la siguiente expresión: Donde: Q: carga térmica de transmisión (Kcal/h) U: coeficiente global de transferencia de calor (Kcal/hºCm2) A : superficie del cerramiento (m2) : diferencia de temperatura equivalente entre el exterior y el interior del cerramiento (ºC) 1.8.1.2 - CARGA DE RADIACIÓN Es la energía que llega al local procedente de la radiación solar que atraviesa elementos transparentes a la radiación, siendo estos principalmente los vidrios. Este tipo de calor es sensible y se determina a través de la siguiente expresión: R =Calor sensible de radiación a través de los vidrios (W/m2) S = Superficie en m2 del cerramiento (m2) f = Producto de todos los factores de corrección (adimensional) Conocida la radiación incidente (en W/m2) sobre una superficie transparente, para analizar el calor transferido en forma instantánea a la carga de refrigeración se debe conocer: - El porcentaje de la energía transmitida a través del cristal. - La superficie en la que incide el sol directamente, y la superficie que permanece en sombra. - El comportamiento ante la existencia de elementos accesorios (persianas, cortinas,...), - El porcentaje de la energía transmitida que se convierte en carga, y la que es almacenada por suelos y paredes. Existen tablas elaboradas por los organismos que proporcionan los valores de la aportación a través del vidrio, en función de la latitud y la hora del día. Para calcular el calor sensible de radiación a través de los vidrios, hay que saber la orientación de la ventana y elegir una hora solar de cálculo (generalmente entre las 12 y las 16 hora solar) y un día determinado (generalmente es el 23 de julio o el 24 de agosto). Con estos datos se acude a la tabla 4 y se obtiene la radiación solar unitaria, R, en W/m2. La hora solar elegida debe ser la misma para el cálculo de toda la carga térmica Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 18 Tabla 4. Radiación solar R, en W/m2, a través de vidrio ordinario Estos valores deben nuevamente corregirse si existen materiales adicionales (persianas exteriores o interiores, cortinas, etc...). Para tener en cuenta estos efectos, se utilizan coeficientes sobre los valores estándar. El coeficiente que voy a tener en cuenta es, elementos de sombra interiores (persianas exteriores) cuyo coeficiente es 0,6 1.8.1.3 - CALOR SENSIBLE Y LATENTE GENERADO POR LAS PERSONAS Las personas que ocupan el recinto generan calor, debido a la actividad que realizan y a su temperatura (unos 37ºC). La cantidad de calor disipado depende de la temperatura ambiente y del grado de actividad de la persona, distinguiendo entre dos grupos de cargas: - Sensibles: por el incremento de temperatura en entre el cuerpo humano y el exterior a humedad específica constante. - Latentes: consiste en aumentar la humedad absoluta de ambiente debido al vapor desprendido por el cuerpo humano a temperatura constante Para determinar el calor que generan se determina según la siguiente expresión: QSP = Calor sensible generado por personas (W) QLP =Calor latente generado por personas (W) n = nº de personas QS = Calor sensible cedido por persona (W) QL = Calor latente cedido por persona (W) Los valores de estas cargas se obtienen Ashrae tabla 18 QS = 65 kcal/h QL = 55 kcal/h El Código Técnico de la Edificación (CTE) indica las densidades a aplicar según la actividad que se desarrolle en la zona o dependencia Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 19 Tabla 5. Densidad según actividad En nuestro caso aplicaremos 10 m2/persona para oficinas, 2 m2/persona para vestibulos. 