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UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA CENTRO POLITÉCNICO SUPERIOR PROYECTO FIN DE CARRERA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES Director del proyecto: D. Carlos Monné Bailo Zaragoza, Agosto del 2011 Autor del proyecto: Yolanda Liso Chillida TOMO 1/2 – MEMORIA PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 1 - RESUMEN PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES El presente proyecto se realiza para exponer y justificar, la instalación de climatización adoptada en un recinto cerrado dedicado a exposiciones. El recinto a climatizar, no es un recinto convencional, bajo el análisis de la climatización, y trata puntos interesantes, como son la evaporación de agua dentro de locales climatizados (no siendo una piscina cubierta), y calores latentes y sensibles de aportaciones interiores distintas a las habituales, como son las generadas por las plantas que conforman un jardín. Se tendrá un ambiente húmedo, que habrá que controlar tanto en verano como en Invierno, y es de suma importancia el control de condensaciones, sobre todo en la vitrina donde se expone la obra de arte. El proyecto comienza con una descripción del habitáculo, que podemos resumir, diciendo, que se trata de un recinto cerrado de aproximadamente 600 m2 y 8,20 metros de altura, donde se ubicaran cuatro zonas. Una primera, y la más grande, denominada Exposición, donde se ha diseñado un recorrido a través de jardines, canales de agua y puentes, que lleva al visitante a la vitrina de exposición donde se puede contemplar una obra de arte, generalmente una pintura. Uno segundo, aislado del anterior, que hemos denominado Social, que tiene un carácter más privado, donde la propiedad puede reunir a un grupo de personas para distintos usos, como puede ser una conferencia o un aperitivo. Una tercera zona, denominada Servicios, donde principalmente estará el cuarto de de control de instalaciones y el Office. Y la última, denominada Vitrina, donde en su interior, se encuentra el objeto a exponer. El proyecto prosigue con el análisis de cerramientos descriptos por Memoria Ejecutiva de Arquitectura, calculando sus transmitancias y viendo si cumplen normativa CTE HE1. Como en la mayoría de los proyectos, se observa que no cumplen, y son modificados incluyendo aislamientos a los cerramientos, haciendo más eficiente el local bajo el punto de la energía. Se analizan también las condensaciones en los cerramientos. Se prosigue con el cálculo de la ventilación exigida por RITE para los locales y se calculan las cargas térmicas para refrigeración y calefacción. Es aquí donde aparecen los puntos importantes de evaporación de lámina de agua en locales cerrados y de aportes de calor sensible y latente de plantas, que son explicados detalladamente. El calor latente en invierno también es importante lo que se exigirá poner algún sistema para deshumectar. Una vez con los balances de energía realizados se realiza una pequeña descripción del sistema adoptado y se diseña y dimensiona la instalación de climatización, eligiendo los componentes más adecuados y eficaces para nuestro sistema, que se encuentran en el mercado. Se hace una pequeña referencia al mantenimiento de instalaciones y se prosigue con el análisis de mejoras del sistema bajo el punto de vista de la eficiencia energética. Por último se realice un análisis económico, estudiando la demanda estimada de calefacción y refrigeración, su coste energético con tarifas reales y el ahorro que supondría introducir las mejoras. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 2 - ÍNDICE I-MEMORIA DESCRIPTIVA 1.GENERALIDADES ....................................................................................................... 1 1.1. OBJETO DEL PROYECTO .............................................................................................. 1 1.2. ALCANCE DEL PROYECTO .......................................................................................... 1 1.3. REGLAMENTACIÓN QUE AFECTA ............................................................................... 1 2.DESCRIPCIÓN DEL RECINTO EXPOSITIVO2 2.1. SITUACIÓN Y COLINDANTES ........................................................................................ 2 2.2. DISEÑO DEL RECINTO ................................................................................................... 2 2.3. ACTIVIDAD A DESARROLLAR Y REGIMEN DE UTILIZACIÓN .................................... 6 3.DESCRIPCIÓN DE CERRAMIENTOS Y LIMITACIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA .............................................................................................................................. 6 3.1. ZONA CLIMÁTICA ......................................................................................................... 7 3.2. CLASIFICACIÓN DE LOS ESPACIOS ............................................................................ 7 3.3. ENVOLVENTE TÉRMICA Y CERRAMIENTO.................................................................. 7 3.4. CÁLCULO DE TRANSMITANCIA TÉRMICA Y FACTOR SOLAR MODIFICACO PARA DATOS DE PROYECTO .......................................................................................... 8 3.5. LIMITACIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA ............................................................ 9 3.6. CÁLCULO DE NUEVAS TRANSMITANCIAS TÉRMICAS PARA DATOS MODIFICADOS DE PROYECTO ........................................................................................ 9 3.7.LIMATICIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA-DATOS MODIFICADOS .................. 10 3.8.LIMITACIÓN DE LAS CONDENSACIONES ................................................................. 14 3.8.1.Condiciones para el cálculo de condensaciones ........................... 14 3.8.2.Comprobación de condensaciones ................................................... 14 3.9.PERMEABILIDAD DE LAS CARPINTERÍAS .................................................................... 16 3.10.CALCULO DE TRANSMITANCIAS TÉRMICAS PARA PAREDES Y TECHOS INTERIORES QUE NO FORMAN PARTEDE LA ENVOLVENTE TÉRMICA .............................................. 16 4.VENTILACIÓN DEL RECINTO EXPOSITIVO ............................................................. 17 5.BALANCE TÉRMICO Y ESTUDIO DE VERANO/INVIERNO ..................................... 19 5.1. CONDICIONES EXTERIORES ....................................................................................... 19 5.2. CONDICIONES INTERIORES ....................................................................................... 20 5.3. MÉTODO DE CARGAS TÉRMICAS PARA REFRIGERACIÓN ................................... 20 5.3.1.Condiciones de trabajo para refrigeración ....................................... 23 5.3.2.Calor sensible ............................................................................................ 24 5.3.3.Calor latente ............................................................................................. 26 5.3.4.Datos obtenidos para refrigeración .................................................... 29 5.3.5.Resumen de cargas para refrigeración .............................................. 34 5.4. MÉTODO DE CARGAS TÉRMICAS PARA CALEFACCIÓ ......................................... 34 5.4.1.Condiciones de trabajo para calefacción ........................................ 35 5.4.2.Datos obtenidos para calefacción ..................................................... 36 5.4.3.Resumen de cargas para calefacción ............................................... 40 5.3.4.Consideraciones sobre los datos de refrigeración ........................... 40 PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 3 - 6.DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN ................................................ 43 6.1. CIRCUITO PRIMARIO44 6.2. CIRCUITO SECUNDARIOS .......................................................................................... 45 6.3. CLIMATIZADORES ........................................................................................................ 46 6.4. DISTRIBUCIÓN DE AIRE ............................................................................................... 46 6.4.1.Distribución de aire-Zona Exposición ................................................... 47 6.4.2. Distribución de aire Zona Social, Servicios y Vitrina ......................... 48 6.5. SISTEMA DE CONTROL DE LA INSTALACIÓN ........................................................... 49 7.DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO DELSISTEMA DE CLIMATIZACIÓN .................... 50 7.1. CLIMATIZADORES ........................................................................................................ 50 7.1.1.Climatizador de la zona Exposición ..................................................... 50 7.1.2.Climatizador de la zona Social, Servicios y Vitrina ............................ 53 7.2. DISTRIBUCIÓN DE AIRE Y ELEMENTOS DE DIFUSIÓN .............................................. 55 7.2.1.Distribución de aire en la zona Exposición ......................................... 55 7.2.2.Distribución de aire en la zona Social, Servicios y Vitrina ................ 58 7.3. CIRCUITO HIDRAULICO .............................................................................................. 61 7.3.1.Circuito de agua fría ............................................................................... 61 7.3.2.Circuito de agua caliente ..................................................................... 63 7.4. CIRCUITO DE CONTROL ............................................................................................. 66 8.MANTENIMIENTO ..................................................................................................... 66 9.ESTUDIO DE MEJORAS ............................................................................................ 67 10.ESTUDIO ECONÓMICO ........................................................................................ 69 10.1.ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA EN VERANO ................................. 69 10.2.ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA EN INVIERNO ............................... 70 10.3.ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA POR DESHUMIDIFICACIÓN EN INVIERNO ............................................................................................................................. 71 10.4.ESTIMACIÓN DE CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA ......................................... 73 10.5.ESTIMACIÓN DE COSTE DE CONSUMO DE ENERGÍA ......................................... 75 10.6. ESTIMACIÓN DE AHORRO DE ENERGÍA CON LAS MEJORAS PROPUESTAS ..... 78 11. CONCLUSIONES ................................................................................................... 82 12.BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................ 