1.8.1.4 - CALOR SENSIBLE GENERADO POR LA ILUMINACIÓN Como el Reglamento Luminotécnico de Baja Tensión no tiene aplicación en una vivienda particular, se tiene en cuenta la referencia clásica de consumo de 20W/m2 para lámparas convencionales en oficinas, a la que se corrige pensando en la implantación cada vez más habitual en el sector doméstico de lámparas de bajo consumo, de consumo igual a 10W/m2. Por tanto, la carga de iluminación de la mitad de la superficie útil de la vivienda es: Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 20 1.8.1.5 - CARGA INTERNA DEBIDA A LOS EQUIPOS Básicamente, esta carga representa el calor cedido por los electrodomésticos y otros equipos informáticos, como consecuencia de la disipación en los ventiladores de los equipos. En el caso de los ordenadores se trata de 250W/equipo y en general suele constituir aproximadamente el 6% de la carga total sensible, asi que: 1.8.1.6 - CARGA SENSIBLE Y LATENTE POR VENTILACIÓN La carga térmica sensible por ventilación o infiltración de aire exterior se determina como sigue: Donde: Q es la carga térmica sensible por ventilación o infiltración (kcal/h) C es el caudal de aire infiltrado o de ventilación (m3/h) 0,29 es el calor específico del aire en base al volumen (kcal/m3 ºC) Δt es la diferencia de temperatura entre el ambiente exterior y el interior (ºC). La carga térmica latente por ventilación o infiltración de aire exterior se determina como sigue: Donde: Q es la carga térmica latente por ventilación o infiltración de aire (kcal/h) C es el caudal de aire infiltrado o de ventilación (m3/h) 0,72 es el producto de la densidad estándar del aire (1,2 kg/m3) por el calor latente de vaporización del agua (0,6 kcal/g). Δw es la diferencia de humedad especifica entre el ambiente exterior y el interior (g). Para el cálculo de la humedad especificas del aire nos valemos de la siguiente tabla Gráfico1. Humedad especificas del aire Según la tabla la Δw es de 5 mmHg. Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 21 El caudal de aire infiltrado o de ventilación se calcula de la siguiente manera: Como he dicho anteriormente la ocupación será de 10 m2/persona y el nivel de ventilación de 12.5 dm3/sg. 1.8.2 - CÁLCULO CARGAS EN INVIERNO El cálculo de las cargas en invierno se realiza en el anexo 1 1.8.2.1 - TRANSMISIÓN DE CALOR Las cargas de transmisión se calculan igual que en verano Donde: Q: carga térmica de transmisión (Kcal/h) U: coeficiente global de transferencia de calor (Kcal/hºCm2) A : superficie del cerramiento (m2) ∆T : diferencia de temperatura equivalente entre el exterior y el interior del cerramiento (ºC) 1.8.2.2 - CARGA DE RADIACIÓN Las cargas térmicas de radiación son aquellas que hacen referencia a la transferencia térmica de calor debida a la radiación solar a través de las superficies acristaladas de los salones. A la hora de calcular las cargas térmicas de calefacción se tienen en cuenta las condiciones más desfavorables. Por este motivo, al tratarse las cargas térmicas de radiación de una ganancia de calor en lugar de una pérdida, no se calculan. En definitiva, se considera a efectos la radiación solar nula. 1.8.2.3 - CALOR SENSIBLE Y LATENTE GENERADO POR LAS PERSONAS Por el mismo motivo citado anteriormente las cargas generadas por las personas no las voy a considerar 1.8.2.4 - CALOR SENSIBLE GENERADO POR LA ILUMINACIÓN Al igual que los dos anteriores esto supone un aporte de calor y como se calcula el caso más desfavorable no las voy a calcular 1.8.2.5 - CARGA INTERNA DEBIDA A LOS EQUIPOS No se va a tener en cuenta ya que es un aporte de calor 1.8.2.6 - VENTILACION En este caso solo se van a tener en cuenta la carga térmica sensible por ventilación. Se calcula igual que en el apartado 1.8.1.5. Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 22 1.9 - CÁLCULO DE CONDUCTOS El método para el cálculo de los conductos de aire utilizado es el descrito en el DTIE 5.0 Calculo de conductos. Método de pérdida de carga constante. Este consiste en fijar una pérdida de carga por metro igual para todos los tramos del circuito. En nuestro caso será de 0,7 Pa/m. Se debe realizar un equilibrado en la instalación ya que los caudales que lleguen a cada difusor no serán los requeridos. Para ello se instalaran rejillas en los conductos requeridos que induzcan una pérdida de carga. Con esto conseguimos que la instalación este compensada. Tanto para el circuito de impulsión como el de extracción se va a limitar una velocidad de 7 m/s. Una velocidad mayor supondría un aumento de los ruidos y por lo tanto un estado de incomodidad. Para