83 II-PRESUPUESTO III-PLANOS IV-ANEXOS DE CÁLCULOS Y CATÁLOGOS COMERCIALES PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 4 - ANEXO 1-CERRAMIENTOS Y LIMITACIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA 1. ENVOLVENTE TÉRMICA 2. DESCRIPCIÓN DE CERRAMIENTOS SEGÚN PROYECTO DE EJECUCIÓN DE ARQUITECTURA 3. CÁLCULO DE TRANSMITANCIA TÉRMICA PARA DATOS DEL PROYECTO DE EJECUCIÓN 4. CÁLCULO DEL FACTOR SOLAR MODIFICADO 5. CÁLCULO DE TRANSMITANCIA TÉRMICA PARA DATOS MODIFICADOS DE PROYECTO 6. CÁLCULO DE LA MEDIA DE LOS PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS7. CÁLCULO DE TRANSMITANCIA TÉRMICA Y DE LA MEDIA DE LOS PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS DE DATOS MODIFICADOS PARA CUMPLIMIENTO DE VALORES MEDIOS 8. CÁLCULO DE CONDENSACIONES SUPERFICIALES 9. CÁLCULO DE CONDENSACIONES INTERSTICIALES ANEXO 2-CÁLCULO DE CARGAS TÉRMICAS DE CLIMATIZACIÓN 1. INTRODUCCIÓN AL CÁLCULO DE LAS CARGAS TÉRMICAS DE REFRIGERACIÓN 1.1.Cálculo de cargas por calor sensible 1.1.1 Carga térmica Sensible 1.1.1.1. Calor por radiación solar a través de vidrio 1.1.1.2. Calor por transmisión y radiación a través de paredes y techos exteriores 1.1.1.3. Calor por transmisión a través de paredes, techos, suelos, puertas y ventanas interiores 1.1.1.4 Calor sensible por infiltraciones de aire y ventilación 1.1.2 Carga térmica Sensible Efectiva 1.1.2.1. Calor sensible por aire de ventilación a través del climatizador 1.2.Cálculo de cargas por calor latente 1.2.1 Carga térmica latente 1.2.1.1. Calor latente por infiltraciones de aire y ventilación 1.2.1.2. Calor latente por aportaciones interiores y ventilación 1.2.2 Carga térmica latente efectiva 1.2.2.1. Calor latente por aire de ventilación a través de climatizador 1.3.Coeficiente de seguridad 1.4.Cálculo de hojas de carga para refrigeración 2. INTRODUCCIÓN AL CÁLCULO DE LAS CARGAS TÉRMICAS DE CALEFACCIÓN 2.1.Cálculo de cargas térmica por calefacción 2.1.1 Pérdidas de calor sensible por transmisión a través de los cerramientos 2.1.2. Pérdidas de calor sensible por infiltración y ventilación 2.1.3. Calor sensible por aportaciones interiores 2.1.4. Calor sensible por suplementos 2.2. Coeficiente de seguridad 2.3 Cálculo de hojas de carga para calefacción PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 5 - ANEXO 3-CATÁLOGOS COMERCIALES 1. CATÁLOGOS COMERCIALES TROX -Climatizadores -Elementos de difusión -Cámara Varyfan 2. CATÁLOGOS COMERCIALES SEDICAL -Bombas de recirculación -Depósitos de Expansión -Separador de lodos y burbujas ANEXO 4-CÁLCULO DE LA DEMANDA ESTIMADA PARA REFRIGERACIÓN Y CALEFACCIÓN 1. DEMANDA ENERGÉTICA DE REFRIGERACIÓN 2. DEMANDA ENERGÉTICA DE CALEFACCIÓN 3. DEMANDA ENERGÉTICA PARA DESHUMIDIFICACIÓN EN INVIERNO PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 1 - I.- MEMORIA DESCRIPTIVA 1. GENERALIDADES 1.1. OBJETO DEL PROYECTO El objeto del presente proyecto es, exponer y justificar, la instalación de climatización adoptada en un recinto cerrado dedicado a exposiciones. Dicho recinto, mantendrá una exposición fija, con ciertas peculiaridades bajo el punto de vista de la climatización, como son, las de tener en su interior un jardín con canales de agua y fuentes, el tener una exposición de obras de arte dentro de una vitrina, el tener una zona destinada a la reunión de personas, etc., que serán definidas ampliamente en apartados sucesivos. Este recinto, a su vez, formará parte de un conjunto más amplio, también dedicado a la exposición, que no será objeto de nuestro proyecto. Con el diseño de esta instalación de climatización, se pretende conseguir las condiciones de confort, tanto a visitantes como a personal, en todas las zonas del recinto durante las horas de visita y trabajo, así como garantizar unas condiciones mínimas, que permitan mantener a las plantas con vida. 1.2. ALCANCE DEL PROYECTO El alcance de este Proyecto, se refiere exclusivamente a la instalación específica de Climatización de este recinto, sin incluir en ningún caso justificaciones relativas a otros recintos o relativas a otras instalaciones de cualquier otro tipo. Únicamente se hará referencia a estas, en cuanto a la influencia o relación directa que afecte a las que son Objeto de este Proyecto. 1.3. REGLAMENTACIÓN QUE AFECTA Este Proyecto se redacta de acuerdo con las Normas contenidas en los siguientes Reglamentos, actualmente en vigor: -Reglamento de Instalaciones Térmicas en los edificios (RITE), Real Decreto 1027/2007 de 20 de Julio -Real Decreto 1826/2009, de 27 de noviembre, por el que se modifica el reglamento de instalaciones Térmicas (Rite), R.D. 1027/2007 - Código Técnico de la Edificación, Real Decreto 314/2006 de 17 de Marzo de 2.006 - Relación de Normas UNE, que son de aplicación al Proyecto. - Reglamento Electrotérmico de Baja Tensión. (R.D. 2413/1973 de 20 de Septiembre). PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 2 - 2. DESCRIPCIÓN DEL RECINTO EXPOSITIVO 2.1. SITUACIÓN Y COLINDANTES El recinto objeto de nuestro Proyecto, se encuentra en una parcela, prácticamente rectangular, sita en una calle de un barrio de la ciudad de Zaragoza. Su superficie total construida es de 573,91 m2, todo en planta baja, no existiendo más alturas. La altura libre del recinto es de 8,20 m., desde solera a forjado. Tanto su lado norte como el sur, son medianil con otros recintos, pertenecientes a la misma propiedad y dedicados también a la exposición, que no son objeto de este proyecto. Su lado Oeste será la fachada principal y el lado Este conformará la fachada posterior. En planta sótano existirá un Garaje, tampoco objeto de este proyecto. 2.2. DISEÑO DEL RECINTO La distribución interior del recinto expositivo, es el resultado del diseño que la propiedad ha dado al espacio existente, siendo su superficie total útil de 547,46 m2. Así este, queda dividido en cuatro zonas diferenciadas: ZONA 1. Jardín y canales de agua Esta zona de exposición, estará integrada por distintos elementos que configuran un recorrido para el visitante, basado en jardines, verticales y horizontales, con distintos tipos de plantas y flores, y canales de agua transversales, que serán atravesados por éste, mediante puentes de madera. La finalidad de este recorrido para el espectador es, además de contemplar un jardín y unos canales de agua en un espacio interior, llegar a una vitrina de grandes dimensiones, donde será expuesta una obra de arte (variable según disponibilidad). Esta zona también albergará, los accesos de público, entrada y salida, por fachada principal y las zonas de mantenimiento de recinto. La superficie total de esta zona es de 433,23 m2, siendo esta la más grande en superficie. Su distribución será: -Zonas de paso 107,2 m2 -Puentes de madera 49,79 m2 -Canales de agua 104,19 m2 -Jardines horizontales 130,47 m2 -Accesos 9,51 m2 -Mantenimiento 32,07 m2 ----------------------------------- TOTAL SUPERFICIE 433,23 m2 PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 3 - La altura de esta zona será de 6,00 m. En cuanto a instalaciones, está zona estará dotada de: -Sistema de megafonía, hilo musical y equipo audiovisual, para crear la atmósfera sensorial que se pretende. -Sistema de riego (goteo o difusor) y drenaje en jardineras, previo filtrado antes de ir a red de saneamiento. -Sistema de recirculación y llenado de aguas en canales, mediante equipos de bombas y filtrado. -Sistema de iluminación y señalización, de recorrido, con control de intensidad y color, para crear la atmósfera cromática que se pretende. -Sistema de iluminación artificial ultravioleta y germicida, para mantenimiento de plantas y flores. -Sistema de seguridad y de incendios, según normativa de aplicación. -Sistema de climatización y ventilación, con control de temperatura y humedad, y además, control de parámetro CO2. (Objeto de nuestro proyecto) ZONA 2. Vitrina de exposición Esta zona abarca el espacio donde se aloja la obra de arte expuesta. La obra de arte, no siempre será la misma, sino que puede variar en el tiempo según disponga la propiedad. Para protegerla del ambiente generado en la zona 1 (jardín y canales de agua), se le ha dotado de un cerramiento prácticamente hermético, cuya parte frontal será acristalada, para permitir su visualización, y parte posterior y superior accesible, para tareas de mantenimiento (limpieza y cambio de obra de arte) La superficie total de esta zona es de 10,63 m2 y su altura de 6 m. Esta zona estará dotada de las siguientes instalaciones: -Sistema de Iluminación, indirecta para no dañar la obra de arte. -Sistema de seguridad y de incendios, según normativa de aplicación. -Sistema de tracción mecánica, basado en poleas, para cambio de obra de arte pesada (cuadro de grandes dimensiones, tapices, mosaicos, etc.) -Sistema de climatización y ventilación, con control de temperatura y humedad (variable según tipo de obra de arte), y control de temperatura en cristal, para evitar condensaciones. (Objeto de nuestro proyecto) PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 10 - Así actuaremos de la siguiente forma: -Cubiertas: C1-Mantendremos la misma composición del cerramiento, pero aumentaremos el espesor de la capa de aislamiento, poliestireno extruido, pasando de 20mm a 60 mm. C2-En este caso, en vez de utilizar para la última capa únicamente pladur, utilizaremos un pladur especial, pladur bel, que está compuesto por un aislante, la lana de vidrio de densidad 75Kg/m2 junto con la placa de pladur. -Suelos: S3- Techo de puertas de acceso, daremos la misma solución que en el caso anterior, utilizaremos pladur bel, con lana de vidrio de espesor 75Kg/m2. S21-Necesitaremos introducir algún aislante. Para ello, introducimos una nueva capa, entre el hormigón armado y el mortero de cemento, que será el aislante Poliestireno expandido. Su espesor podría ser de 20mm y ya cumpliríamos, pero lo introducimos de 30 mm, para que sea igual que el del siguiente suelo. S22-Al igual que en el caso anterior, metemos una capa nueva de aislante, poliestireno expandido de 30 mm para cumplir con el valor límite. S23-En este caso tenemos aislamiento, pero de espesor insuficiente, por lo que aumentamos el espesor del poliestireno extrusionado de 20mm a 30mm. S25- Al igual que en el caso anterior, nos sirve únicamente con aumentar el espesor del aislante de 20mm a 30mm. Los nuevos datos de transmitancias térmicas para los cerramientos aparecen calculados por excel en el anexo 1, en el apartado 5. Los nuevos datos son: CUBIERTAS UC1=0,437 / UC2=0,333 FACHADAS UM11=0,772 / UM12=0,775 / UM13=0,562 / UM2=0,333 HUECOS UH=2,945 SUELOS US3=0,557 / US21=0,502 / US22=0,554 / US23=0,581 / US4=0,490 / US25=0,617 3.7. LIMITACIÓN DE LA DEMANDA ENERGETICA-DATOS MODIFICADOS Calculamos de nuevo, para la opción simplificada, las comprobaciones exigidas: 1. Comprobación de las trasnsmitancias térmicas de cerramientos y particiones internas de la envolvente del edificio son inferiores a los valores máximos marcados en la tabla 2.1 (CTE-Documento Básico HE Ahorro de Energía) PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 11 - DATOS PROYECTO DATOS LIMITE (ZONA D) CUBIERTAS UC1=0,437 / UC2=0,333 0,49 FACHADAS UM11=0,772 / UM12=0,775 0,86 MEDIANERIA UM13=0,562 / UM2=0,333 1,00 HUECOS UH=2,945 / UHV=2,947/ UHM=2,890 3,50 SUELOS US3=0,557 / US21=0,502 / US22=0,554 / US23=0,581 / US24=0,490 / US25=0,617 0,64 Por lo tanto con las modificaciones cumple. 2. Cálculo de la media de los parámetros característicos y comprobación de que estos son inferiores a los de la tabla 2.2 (CTE-Documento Básico HE Ahorro de Energía) Inicialmente, tendremos que calcular el área de cada cerramiento y la orientación de los muros. Después, rellenaremos la ficha1 de la opción simplificada, que se corresponde con el cálculo de los parámetros característicos medios. Dichos cálculos se han realizado en el anexo 1, apartado 6. Con los datos obtenidos en la ficha 1 y la tabla 2.2 dependiendo de la zona climática, podemos rellenar la ficha 2, que es la de conformidad de demanda energética. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 12 - Así tenemos: ZONA CLIMÁTICA D3 Zona baja carga interna Zona alta carga interna X Cerramientos y particiones interiore de envolvente térmica Umax(proy) Umax Muros de fachada UM12=0,775 0,86 1ºmetro perímetro suelo apoyado/muro contacto terreno No hay 0,86 Particiones interiores contacto espacios no habitables No hay 0,86 Suelos US25=0,617 0,64 Cubiertas UC1=0,437 0,49 Vidrios de hueco y lucernarios UHV=2,947 3,50 Marcos de hueco y lucernarios UHM=2,890 3,50 Medianerías UM13=0,562 1,00 Particiones interiores (edificios de viviendas) No hay 1,20 MUROS DE FACHADA UMm UMlim Norte 0,539 <=0,66 Este 0,775 Oeste 0,772 Sur 0,562 Sureste -------- Suroeste -------- HUECOS Y LUCERNARIOS UHm UHlim FHm FHlim Norte Este Oeste 2,945 <= 3,5 0,405 <= -------- Sur Sureste Suroeste CERR. C TERRENO SUELOS CUBIERTAS LUCERNARIOS UTm UMlim UTm UMlim UTm UMlim UTm UMlim 0,551 <= 0,49 0,432 <= 0,38 Observamos los datos y vemos que aunque hemos cumplido con los valores límite máximos, al calcular los valores medios, estos no cumplen, por lo que habrá que volver a ampliar aislamientos tanto en fachadas, suelos y cubierta, rehacer los cálculos y volver a comprobar si cumplen con las limitaciones impuestas. Los aislamientos aumentados son: Cubierta-C1-Aumentamos el espesor del aislamiento de 60mm a 80mm en poliestireno extrusionado. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 13 - Fachada principal (M11) y fachada posterior (M12), aumentamos de 20mm a 30mm en poliestireno extrusionado. Suelo zona social (S21) y suelo zona servicios y vitrina (S22), aumentamos el espesor de 20mm a 30 mm de poliestireno expandido. Suelo zona exposición pasos (S23) y suelo zona exposición canales (S25), aumentamos el espesor de 20mm a 30 mm de poliestireno extrusionado. Con estos nuevos datos de aislamiento, volveremos a calcular las transmitancias térmicas y los valores medios de los parámetros, ficha1. Estos datos han sido calculados en el anexo 1, apartado 7. Los valores nuevos obtenidos nos permiten rellenar la ficha 2 y comprobar los valores límite de nuevo. Los datos obtenidos son: MUROS DE FACHADA UMm UMlim Norte 0,539 <=0,66 Este 0,627 Oeste 0,625 Sur 0,562 Sureste -------- Suroeste -------- HUECOS Y LUCERNARIOS UHm UHlim FHm FHlim Norte Este Oeste 2,945 <= 3,5 0,405 <= -------- Sur Sureste Suroeste CERR. C TERRENO SUELOS CUBIERTAS LUCERNARIOS UTm UMlim UTm UMlim UTm UMlim UTm UMlim 0,484 <= 0,49 0,344 <= 0,38 Observamos como todos los valores cumplen, por lo que podemos decir que nuestro proyecto, con las mejoras introducidas en aislamiento, cumple con la limitación de la demanda energética. Para cualquier cálculo posterior, los datos de materiales que conforman cerramientos y particiones interiores de la envolvente térmica de nuestro proyecto, serán los introducidos en la última hoja de mejoras. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 14 - 3.8. LIMITACIÓN DE LAS CONDENSACIONES Por ser el recinto que nos ocupa un poco “especial”, existir en su interior gran cantidad de plantas y canales de agua que ocupan gran superficie, que pueden generar bastante humedad, calcularemos de forma explicita la limitación de las condensaciones. 3.8.1.CONDICIONES PARA EL CÁLCULO DE CONDENSACIONES a)Condiciones exteriores Los datos medios para el mes de Enero, para Zaragoza, según la tabla G.2. (CTE-Documento Básico HE Ahorro de Energía) son: LOCALIDAD MES Tmed HRmed Zaragoza Enero 6,2 ºC 76% b)Condiciones interiores Para las condensaciones superficiales, la condición de temperatura será de 20ªC y la humedad relativa, se mantendrá constante con un sistema de climatización al 55%+0,05% (margen de seguridad). CONDENSACIONES SUPERFICIALES LOCALIDAD MES Tint HRint Zaragoza Enero 20 ºC 55,05% Para las condensaciones intersticiales, la condición de temperatura será de 20ªC y la humedad relativa, dependerá de la higometría del espacio, aunque se podrá poner constante con algún sistema de climatización al 55%+0,05% (margen de seguridad). CONDENSACIONES INTERSTICIALES LOCALIDAD MES Tint HRint Zaragoza Enero 20 ºC 55,05% 3.8.2.COMPROBACIÓN DE LAS CONDENSACIONES a)Condensaciones superficiales Las condenaciones superficiales en los cerramientos que componen la envolvente térmica se limitan de manera que se evite la formación de mohos en su superficie interior. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 15 - Su comprobación se basa en la comparación del factor de temperatura de la superficie interior fRsi y el factor de temperatura de la superficie interior mínimo fRsi, min , para las condiciones interiores y exteriores del mes de enero. Siempre que fRsi sea mayor que fRsi, min no se producirán condensaciones superficiales. El cálculo y los valores obtenidos de fRsi para cada una de los cerramientos y el fRsi, min según las condiciones de cálculo, puede verse en el anexo 1, apartado 8. b)Condensaciones intersticiales Las condensaciones intersticiales que se produzcan en los cerramientos que componen la envolvente térmica serán tales que no produzcan una merma significativa en sus prestaciones térmicas o supongan un riesgo de degradación o pérdida de su vida útil. El procedimiento de comprobación se basa en la comparación entre la presión de vapor y la presión de vapor de saturación que existe en cada punto intermedio de un cerramiento formado por diferentes capas, para las condiciones interiores y exteriores del mes de enero. Siempre que Pn (Presión de vapor superficial en cada capa) sea menor que Psat,n (Presión de vapor de saturación), no se producirán condensaciones intersticiales. El cálculo y los valores obtenidos de Pn y Psat,n , para cada una de las capas que conforman cada cerramientos según las condiciones de cálculo, puede verse en el anexo 1, apartado 9. Con los datos obtenidos, de las condensaciones superficiales e intersticiales, rellenamos la ficha 3 de conformidad con las condensaciones: CERRAMIENTOS, PARTICIONES INTERIORES, PUENTES TERMICOS C.superficiales C. intersticiales TIPOS fRsi >=fRsmin Pn< Psat,n Capa 1 Capa 2 Capa 3 Capa 4 Capa 5 Capa 6 Capa 7 Cubierta fRsi 0,91 Psat,n Exento Plana (c1) fRsmin 0,57 Pn Cubierta fRsi 0,92 Psat,n Exento Plana(c2) fRsmin 0,57 Pn Fachada fRsi 0,84 Psat,n 989,71 1043,83 1754,62 2086,16 2098,63 2179,50 Pral(M11) fRsmin 0,57 Pn 766,24 773,41 902,39 1246,36 1267,86 1286,49 Fachada fRsi 0,84 Psat,n 987,47 1041,61 1753,33 2085,56 2098,06 2179,12 Post(m12) fRsmin 0,57 Pn 831,61 837,87 950,65 1251,40 1270,20 1286,49 Medianera fRsi 0,86 Psat,n 1054,19 1444,16 1452,28 1563,06 1571,76 2121,73 2195,00 (m13) fRsmin 0,57 Pn 795,36 903,30 930,29 1128,18 1155,16 1263,10 1286,49 Medianera fRsi 0,91 Psat,n Exento (m21) fRsmin 0,57 Pn Techo (S3) fRsi 0,86 Psat,n 985,04 1071,57 1142,58 1146,74 2154,45 Acceso fRsmin 0,57 Pn 744,48 745,36 1274,08 1278,48 1286,49 Suelo(S21) fRsi 0,89 Psat,n 1152,68 1978,93 1985,46 2159,96 Social fRsmin 0,57 Pn 1151,88 1256,50 1258,28 1286,49 Suelo(S22) fRsi 0,88 Psat,n 1172,48 2105,04 2112,95 2144,95 Servicios fRsmin 0,57 Pn 1166,82 1273,99 1275,77 1286,49 Suelo(S23) fRsi 0,88 Psat,n 1141,19 1145,01 2002,42 2074,94 2168,82 Exp pasos fRsmin 0,57 Pn 1094,13 1095,62 1226,33 1227,08 1286,49 PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 16 - Observamos que se pueden dar condensaciones intersticiales en el forjado de hormigón armado y en el mortero de cemento de la capa correspondiente al techo de las puertas de acceso, para evitarlo pondremos una barrera de vapor de agua hacia el interior. Lo conseguimos cambiando el Pladur Bel, que es lana de vidrio de 75kg/m2 con pladur normal por lana de vidrio de las misma densidad con una placa de pladur BV de 13mm, que incorpora una lámina especial de alta resistencia a la difusión de vapor, sin modificar las conductividades y resistencias térmicas de la capa. Las demás capas que no han sido tratadas, es o porque contienen algún elemento que hace de barrera al vapor, como es el caso de las cubiertas, o porque si se produjesen condensaciones, no tendrían importancia, por ejemplo los suelos de los canales o los jardines. 3.9. PERMEABILIDAD DEL AIRE Las carpinterías de los huecos se caracterizan por su permeabilidad al aire. La permeabilidad de las carpinterías que limitan espacios habitables con el ambiente exterior, se limita en función del clima de la localidad donde se ubiquen, es decir en función de la zona climática. La permeabilidad de la carpintería, medida con una sobrepresión de 100 Pa, tendrá que ser inferior a: 27 m3/h m2 para la Zona climática D, es decir clase 2 o superior El fabricante de la carpintería nos asegura que la carpintería es de clase 2. 3.10. CALCULO DE TRANSMITANCIAS PARA PAREDES Y TECHOS INTERIORES QUE NO FORMAN PARTE DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA En este apartado vamos a calcular las transmitancias de los cerramientos que no conforman la envolvente térmica, pero que son necesarios para posteriormente calcular las hojas de carga térmica. En el anexo 1, en su apartado 10, se presentan las definiciones de estos cerramientos y los materiales con los que están formados según memoria de Ejecución del Arquitecto, así como los cálculos de las transmitancias mediante hoja excel. Los datos obtenidos para paredes y techos interiores son: PAREDES INTERIORES UPIsse=UPIsee=0,333 / UPIsem=UPIsv=UPIev=0,311 / UPIsep=0,315 TECHOS INTERIORES UTIs=0,238 (Son todos menores que el valor 1,20 que pide el CTE, si pertenecieran a la envolvente térmica) PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 17 - Los datos obtenidos para puertas y vidrio de cristalera son: PUERTAS MADERA UHm=2,20 MÁMPARA MADERA UPm=2,20 PUERTA METALICA UHme=5,70 CRISTAL VITRINA UHv=2,68 4. VENTILACIÓN DEL RECINTO EXPOSITIVO Todos los edificios o locales deben cumplir una exigencia de calidad del aire interior. Es un aporte de aire exterior suficiente para evitar las concentraciones de olores y/o humos, así como para garantizar las aportaciones de oxígeno. El caudal mínimo de ventilación viene marcado por el Rite en su IT-1.1.4.2 , donde dependiendo del uso del edificio o recinto nos marca unos caudales mínimos. Aplicado a cada zona de nuestro recinto tenemos: 1. Zona Exposición Tipo local => Sala de Exposición => Calidad de aire IDA 2 a) Caudal mínimo por ocupación La ocupación máxima de esta zona sabiendo que es local de pública concurrencia, de zona de uso público en museos, galerías de arte, ferias y exposiciones es de 2 m2/ persona. La superficie del recinto donde pueden estar personas es de 175,89 m2 La ocupación máxima de la sala es de 88 personas Según la tabla 1.4.2.1. del Rite, el caudal mínimo por persona para IDA 2 es de 12,5 dm3/h Por lo tanto, el caudal mínimo por este método será de: Caudal mínimo =12,5*88=1.100 dm3/s=3.960 m3/h Este caudal mínimo en esta zona, lo vamos a ampliar en un 25% más, por varias razones, aunque suponga un incremento de consumo de energía, puesto que ese aire que añadimos habrá que enfriarlo o calentarlo antes de introducirlo al local. Las razones por las que aumentamos el caudal de ventilación, es por que estamos en un local con una densidad de plantas muy alta, con ausencia de radiación solar directa, que aunque dispone de alumbrado artificial ultravioleta y germicida suficiente para que las plantas realicen la fotosíntesis sin ningún problema, no sabemos si alguna vez fallará y las plantas realizaran el ciclo contrario a la fotosíntesis, generando CO2. Por este motivo también se incluye una sonda de CO2 en ambiente que nos alertará si este proceso está ocurriendo. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 18 - También aumentamos el caudal de ventilación exterior, para utilizarlo para secar de humedad el ambiente interior en algunas circunstancias y para enfriar o calentar el ambiente interior en otras, como veremos más adelante. Por lo tanto el caudal exterior para la zona de Exposición será: Caudal exposición = 5.000 m3/h 2. Zona Social Tipo local => Salón de actos =>IDA 3 a) Caudal mínimo por ocupación La ocupación máxima de esta zona sabiendo que es local de pública concurrencia, de zona de uso público para sala de reuniones es de 2 m2/ persona. La superficie del recinto donde pueden estar personas es de 82,24 m2 La ocupación máxima de la sala es de 41 personas Según la tabla 1.4.2.1. del Rite, el caudal mínimo por persona para IDA 3 es de 8,0 dm3/h Por lo tanto, el caudal mínimo por este método será de: Caudal mínimo =8*41=328 dm3/s=1.180,80 m3/h El real que vamos a utilizar para esta zona es de 1.000 m3/h, justificando que es muy improbable que se de una ocupación máxima en esta zona de esos números. También podemos justificar que como veremos más adelante, el climatizador de esta zona es compartido con la zona de servicios y virina, y su aportación de aire es mayor. Por lo tanto el caudal exterior para la zona de Social será: Caudal Social = 1.000 m3/h 3. Zona Servicios Tipo local => Office y salas de control => IDA 3 a) Caudal mínimo por ocupación La ocupación máxima de esta zona sabiendo que es local de pública concurrencia, de zona de uso servicios es de 10 m2/ persona. La superficie del recinto donde pueden estar personas es de 21,36 m2 La ocupación máxima de la sala es de 2 personas PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 19 - Según la tabla 1.4.2.1. del Rite, el caudal mínimo por persona para IDA 3 es de 8,0 dm3/h Por lo tanto, el caudal mínimo por este método será de: Caudal mínimo =8*2=16 dm3/s = 57,6 m3/h El real que vamos a utilizar para esta zona es mayor, porque tanto en la sala de control como en el Office en algunas circunstancias, puede darse una ocupación mayor. Por lo tanto el caudal exterior para la zona de Social será: Caudal Servicios = 400 m3/h 4. Zona Vitrina Es una zona que no tiene personas en su interior, pero por las características de las obras de arte precisan de ventilación. Su aportación para esta zona será: Caudal Vitrina = 100 m3/h 5. BALANCE TÉRMICO Y ESTUDIO DE VERANO/INVIERNO 5.1. CONDICIONES EXTERIORES Las condiciones exteriores para la realización del cálculo de las cargas térmicas, vienen determinadas por la situación geográfica del local a climatizar y no son las mismas, como es evidente, para verano que para invierno. Tomando como referencia la norma UNE 100-001-2001, donde se establece las condiciones termohigrométricas exteriores para las distintas localidades de la geografía española, obtenemos los siguientes datos para la ciudad de Zaragoza: CONDICIONES VERANO Percentil 2,5% Temperatura seca 33,9ºC Temperatura húmeda 22,8 ºC Oscilación media diaria 13,1 ºC PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 26 - Por lo que tendremos un total de plantas de 28.272, que es una población importante. Para calcular, el calor sensible que desprende una planta, no existe mucha bibliografía, ya que los invernaderos no se climatizan. Existen referencias a ello en el cálculo de frío industrial, en el apartado de cámaras de conservación. Para nuestro caso una buena aproximación, será considerar la aportación de 2,2 Kcal/h por Kg de planta. Calculamos los Kg de plantas que tenemos, -Jardines horizontales El peso medio de las plantas que forman los jardines horizontales, sin contar tiesto, ni tierra, es de 250 gr. Por lo tanto, Peso total plantas horizontales = 5.741 * 250 gr = 1435250 gr = 1.435,25 Kg -Jardines verticales El peso medio de las plantas que forman los jardines horizontales, sin contar tiesto, ni tierra, es de 200 gr., son mas pequeñas que las horizontales. Por lo tanto, Peso total plantas horizontales = 22.532 * 200 gr = 4506400 gr = 4.506,40 Kg Por lo tanto, el peso total de plantas es de 5.941,65 kg Por lo tanto el calor sensible considerado en la hoja de cálculo será de: Qsp = 2,2 Kcal/h Kg * 5.942 kg =13.072,40 Kcal/h Como vemos esta aportación de calor es importante, como para no tenerse que tener en cuenta. 5.3.3.CALOR LATENTE Las cargas térmicas por calor latente vendrán dadas por, por el aporte de humedad de las infiltraciones y la ventilación del local y por las aportaciones de calor latente internas al local. En el anexo 2, es su apartado 1.2, viene detallado como debe calcularse estas aportaciones de calor latente. Las aportaciones de calor latente generadas por ventilación (infiltración, como ya hemos comentado anteriormente no existe porque sobrepresionamos el local) y por aportaciones internas por ocupación humana y aparatos eléctricos internos a local que produzcan calor latente (fregaplatos, nevera y bombas de recirculación de agua), son los normales a cualquier hoja de calculo de un sistema de climatización para verano. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 27 - Pero, para nuestro proyecto, existen dos puntos, de aportación de calor latente que no son habituales en los estudios de climatización y que comentamos a continuación, que son las aportaciones de calor latente por la ocupación de seres vivos plantas y el calor latente por evaporación de la lámina superficial de los canales de agua. -Calor latente por plantas Como hemos comentado anteriormente, en el calor sensible por aportación de plantas, las plantas respiran con o sin luz. La reacción de respiración, como hemos indicado se corresponde, con: Azúcares + oxígeno => anhídrido carbónico + agua + energía liberada En este proceso de respiración, las plantas transpiran, evaporando el agua y aportándolo al interior del local. Al igual que en el caso de calor latente, para contabilizar este calor aportado al ambiente, se realiza por Kg de planta. El valor utilizado en los cálculos es de 1,8 kca/h Kg. Sabiendo que tenemos un total de 5.942 kg, el calor sensible aportado por las plantas será de: Qsp = 1,8 Kcal/h Kg * 5.942 kg =10.695,60 Kcal/h Al igual que ocurría en el apartado de calor sensible, esta aportación de calor es muy importante. -Calor latente por evaporación de agua en los canales El agua de la superficie de los canales se evapora por efecto del aire que existe en el ambiente. La evaporación de esta lámina de agua será tanto mayor cuando más turbulenta sea la interacción y cuanto mayor sea la velocidad del aire sobre la superficie del agua. Para nuestro caso, consideraremos que la interacción no es turbulenta, ya que los canales poseen un leve movimiento de agua que no produce turbulencia, y la única posible se daría en la bomba de recirculación que es muy pequeña. La velocidad del aire sobre la lámina también será pequeña, ya que evitaremos que el aire de impulsión saliente de las toberas incida sobre los canales. Además se impulsa desde una altura de 8,20 metros, con lo cual la velocidad en el suelo, será muy pequeña. Para el cálculo de la masa evaporada de agua, existen muchas fórmulas que dan resultados muy dispares. Vamos a utilizar la fórmula de Bernier, muy utilizada en el cálculo de piscinas climatizadas. La fórmula de Bernier para agua sin agitación viene dada por: Me= S*16*(We-Ga*Was), donde, PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 28 - Me es la masa de agua evaporada en Kg/h S es la superficie de la lámina del agua en contacto con el aire ambiente en m2 We es la humedad absoluta del aire saturado a la temperatura del agua Ga es el grado de saturación (Humedad relativa del ambiente) en tanto por 1 Was es la humedad absoluta del aire saturado a la temperatura del aire Aplicamos la fórmula a nuestro caso. Vamos a considerar que estamos en régimen estacionario, y que el agua ha tomado la temperatura del aire, cuya consigna es 26ºC, por lo que ambos estarán a 26ºC. La superficie total de los canales de de 104,19 m2 La humedad absoluta de aire saturado a temperatura del agua (26ºC) y la de aire saturado a temperatura del agua (26ºC) será la misma e igual a 0,0213 Kg agua/kg aire La humedad relativa de consigna es del 55% (consigna interior) Por lo tanto el caudal de agua evaporada vendrá dado por: Me=104,19*16*(0,0213-0.55*0,0213)=15,97 Kg/h Para saber el calor latente que supone esta masa de aire evaporada, se realiza mediante, Qevap = Me g/h*Cv (26ºC) Cv es el calor de vaporización del agua a 26ªC que se corresponde con 0,6 (Kcal/h)h/g Por lo que tendremos, Qevap = Me g/h*Cv (26ºC) = 15,97 * 0,6 = 9.582 Kcal/h Por lo tanto, vemos que también es un aporte importante de calor latente. La masa de agua que se evapora del canal, hay que reponerla, si no queremos que el canal se quede seco. La reposición del agua, debería ser recalentada de red hasta los 26ºC, para no enfriar toda la masa de agua existente y no perder más calor. En nuestro caso será así, y el agua de reposición vendrá calentada a 26ªC, por lo que no consideraremos aportaciones de calor para calentamiento de canal. Para evitar estas pérdidas de calor por evaporación, una tarea de mantenimiento importante sería la de tapar la superficie de los canales con mantas térmicas , que no dejen evaporarse el agua, durante las horas y días de no aperturas al público. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 29 - 5.3.4.DATOS OBTENIDOS PARA REFRIGERACIÓN La carga térmica de refrigeración se realiza mediante las hojas de cálculo donde están representados todos los balances de energía existentes, explicados detalladamente en el anexo 2. Por otro lado, es importante observar que los diferentes componentes que forman la carga térmica total varían a lo largo de las 24 horas del día, por lo que será necesario calcular para una misma zona, distintas hojas de carga térmica en las horas más problemáticas, para luego compararlas y tomar la más desfavorable. También, es importante ver que las cargas máximas de zonas que van a ser climatizadas con el mismo equipo, no tienen porque coincidir en el tiempo, por lo que se puede aplicar un coeficiente de simultaneidad. Las hojas de cálculo térmico para refrigeración aparecen en el anexo 2, en su apartado 1.4, calculadas para las distintas zonas. Los resultados obtenidos por zonas son: a) Zona Exposición La carga de refrigeración obtenida la representamos en la siguiente tabla: SUPERFICIE m2 C. SENSIBLE Kcal/h C. LATENTE Kcal/h *C.TOTAL (Kcal/h) C.TOTAL (kW) C.TOTAL (W/M2) 433,23 48.989,22 31.589,60 84.067,76 97,75 225,64 * En el total de calor está contabilizadas las aportaciones del 5% que hemos tomado como margen de seguridad La primera conclusión que vemos es que nos salimos de los ratios normales de 100 W/m2, porque como bien hemos visto la zona de exposición es un recinto con unas características “no normales”, donde las plantas y los canales le dan el carácter especial. También observamos, que el calor latente es importante, de hecho es casi el 40% del calor total, debido a la evaporación que se produce en los canales. Este hecho es importante para la refrigeración, pero lo será mucho más para calefacción, como veremos. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 30 - Si observamos las pérdidas de calor, según donde se producen, obtenemos la siguiente tabla: Tipo de Pérdida Calor Total (Kcal/h) Calor Total (KW) % Rad. Vidrios 5.601,90 6,51 6,95 Rad y trans 3.746,16 4,36 4,65 Ocupación 9.944,00 11,56 12,34 Plantas 23.768,00 27,64 29,50 Iluminación 8.011,76 9,32 9,94 Aparatos div. 2.350,00 2,73 2,92 Canales 9.582,00 11,14 11,89 Ventilación 17.575,00 20,43 21,81 Observando la tabla, nos damos cuenta que las aportaciones más importantes son la ventilación (como siempre ocurre) y las plantas, ya que su densidad es elevada. Los rangos de ocupación (15% al 25%), de iluminación (10%-20%) y aparatos diversos (5% al 10%), se cumplen en sus rangos mínimos. Para compensar estos rangos mínimos, aparece la carga latente de los canales, por evaporación de su agua con un aporte de calor que ronda el 12%. Como curiosidad de la hoja de carga de frío para esta zona, decir que en transmisión de calor aparecen flujos negativos, que son aportes de frío, pertenecientes a la pared y vidrio de comunicación con la vitrina, ya que estas estarán funcionando las 24 horas, pero a distinta consigna de temperatura, estando más fría a 23ºC la vitrina. Por otro lado, se pensó que cuando se regaran las plantas, aparecerían nuevas cargas (se genera calor latente) y podría ser una situación más desfavorable que la considerada. Pero se desestimó por las siguientes consideraciones: 1. El sistema de riego es por goteo, es decir, por gota directamente a la zona donde la planta tiene la raíz, lo que evita encharcamientos de la tierra, no generándose playas, que puedan evaporar agua y evaporaciones directas, como puede ser el riego por aspersión. 2. Se realiza por la noche y en horas de no ocupación, por lo que tenemos el margen del calor latente de ocupación, para utilizarlo en esta etapa (5.192 Kcal/h) 3. El control de temperatura, en esta franja no es tan importante, ya que no hay ocupación (confort de personas) 4. Si se dispara momentáneamente la humedad relativa, tampoco es importante, porque no hay ocupación (confort de personas), excepto por las condensaciones en la vitrina, que siempre van a estar controladas. Un aumento de la humedad relativa al 80%, manteniendo la temperatura a 26ªC, supone una temperatura de rocío de 22ªC, muy cerca a la de la vitrina que es 23ºC, lo que nos supondría una alerta y subir rápidamente la temperatura de la vitrina. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 31 - (Esto lo veremos en el apartado de control. Nunca se dejará que los límites se acerquen tanto. Por otro lado, siempre estamos a tiempo de que alguien de mantenimiento limpie el cristal, antes de la apertura al público) Después de este paréntesis, indicar que la hoja más desfavorable para frío, de esta zona es la adjunta. b) Zona Social La carga de refrigeración obtenida para esta zona es: SUPERFICIE m2 C. SENSIBLE Kcal/h C. LATENTE Kcal/h *C.TOTAL (Kcal/h) C.TOTAL (kW) C.TOTAL (W/M2) 82,24 5.704,50 3.811,00 9.991,28 11,62 121,50 * En el total de calor está contabilizadas las aportaciones del 5% que hemos tomado como margen de seguridad Para este caso estamos dentro de los ratios normales de 100 W/m2. Es un poco superior, porque la ocupación es alta, tenemos 41 personas en 82, 24 m2. Para este caso, el calor latente también es del 40% del calor total, debido a esa ocupación de personas alta. Las pérdidas de calor, según donde se producen, vienen dadas por la siguiente tabla: Tipo de Pérdida Calor Total (Kcal/h) Calor Total (KW) % Rad. Vidrios 0 0 0,00 Rad y trans 301,10 0,35 3,16 Ocupación 3.649,00 4,24 38,35 Plantas 0 0 0,00 Iluminación 326,4 0,38 3,43 Aparatos div. 282,00 2,73 2,96 Canales 0 0 0,00 Ventilación 4.957,00 5,76 52,09 Observando la tabla, nos damos cuenta que las aportaciones más importantes son la ventilación (como siempre ocurre) y las ocupación, que como hemos comentado en el apartado anterior, se sale un poco de lo normal. El rango de iluminación y aparatos diversos, es pequeño y ronda el 5%. Como curiosidad, indicar que igual que pasaba en la zona de exposición, aquí también aparecen flujos de calor con signo menos, es decir aportaciones de frío, ya que la vitrina estará funcionado 24 horas a 23ºC, lo que significa que esta perderá frío hacia la pared de la zona social. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 32 - Hacemos notar, que en esta zona también se han realizado las hojas de cálculo de frío por separado, de las tres zonas que la conforman, recepción, estar y sala de juntas, para saber como sería la distribución en caso de que una zona se utilizase y las otras no. Los resultados son: ZONA SUPERFICIE m2 C. SENSIBLE Kcal/h C. LATENTE Kcal/h *C.TOTAL (Kcal/h) C.TOTAL (kW) C.TOTAL (W/M2) Recepción 22,44 1.733,85 1.026,52 2.898,39 3,37 129,16 Estar 33,03 2.899,60 1.852,36 4.989,56 5,80 151,06 Sala 26,77 1.639,68 932,12 2.700,39 3,14 100,87 * En el total de calor está contabilizadas las aportaciones del 5% que hemos tomado como margen de seguridad Estos datos nos dan idea como se distribuyen las cargas térmicas dependiendo de la zona, indicándonos, como es lógico, que la zona de mas ocupación, será la que demandará más frío. Si hacemos la suma de las tres partes, no nos da el total realizado por la hoja de cálculo única, ya que existen pérdidas por las mamparas hacia la otra estancia sin climatizar, no contabilizadas en la hoja total. Hoja única Suma de 3 hojas Diferencia 9.991,28 2.898,39 4.989,56 2.700,39 10.588,34 597,06 (5,6%) c) Zona Servicios La carga de refrigeración obtenida para esta zona es: SUPERFICIE m2 C. SENSIBLE Kcal/h C. LATENTE Kcal/h *C.TOTAL (Kcal/h) C.TOTAL (kW) C.TOTAL (W/M2) 21,36 2.910,94 1.268,00 4.387,89 5,10 238,87 * En el total de calor está contabilizadas las aportaciones del 5% que hemos tomado como margen de seguridad En este caso, también sobrepasamos los ratios normales de 100 W/m2. En las zonas servicios, como ya veremos se debe a las aportaciones de los equipos situados en el cuarto de control y a los electrodomésticos de la zona Offece. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 33 - El calor latente, supondrá el 30% del calor total, cantidad que es la habitual, para casos donde no exista gran ocupación. Las pérdidas de calor, según donde se producen, vienen dadas por la siguiente tabla: Tipo de Pérdida Calor Total (Kcal/h) Calor Total (KW) % Rad. Vidrios 0 0 0,00 Rad y trans 275,04 0,32 6,58 Ocupación 226,00 0,26 5,41 Plantas 0 0 0,00 Iluminación 258,00 0,30 6,17 Aparatos div. 1.437,50 1,67 34,40 Canales 0 0 0,00 Ventilación 1.982,40 2,31 47,44 Observando la tabla, nos damos cuenta que las aportaciones más importantes son la ventilación (como siempre ocurre) y en este caso por aportaciones de aparatos diversos, ya que tenemos el cuarto de control, donde están los aparatos de control, que desprenden mucho calor y el office, donde se ubican algunos electrodomésticos que también aportan calor. El rango de iluminación y la ocupación en este caso es bajo, rondando el 5%. Al igual que en la zona Social, en esta zona hemos realizado las hojas de cálculo de frío por separado, de las dos zonas que se climatizan que la conforman, zona de control y office, para saber como sería la distribución en caso de que una zona se utilizase y la otra no. Los resultados son: ZONA SUPERFICIE m2 C. SENSIBLE Kcal/h C. LATENTE Kcal/h *C.TOTAL (Kcal/h) C.TOTAL (kW) C.TOTAL (W/M2) S Control 7,43 1.507,09 534,20 2.143,35 2,49 288,47 Office 6,34 1.147,95 734,20 1.976,26 2,30 311,71 * En el total de calor está contabilizadas las aportaciones del 5% que hemos tomado como margen de seguridad De nuevo, mediante estos datos podemos saber la distribución de las cargas térmicas dependiendo de la zona, indicándonos, como es lógico, que la zona más grande necesitará más aporte de energía para refrigerar. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 34 - Si hacemos la suma de las dos partes obtenemos: Hoja única Suma de 2 hojas Diferencia 4.387,89 2.143,35 1.976,26 4.119,61 -268,28 (6,1%) En este caso, la suma de las partes sale menor, que el total, porque no hemos considerado la superficie del vertedero y del pasillo, que están levemente climatizadas. d) Zona Vitrina Esta zona, la podemos considerar como un caso especial, ya que está exenta de muchas aportaciones normales que aparecen en la hojas de frío. Vemos y analizamos los datos: SUPERFICIE m2 C. SENSIBLE Kcal/h C. LATENTE Kcal/h *C.TOTAL (Kcal/h) C.TOTAL (kW) C.TOTAL (W/M2) 10,63 821,26 309,60 1.187,40 1,38 111,70 * En el total de calor está contabilizadas las aportaciones del 5% que hemos tomado como margen de seguridad Aunque sea un caso especial, cumplimos el ratio normal de 100 W/m2. El calor latente, supondrá el 27,38% del calor total, cantidad que es la habitual, para casos donde no exista gran ocupación. Las pérdidas de calor, según donde se producen, vienen dadas por la siguiente tabla: Tipo de Pérdida Calor Total (Kcal/h) Calor Total (KW) % Rad. Vidrios 0 0 0,00 Rad y trans 371,00 0,43 32,81 Ocupación 0 0 0,00 Plantas 0 0 0,00 Iluminación 134,16 0,16 11,86 Aparatos div. 0 0 0,00 Canales 0 0 0,00 Ventilación 625,70 0,73 55,33 PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 35 - Observando los valores de la tabla, nos damos cuenta que la ventilación es la máxima pérdida de calor y que luego le sigue la transmisión a través de las paredes a la zona social y ala zona exposición y sobre todo, a través del cristal a la zona exposición. Por otro lado, el rango de iluminación se mantiene en los ratios normales de casi el 12%. 5.3.5.RESUMEN DE CARGAS PARA REFRIGERACIÓN Las cargas máximas totales de refrigeración serán: ZONA SUPERFICIE m2 *C.TOTAL (Kcal/h) C.TOTAL (kW) C.TOTAL (W/M2) EXPOSICIÓN 433,23 84.067,76 97,75 225,64 SOCIAL 82,24 9.991,28 11,62 121,50 SERVICIOS 21,36 4.387,89 5,10 238,87 VITRINA 10,63 1.187,40 1,38 111,70 TOTAL 547,46 99.634,33 115,85 5.4. MÉTODO DE CARGAS TÉRMICAS PARA CALEFACCIÓN En este apartado calcularemos las estimaciones de carga térmica para Invierno. En una primera instancia, vamos a tratar las cargas térmicas de calefacción como se realizan habitualmente para los “casos normales” y luego aplicaremos las peculiaridades que tenemos en cada zona y que tendremos que tener en cuenta. Desde un punto de vista general, el cálculo térmico de Invierno de una instalación de climatización funcionando en calefacción, consiste en determinar: -Las pérdidas o ganancias térmicas de calor sensible a través de los cerramientos con el exterior o con zonas no climatizadas -Las pérdidas de calor sensible por infiltración y/o ventilación del local. -Las aportaciones de calor sensible que se puedan dar en el interior del local (iluminación, ocupación, aparatos interiores al local) Una vez determinadas las hojas de carga con estos puntos, trataremos de forma independiente cada zona, determinando en cada una de ellas sus peculiaridades. 