el cálculo de la sección de los conductos se utiliza la siguiente expresión: Q = Caudal de aire en m3/h v = Velocidad del aire en m/s s = Sección en m2 Utilizando la carga y el caudal de cada tramo acudimos a la siguiente gráfica, proporcionada por climaver: Gráfico2. -Cálculo conductos Para determinar las medidas del conducto rectangular se puede utilizar la siguiente expresión, definida en la norma UNE-100-101-84: W = Altura del conducto rectangular (m) H = Anchura del conducto rectangular (m) Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 23 Aunque también , te puedes valer de la siguiente tabla donde lo transforma a partir del diámetro equivalente: Tabla 6. Conversión diámetro conductos El cálculo de conductos se realizan en el anexo 1. 1.9.1 - CÁLCULO PERDIDAS DE CARGA Dentro del conducto el fluido experimenta una pérdida de presión por rozamiento, denominándose esta pérdida de carga. Estas pérdidas de carga se dividen en perdidas lineales en el conducto y perdidas en accesorios, tales como codos o reducciones. Perdidas de carga lineal Se produce una pérdida de carga por el paso del aire en el conducto, al cual suele expresarse por metro de longitud como: ∆P/L = Perdida de carga por metro lineal (Pa /m) f = Factor de fricción a dimensional v = Velocidad (m/s) Deq = Diámetro equivalente (m) Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 24 Según el RITE IT 1.2.4.2.4 las caídas de presión máximas serán las siguientes: Tabla 7.- Caídas de presión máximas (Fuente RITE tabla 1.2.4.2.4) También hay que tener en cuenta las perdidas en codos. Todos los codos se realizaran con radio igual al diámetro del conducto, obteniendo en cada uno de ellos una C=0.22 Tabla 8.- Cálculo codos En mi caso para el cálculo de las pérdidas de carga voy a calcular la longitud equivalente de cada línea que va a ser un 25% superior que la real, y así compenso los codos y derivaciones que pueda haber. Las pérdidas de carga solo las calcularé en los casos más desfavorables de la instalación. 1.9.2 - CÁLCULO AISLAMIENTO CONDUCTOS DE AIRE Los conductos de aire son los elementos de la instalación a través de los cuales se distribuye el aire generado por el ventilador de la unidad de tratamiento, el aire de retorno o el aire introducido del exterior. Sus propiedades determinan en gran parte la calidad de la instalación, al jugar un papel fundamental en determinados factores, como por ejemplo, el aprovechamiento energético o el comportamiento acústico. La distribución del caudal de aire que proporciona la unidad interior se realiza con conductos rectangulares de fibra de vidrio de la marca climaver. Según lo especificado en la IT 1.2.4.2.2 de RITE, los conductos de la red de impulsión de aire dispondrán de un aislamiento térmico Tabla 9.- Espesores de aislamiento en los conductos (Fuente RITE tabla 1.2.4.2.5) Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 31 Con la siguiente gráfica podemos saber la perdida de carga que genera la compuerta. Regulador de caudal, marca TROX serie RN Las fuerzas aerodinámicas de cierre de la compuerta de regulación están reforzadas por una membrana que se hincha al paso del aire y que actúa a la vez como elemento amortiguador. Un muelle de resorte actúa en sentido contrario a la fuerza de cierre. El muelle de resorte adaptado a un disco de leva varía el ángulo de cierre de la compuerta al variar la diferencia de presión con lo que el caudal permanece constante dentro de los niveles de tolerancia. Con la ayuda de un dial y su escala situada en el exterior se fijan dichos caudales de aire. Tabla 10.-Pérdidas de carga regulador de caudal. En este caso los caudales oscilan entre 300 y 500 m3 así que al perdida de carga será de 50 Pa. Ver anexo Catalogo, para las características técnicas de los componentes Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana Página 32 CONCLUSIÓN. Con el presente proyecto, se da solución a las necesidades técnico-económicas planteadas. En Zaragoza, Noviembre del 2012. Fdo. Sergio Benito Miana Climatización centro de negocios Sergio Benito Miana PLANOS