5.4.1.CONDICIONES DE TRABAJO Al igual que ocurría en refrigeración, en el apartado 3.1 y 3.2, se han definido las condiciones exteriores e interiores de trabajo para Invierno (calefacción), PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 42 - Pero las condiciones del aire exterior son muy favorables en este caso para secar. Buscamos unas condiciones menos óptimas (fuente AEMET), que se pueden dar en condiciones de Invierno. Mes de Marzo, T ext seca =10,9ºC y H relativa =60%=> H absoluta=4,9 Gr vapor/Kg aire seco Calor latente que podemos extraer = (4,9-8,8)*5000*1.2*0,6=-14.040,00 kcal/h En este caso, la diferencia ya no es tan pequeña y la cantidad de aire a introducir será de 4.070,37 m3/h, prácticamente el doble del que teníamos. Pensando en ahorro energético, sabiendo que el aire exterior, como hemos visto anteriormente, es uno de los que más aportes energéticos conlleva, ya que debemos calentarlo hasta las condiciones interiores, además que hará que el equipo a utilizar sea más grande, lo que supone mas consumos eléctricos y espacio de sus componentes, buscaremos otra forma de deshumectar. La forma mas común y la que vamos a utilizar, será utilizando una batería de frío, de esta forma el aire experimenta un enfriamiento sensible que disminuye la temperatura y un enfriamiento latente con pérdida de humedad por haber alcanzado la temperatura de rocío. Una vez que tenemos el aire que ha perdido la humedad deseada, lo tendremos que calentar para devolverlo a las condiciones iniciales (de retorno) y después volverlo a calentar para vencer las pérdidas propias del recinto. Estos cálculos se verán más adelante en el diseño de la instalación de climatización. b) Zona de Social Es una zona de gran ocupación para la superficie que tiene, 41 personas en sus 82,24 m2. Puede darse la circunstancia de que se demande frío, en época de Invierno. Buscamos el caso más desfavorable (fuente AEMET) Mes de Abril Tª seca= 13ºC y H rel=58% Hoja de calculo = (Qtr+Qv) =274,37+(21-13)*1000*0,29=2.594,37 Kcal/h (se necesitan para llegar a los21ºC) La ocupación máxima, junto con el alumbrado y aparatos dan =2.822,40 Kcal/h Por lo que el calor que genera toda la ocupación, junto con la iluminación y aparatos es superior al que necesitamos, lo que significa que ese calor sensible comenzará a subir la temperatura, irremediablemente si no aportamos frío. La solución que tomaremos cuando esto ocurra será introducir aire exterior, en cámara, lo llamado free-cooling c)Zona social Puede ocurrir algo parecido al apartado anterior, pero con los aparatos que disipan calor. Para el mes de Abril, con Tª seca= 13ºC y H rel=58% PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 43 - Hoja de cálculo = *(275,04)+(21-13)*500*0,29=1.435,04 Kcal/h Calor sensible por aparatos + ocupación +iluminación=1.603,50 Kcal/h Al igual que en el caso anterior, el calor sensible generado es superior ql que se pierde, por lo que para mantener la temperatura es necesario enfriar. La solución será la misma, que en el caso anterior. c) Zona de vitrina La zona de vitrina en invierno está a 18ºC y todas las zonas que le rodean a 21ºC, lo que significa, que una vez se consiga las temperaturas consigna, las demás zonas le cederán calor, por lo que para estar a 18ªC, siempre necesitará aporte de aire frío, aunque este sea muy pequeño. Se han hecho estas aclaraciones en el tema de calor, porque presentadas las hojas de calefacción, pueden generar ideas equivocadas. Además dichos ajustes, servirán para tomar decisiones importantes sobre los diseños adoptados y no servirán más adelante para calcular el estudio económico. 6. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN El sistema de climatización se diseña, teniendo en cuenta las características de las zonas a climatizar, la actividad a realizar en su interior, sus exigencias ambientales de confortabilidad, seguridad, rendimiento y ahorro energético, y en base a las potencias térmicas demandadas, todo ello explicado en capítulos anteriores. El recinto que nos ocupa, lo hemos dividido en cuatro zonas, subdivididas en función del uso que le damos a la zona (Exposición, Social, Servicios y Vitrina). Pero si atendemos a las exigencias medioambientales de confortabilidad, podemos decir que las cuatro zonas se quedan reducidas a dos, que claramente debemos climatizar independientemente. Vamos a proponer el diseño así, únicamente en dos zonas y si no cumplimos las exigencias, la dividiremos en más. La primera zona, es la que hemos denominado Zona Exposición La característica más importante de esta zona es, que al estar llena de canales da agua y plantas, va a ser una zona que elevará considerablemente el nivel de humedad dentro del local y que tendremos que controlar con el climatizador en Verano y en Invierno, tanto con el diseño de su batería como con el caudal de aire a mover, además de considerar su aporte en calor sensible. Su altura libre es de 8,20 metros, aunque a nivel +6,00 metros dispondremos de un techo de religa que ocultará las instalaciones. La ocupación de personas no será muy elevada, debido al diseño de las pasarelas y plataformas, que sólo permitirán 88 personas de ocupación máxima. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 44 - El nivel de confort será alto y se controlará a través de sonda de temperatura y de humedad, así como dispondrá de una sonda de CO2 de control por el tema de la respiración de las plantas. La segunda zona a tratar, la denominaremos como suma de las tres zonas restantes zona Social + zona Servicios + zona Vitrina Las tres zonas estarán totalmente aisladas de la anterior, por lo que los niveles de humedad no serán tan altos. La altura libre será de 4,5 metros en la zona Social, 2,40 metros en la zona servicios y 6,0 metros en la zona Vitrina, todas ellas dotadas de falsos techos para pasar instalaciones. La ocupación en la zona Social será alta, servicios media y vitrina nula. El nivel de confort será alto en la zona Social, en las demás zonas no es tan importante. La regulación será a través de sonda de temperatura interna a cada zona a climatizar. Es importante señalar, que la vitrina tendrá sobre su cristal una sonda de temperatura en la zona de comunicación con la zona exposición. Esa temperatura estará registrada y controlada en todo momento, para que siempre sea superior a la de rocío de la zona exposición. 6.1. CIRCUITO PRIMARIO Como ya hemos comentado en capítulos anteriores nuestro recinto expositivo está dentro de un complejo formado por más recintos expositivos, todos ellos de características muy distintas, en cuanto a tamaño y distribución, y por lo tanto con necesidades energéticas distintas. El diseño inicial del complejo, lleva consigo una centralización de muchas de las instalaciones. Una de ellas es la producción de frío y calor. Es decir, que el conjunto tiene una Central de frío y calor, que va a generar agua fría y/o agua caliente, en unas condiciones y se encarga de suministrarla y transportarla hasta la entrada de nuestro local. Cada local, tiene que comunicar a la Central cual es la potencia máxima de refrigeración y cual es la potencia máxima en calefacción, y si demanda de ambas en todas las estaciones del año. Para nuestro caso, la demanda máxima calculada es de ZONA SUPERFICIE m2 *C.TOTAL (Kcal/h) C.TOTAL (kW) C.TOTAL (W/M2) VERANO 0 0 0 211,62 INVIERNO 0 0 0 132,93 Además, demandaremos agua caliente en verano, para calentar el agua de red de entrada a los canales, y que esté permanezca constantemente a 26ºC. Y por supuesto demandaremos agua fría en invierno, principalmente para quitar calor latente en la zona exposición. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 45 - Por lo tanto, el agua será calentada y/o enfriada en la central y enviada a unas subestaciones que serán comunitarias a varios recintos, en realidad un intercambiador de placas del cual saldrá el agua impulsada a cada local según la potencia máxima demandada. Las condiciones de entrega del agua son: AGUA IMPULSIÓN ºC RETORNO (ºC) SALTO TÉRMICO FRÍA 7 15,5 8,5 CALIENTE 90 60 30 Contaremos con dos acometidas, una de agua fía y otra de caliente a dos tubos cada una (impulsión y retorno) y se instalaran dos contadores independientes que nos indicarán el consumo de cada una de ellas. 6.2. CIRCUITO SECUNDARIO Denominaremos circuito secundario, a todo el circuito hidráulico que vamos a desarrollar dentro de nuestro local, partiendo de las llaves de corte de fachada. Tendremos dos circuitos secundarios, prácticamente iguales, uno para el circuito que va a las baterías de agua caliente de los climatizadores y otro circuito el que va a las baterías de agua fría de los mismos climatizadores. A partir de este momento definimos uno de los circuitos secundarios, el de agua fría, sabiendo que el otro es prácticamente igual. Dotaremos al circuito secundario, de depósito de expansión y de separador de burbujas y lodos, así como de bomba en el circuito de impulsión. La bomba de impulsión para nuestro circuito secundario, será una bomba de rotor seco capaz de mover el caudal de agua estimado en m3/h, hasta el punto final de circuito. Después, subdividiremos el circuito, para dar servicio a los dos climatizadores, uno el que da servicio a la zona exposición y otro que da servicio a la zona Servicios, Social y Vitrina, conjuntamente. Para controlar el caudal que pasa por cada tubería de entrada después de la subdivisión, se dispondrá de un K-flow, regulador automático de caudal, con cartucho interior de acero inoxidable, que estará calibrado y verificado en fábrica para el caudal nominal deseado (Qn), trabajando dentro de su rango de presión. Estos dispositivos son muy importantes, para aportar a cada batería el caudal que necesita y también lo es, en el caso especial, de que se produzca el cierre de la válvula de control del climatizador grande, lo que supondría un paso del caudal que no va este climatizador por el otro. El K-flow, no lo permite y sólo deja pasar para lo que está regulado. Una vez controlado el caudal de entrada a cada climatizador, se dotará a cada uno de los subcircuitos de válvulas de tres vías proporcionales para el control de cada uno de los climatizadores. Situaremos, purgadores, sondas, termómetros, manómetros diferenciales, manguitos antivibratorios, etc a lo largo del circuito hidráulico secundario, así como llaves de corte, todos ellos conexionados con tubo negro de hierro, del PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 46 - diámetro correspondiente y debidamente aislado con armaflex para interior de espesor según RITE. Se adjunta esquema donde puede verse todo el circuito hidráulico secundario. 6.3. CLIMATIZADORES Como hemos definido anteriormente en la descripción del sistema de instalación adoptado, debido a que tenemos dos zonas independientes a climatizar, tendremos que tener dos climatizadores adecuados a cada una de las zonas. El climatizador de la zona Exposición, ha sido calculado según la carga calorífica estimada (calor latente y calor sensible) y las condiciones interiores demandadas, para Invierno y para Verano. Está dotado de dos baterías independientes, de calor y frío, que pueden estar funcionando perfectamente a la vez. Este caso se dará en invierno, cuando se necesite deshumectar. El caudal que debe mover también es importante, ya que en todos los volúmenes donde exista masa de agua evaporada, es conveniente que no existan masas de aire estancado, que puede enfriarse y producir condensación. Por ello es conveniente que se asegure una tasa de recirculación entre 4 y 8 veces el volumen del recinto. También estará dotado de toma de aire exterior, que será levemente superior a la extracción calculada, para que el local siempre esté sobrepresionado. Se instalará en cuarto de máquinas, sito en el altillo superior de la zona de servicios, tal como puede verse en el plano de la instalación. El climatizador de la zona Social+Servicios+Vitrina, al igual que el anterior, ha sido calculado según la carga calorífica estimada (calor latente y calor sensible) y las condiciones interiores demandadas de las tres zonas, con prioridad absoluta la temperatura de rocío de la vitrina, luego confort en la zona Social y por último la zona Servicios. Este climatizador también estará dotado de 2 baterías, una para calefacción y otra para frío según las potencias demandadas. También tendrá toma de aire exterior, que volverá a ser levemente superior a la extracción calculada. 6.4. DISTRIBUCIÓN DE AIRE Al igual, que los climatizadores son distintos para ambas zonas, la distribución de aire también lo es, debido a los elementos constructivos y ornamentales de cada zona y a las condiciones de confort deseadas. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 47 - 6.4.1 DISTRIBUCIÓN DE AIRE-ZONA EXPOSICIÓN La zona Exposición está dotada de una altura libre total de 8,20 metros. A la altura de 6,00 metros se dispondrá de un falso techo, tipo religa metálica, que servirá para ocultar instalaciones. La distribución de aire proyectada, tiene que ser capaz de lanzar aire hasta el nivel de suelo, soplando desde una altura de 7,00 metros y con la religa interpuesta en su camino. Por eso en el diseño de distribución de aire de esta zona se van a utilizar toberas de largo alcance. Debido a la humedad que se generará en el habitáculo, ya que en él se disponen canales de agua y multitud de plantas a distintas alturas, se necesitará generar corrientes de aire y llegar a cada rincón del habitáculo, para reducir la humedad generada en el local y evitar en lo posible masa de aire estancada que nos produzcan condensaciones. Por eso en el diseño se soplará lateralmente y el retorno se realizará por el centro. En el soplado, se evitará que las venas de aire incidan sobre los canales de agua, para evitar favorecer la evaporación y también se evitará el soplado directo sobre plantas, para que estas no se mueran. Tendremos que soplar sobre las zonas de paso, ya que las personas no permanecen quietas en el recorrido, y la velocidad residual a 1,50 metros del suelo será mínima. Habiendo explicado las anteriores generalidades, diremos que el aire tratado por la unidad climatizadora será enviado a una red de conductos de impulsión realizados en chapa aislada (para evitar condensaciones) de distintas secciones según el caudal a tratar. El aislamiento de la chapa, se realizará con manta IBR-AL en 55 mm con malla de sujeción. La manta IBR-AL es una manta de vidrio, aglomeradas con resinas termoendurecibles pegadas por una de sus caras a papel Kraft de aluminio alquitranado que actúa como soporte y barrera contra el vapor. La conexión entre boca de salida del climatizador y la red de conductos de impulsión estará dotada de lona antivibratoria, que reducirá en lo posible la transmisión de vibración a la red de impulsión. Se han diseñado tres ramales de impulsión principales de sección constante, aunque exista descarga de aire, que recorrerán los extremos del pabellón siempre por encima de la religa que hace de falso techo. Para asegurarnos un caudal constante, en cada uno de estos tres ramales, instalaremos a la entrada de cada uno de ellos, un regulador de caudal, que estará tarado a un caudal nominal. Una vez que tenemos el aire tratado conducido a cada ramal de impulsión, su salida al habitáculo a climatizar, se realizará mediante toberas de largo alcance instaladas directamente sobre el conducto rectangular de fchapa. Estas toberas serán de largo alcance, realizadas en chapa de acero, girables y orientables, con chapa perforada para garantizarnos una distribución homogénea del aire. Su disposición a lo largo de los tres conductos de impulsión queda reflejada en el plano de distribución de aire. Por otro lado, el aire de retorno será conducido de nuevo al climatizador, mediante una red de conducción de retorno, realizada en fibra, del denominado Climaver Neto, que tiene grandes propiedades de aislamiento acústico. Se retornará por una única conducción de retorno, que discurrirá por PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 48 - la parte central de la nave, siempre por encima de la religa que hace de falso techo. La sección de la conducción, en este caso, dependerá del caudal que trasporte en cada tramo el conducto. La aspiración del aire, se realizará mediante rejillas de retorno situadas en los laterales del conducto de retorno. Las rejillas de retorno serán rectangulares dotadas de marco de montaje. Dichas rejillas estarán fabricadas en aluminio anodizado con lamas en horizontal y fijas y dotadas de compuerta de regulación manual. 6.4.2-DISTRIBUCIÓN DE AIRE-ZONA SOCIAL, SERVICIOS Y VITRINA La zona Social, dispone de una altura libre total de 6,00 metros, pero a diferencia de la anterior zona, estará dotada de un falso techo real, que nos limitará la altura a 4,50 metros. Además recordaremos que esta zona es de acceso de personas y aislada de la zona Exposición, por lo que la distribución de aire debe ser lo más silenciosa y discreta posible, por eso se ha proyectado realizarla mediante difusores lineales colocados en uno de los laterales de la estancia. La zona Servicios, dispone de una altura libre total de 3,00 metros, pero estará dotada de un falso techo real, que nos limitará la altura a 2,40 metros. Esta zona es restringida, no de público, por lo que la distribución de aire debe ser funcional y no vistosa, por lo que se realizará con difusores rotacionales de techo, en sección circular, sujeto con puente de montaje. La zona Vitrina, dispone de una altura libre total de 6,00 metros, con falso techo y falso suelo de religa metálica, de 50 cm. para ocultar instalaciones e iluminación. El soplado de la impulsión de aire se realizará sobre ese techo de religa sin ningún tipo de elemento intermedio. Tras la breve explicación anterior comentaremos, que el aire tratado por la unidad climatizadora será enviado a una red de conductos de impulsión, esta vez realizados en fibra, de la denominada Climaver plus. La conexión entre boca de salida del climatizador y la red de conductos de impulsión se realizará con lona antivibratoria, que reducirá en lo posible la transmisión de vibración a la red de impulsión. Tendremos tres ramales de impulsión de aire, de sección variable dependiendo del caudal que transporte, para dar servicio a las tres zonas. La salida del aire tratado del conducto de la zona Social, se realizará mediante difusores lineales dispuestos sobre el falso techo de la zona, conectados entre sí, formando las tres zonas internas en las que queda subdividida. Los difusores lineales estarán realizados en aluminio con frontal en 50 mm y con dos ranuras de salida de aire. Estarán dotados de plenum de conexión en chapa y compuerta de regulación. La conexión de cada uno de los difusores lineales al conducto de impulsión, se realizará mediante conducto flexible aislado sujeto con bridas y con salida en conducto mediante collarín circular de la misma sección que el conducto flexible. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 49 - Por otro lado, el aire de retorno de esta zona será conducido de nuevo al climatizador, mediante una red de conducción de retorno, realizada también en fibra, de la denominada Climaver Plus. Se retornará por una única conducción de retorno, que discurrirá por el otro extremo de la zona Social. La sección de la conducción será constante. La aspiración del aire, se realizará mediante rejilla de retorno lineal, que se dispondrá a lo largo de las tres zonas que forman el habitáculo de la zona Social Dichas rejillas estarán fabricadas en aluminio anodizado con lamas en horizontal y fijas y dotadas de compuerta de regulación manual. Y con marco de montaje. La salida del aire tratado del conducto de la zona Servicios, se realizará mediante difusores rotacional de ejecución circular dispuestos sobre el falso mediante puente de montaje, uno en la zona de de control, otro en Office y un último en la zona de pasillo. Estarán dotados de plenum de conexión en chapa y compuerta de regulación. La conexión de cada uno de los difusores rotacionales al conducto de impulsión, se realizará mediante conducto flexible aislado sujeto con bridas y con salida en conducto mediante collarín circular de la misma sección que el conducto flexible. Por otro lado, el aire de retorno de esta zona será conducido de nuevo al climatizador, mediante una red de conducción de retorno, realizada también en fibra, de la denominada Climaver Plus. Se retornará por una única conducción de retorno, que discurrirá por la zona servicios. La sección de la conducción será constante. La aspiración del aire, se realizará mediante rejilla rectangular de láminas fijas, realizada en aluminio anodinado dispuesta en cada uno de los habitáculos de la zona Servicios. La impulsión de aire de la zona vitrina se realizará mediante conducto de impulsión realizado en fibra, climaver Plus, escondido en falso techo de religa y soplando directamente sobre él. La aspiración se realizará por la parte baja de la vitrina que está dotada de falso suelo de religa, que vuelve a ser para esconder las instalaciones. Tampoco colocaremos ningún elemento de retorno. 6.5. SISTEMA DE CONTROL DE LA INSTALACIÓN Tendremos un único autómata capaz de controlar toda la instalación. Por un lado, tendremos las sondas de retorno de las dos zonas dispuestas en los climatizadores, que en función de las consignas marcadas de temperatura, actuarán sobre la regulación de la temperatura de impulsión de aire en el climatizador, variando el caudal de agua de entrada a la batería del climatizador, mediante una electroválvula de tres vías con un actuador-servo. La temperatura consigna de la zona exposición se marcará desde el autómata y la de la zona Social, se dejará en la zona a climatizar, marcado en el autómata su valor máximo y mínimo. En el caso del climatizador de la zona Exposición, se dispondrá además, de una regulación en frecuencia del caudal de salida de impulsión (Convertidor ABB), que será capaz de regular el caudal de la turbina en función de la potencia demandada. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 50 - Tendremos una sonda de humedad en ambiente, que actuará sobre el climatizador de la zona Exposición. Tendremos también una caja de mezcla de aire de climatizador y de aire exterior, regulada por sonda de temperatura para la zona Vitrina, sita en el cristal. Y por último tendremos una sonda de CO2, que será la encargada de activar la cabina de extracción y tomas de aire, aunque estas también pueden ser activadas por la humedad del ambiente interior 8siempre que el aire exterior esté mas seco) y por la temperatura interior (siempre que tengamos que enfriar con aire exterior). 7. DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN Una vez que tenemos definido el sistema de climatización que vamos a proyectar, necesitamos dimensionar y buscar los equipos comerciales que cumplan con nuestros dimensionados. A continuación iremos definiendo todos los elementos que forman nuestro sistema de climatización. 7.1. CLIMATIZADORES Tenemos dos climatizadores, uno para cada zona a climatizar. 7.1.1 CLIMATIZADOR ZONA EXPOSICIÓN a) REFRIGERACIÓN -Los datos obtenidos por las hojas de cálculo para la potencia máxima en refrigeración eran: C. SENSIBLE Kcal/h C. LATENTE Kcal/h *C.TOTAL (Kcal/h) C.TOTAL (kW) 48.989,22 31.589,60 84.067,76 97,75 -El caudal de toma de aire exterior es de 5.000 m3/h -El caudal que debemos mover con el climatizador debe ser entre 4 y 8 veces el volumen total de aire Volumen total= 443,23*8=3.552,49 m3 Volumen de aire mínimo = 3.552,49*4=14.537,94 m3/h Volumen de aire máximo = 3.552,49*8=29.075,88 m3/h Con estos datos, debemos definir el climatizador, que viene determinado por su batería y por su ventilador. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 51 - El equipo elegido es un climatizador modular, marca TROX, serie TKM-53 de potencia frigorífica 98.246 frig/h y caudal nominal de 19.200m3/h. Dicho climatizador modular, estará formado por bastidor de perfil de aluminio extruido y paneles de cierre, tipo sándwich de 25 mm, con chapa galvanizada en la cara interior y chapa prelavada en el exterior de color rojo. Dispondrá también de puertas de intervención con manecillas de apertura rápida. Los módulos que formarán el climatizador serán: Módulo Climatizador- Que es el climatizador en sí, donde se aloja el ventilador, la batería y el filtro Módulo Silenciador-Donde se aloja el silenciador de Impulsión (Opcional) Módulo Climatizador Las dimensiones de este módulo serán: Anchura = 2.085 mm Longitud = 2.700 mm Altura = 1.560 mm Peso aprox = 1069 Kg Adicionalmente podemos indicar que este climatizador posee: -Ventilador ADH 560(L) Potencia = 750 w Velocidad de giro = 1.500 r.p.m. Caudal = 19.2000 m3/h Nivel sonoro = 83 dB(A), antes de silenciador. Presión disponible = 20 mm ca Regulación de caudal a través de frecuencia (Convertidor de frecuencia ABB) -Batería de frío construida con tubo de cobre y aletas de aluminio Batería de agua fría 20T 6R 1.800 Capacidad térmica = 98.246 Kcal/h Caudal aire = 19.200 m3/h Condiciones de entrada/salida de aire:26ºC-55%HR/ 14,0ºC-97%HR Velocidad del aire = 2,5 m/s PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 58 - La tabla de secciones según caudal, con pérdida de carga constante, será: caudal Pérdida carga Sección circular Sección rectangular 19.200 0,08 85 100x60 16.800 0,08 80 85x60 12.000 0,08 70 70x60 9.600 0,08 65 70x50 7.200 0,08 60 60x50 4.800 0,08 52 55x40 2.400 0,08 40 45x30 Al igual que el conducto de impulsión, se pintará en negro, para que no sea visto desde el suelo. Las rejillas que se colocarán serán, rejillas de retorno, marca Trox, Serie ARAG, en aluminio anodinado de lamas fijas y con compuerta de regulación, de 625x225 incluido marco. Se colocarán dos, por cada tramada del conducto de sección constante, uno a cada lado y en total serán 16 rejillas. También se pedirán en Ral 9005 (negro). El caudal de retorno por rejilla será de 1.200 m3/h. 7.2.2 ZONA SOCIAL, SERVICIOS Y VITRINA El caudal del climatizador 2, que es de 3.500 m3/h se comparte para las tres zonas. La distribución vendrá dada por: ZONA POTENCIA EN FRIO CAUDAL DE AIRE AJUSTE AIRE Social 9.991,28 2.246,48 2.425 Servicios 4.387,89 986,58 900 Vitrina 1.187,40 266,98 175 Con esta distribución de aire, pasamos a explicar el cálculo en cada una de las zonas. -ZONA SOCIAL La zona social dispone de un caudal de 2.425,00 m3/h. Este caudal debe ser de nuevo dividido, en función de las tres zonas a climatizar: ZONA POTENCIA EN FRIO CAUDAL DE AIRE AJUSTE AIRE Recepc. 2.898,39 663,81 700 Estar 4.989,56 1.142,74 1.025 Sala 2.700,39 618,45 700 La distribución de aire de impulsión se hace por uno de los perímetros, por el que está más cercano a la pared medianera. Se vuelve a realizar a sección constante, puesto que tenemos la misma pérdida de carga en todos los elementos de difusión, por ser iguales. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 59 - El conducto de impulsión se realizará en material climaver Neto (ya nombrado anteriormente), de sección 50x30. La conexión a cada uno de los elementos de difusión, se realizará mediante conducto flexible aislado de diámetro 200 mm, sujeto con bridas y con salida en conducto mediante collarín circular de la misma sección que el conducto flexible. Los elementos de difusión, serán difusores lineales, adaptados a cada una de las zonas, así tendremos: -Zona recepción 3 Difusores lineales, marca Trox, Serie VSD50, en aluminio, con frontal de 50 mm y 2 ranuras de impulsión, con plenum de conexión, compuerta de regulación y marco perimetral, frontal pintado en Ral 9010, modelo VSD50-2-AK- /1000x198x0/0/B00/S1/9010-GE50/WB/0/00 En total hace 3 mts de difusor lineal. El caudal por elemento será de 233,33 m3/h. -Zona Estar 5 Difusores lineales, marca Trox, Serie VSD50, en aluminio, con frontal de 50 mm y 2 ranuras de impulsión, con plenum de conexión, compuerta de regulación y marco perimetral, frontal pintado en Ral 9010, modelo VSD50-2-AK- /1000x198x0/0/B00/S1/9010-GE50/WB/0/00 En total hace 5 mts de difusor lineal. El caudal por elemento será de 205 m3/h. -Zona recepción 3 Difusores lineales, marca Trox, Serie VSD50, en aluminio, con frontal de 50 mm y 2 ranuras de impulsión, con plenum de conexión, compuerta de regulación y marco perimetral, frontal pintado en Ral 9010, modelo VSD50-2-AK- /1000x198x0/0/B00/S1/9010-GE50/WB/0/00 En total hace 3 mts de difusor lineal. El caudal por elemento será de 233,33 m3/h. El retorno, se realizará por el lado opuesto, también por techo, mediante rejilla lineal, adaptada a las dimensiones de la cada una de las zonas. El conducto también será de sección constante ( 50x30) realizado en climave Neto. En total tendremos, 8 Rejillas lineales de retorno, Marca Trox, Serie AH-0-AG, en aluminio anodinado, con lamas fijas horizontales y compuerta de regulación de 1025x75 incluido marco de montaje, que nos darán un total de 8,20 mts. El caudal de absorción de aire por metro de rejilla de retorno será de 295,73 m3/h. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 60 - -ZONA SERVICIOS La zona Servicios, dispone de un caudal de 900 m3/h. Este caudal debe ser de nuevo dividido, en función de las dos zonas a climatizar: ZONA POTENCIA EN FRIO CAUDAL DE AIRE AJUSTE AIRE Control 2.143,35 468,25 470 Office 1.976,26 431,75 430 La distribución de aire de impulsión se lleva por el falso techo, siendo el conducto de climaver Neto, de sección rectangular y adecuado a la cantidad de aire a transportar. La difusión, será mediante difusor rotacional de techo de sección circular. El conducto de retorno será también de material climaver Neto se sección rectangular y la rejilla de retorno de techo. Según las zonas tendremos: -Zona Control Caudal de aire de 470 m3/h Conducto de impulsión y retorno de medidas 22x20 1Difusor rotacional de techo, sección circular, marca Trox, modelo VDW- R/500x24+puente de montaje 1 Rejilla de retorno, Marca Trox, Serie AR-A, en aluminio anodinado, con lamas fijas horizontales de 525x125 incluido marco de montaje -Zona Office Caudal de aire de 430 m3/h Conducto de impulsión y retorno de medidas 20x20 1Difusor rotacional de techo, sección circular, marca Trox, modelo VDW- R/500x24+puente de montaje 1 Rejilla de retorno, Marca Trox, Serie AR-A, en aluminio anodinado, con lamas fijas horizontales de 525x125 incluido marco de montaje -ZONA VITRINA La zona Vitrina, estará dotada de un caudal de 175 m3/h. Por las peculiaridades de la vitrina en invierno, se ha dotado de una cámara de mezclas con compuerta de aire exterior y compuerta de entrada a habitáculo. Su funcionamiento es muy sencillo. Para funcionamiento en frío, puede darse el caso de que al ser compartido el climatizador, la entrada de aire a la vitrina no tenga que ser tan fría, entonces se mezcla con aire exterior, para conseguir una temperatura más alta. Cuando se llega a consigna se cierra aire exterior y compuerta de entrada a vitrina. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 61 - Para funcionamiento en calefacción, puede darse el caso que el climatizador esté dando calor, para calentar la zona Social, pero que la vitrina ya halla llegado a consigna, manda cerrar a la compuerta, pero por calentamiento de las otras zonas, se nos eleva la temperatura de la vitrina y necesitamos enfriar, lo haremos directamente con el aire exterior (de invierno). La cámara de mezclas será de la marca Trox, Serie VAV-VAV, modelo Varyfan para 275 m3/h. El conducto de impulsión saldrá de esta cámara de mezclas mediante conducto flexible de diámetro 200 mm, aislado a falso techo de la vitrina. El retorno irá a climatizador mediante conducto realizado en material climaver Neto de 150x150, y será recogido por la parte baja de la vitrina, a través del falso suelo de instalaciones. 7.3. CIRCUITO HIDRAÚLICO Por último vamos a calcular los componentes que gorman nuestro circuito, analizando nuestro esquema de circuito para agua fría y agua caliente, que se encuentran disponibles, en la sección de planos. 7.3.1. CIRCUITO DE AGUA FRÍA El agua fría alimentará a las baterías de frío de los dos climatizadores. Las baterías de los climatizadores nos dan una potencia total de: CLIMATIZADOR POTENCIA Frig/h POTENCIA KW CLIMATIZADOR 1 98.246 114,24 CLIMATIZADOR 2 15.725 18,28 TOTAL 113.971 132,52 Con estos datos totales reales de los climatizadores y sabiendo que el salto térmico es de 15,5-7=8,5ºC, calculamos los caudales que van por el circuito obteniendo, los datos de la siguiente tabla, CLIMATIZADOR POTENCIA Frig/h CAUDALES AGUA M3/H CLIMATIZADOR 1 98.246 11,56 CLIMATIZADOR 2 15.725 1,85 TOTAL 113.971 13,41 Estos son los caudales nominales que deben pasar a las baterías y que vamos a fijar con los k-Flows. Como ya hemos dicho, estas válvulas no permiten fijar el caudal al nominal con un error de +-5%, para un rango elevado de presiones de trabajo. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 62 - Para el circuito del climatizador grande, tomaremos un Regulador automático de caudal K-Flow, de la Marca Sedical, con cartucho de acero inoxidable AISI 304, calibrado en fábrica a su caudal nominal seleccionado trabajando en rango, modelo KT-65. Para el otro circuito, el del climatizador pequeño tomaremos el mismo tipo de regulador, pero esta vez se corresponde con el modelo KT-40. Las secciones de las tuberías serán las siguientes: CAUDALES AGUA (M3/H) Secciones (“) Secciones (Dn) 11,56 2 ½” 65 1,85 1 ½” 40 13,41 3” 80 El caudal 13,41 m3/h podría ir perfectamente por tubería de 2 ½”, pero como la salida de llave de fachada es de 3”, la mantenemos en esa sección hasta la T de derivación. Una vez que tenemos que llega el agua al climatizador, debemos regular esa entrada de agua mediante una válvula de tres vías con regulador proporcional controlado por sonda termostática en retorno. Las elegidas para cada uno de los climatizadores serán: -Para el climatizador grande tendremos 1 Válvula de tres vías de asiento motorizada V5011R1099 r-2” Kvs 40 con servomotor ML7420A3071 (0-10v). -Para el climatizador pequeño tendremos 1 Válvula de tres vías de asiento motorizada V5833A2100 DN32 Kvs 16,00 con servomotor ML7410E1028 24v (0- 10v). También dotaremos al circuito de un separador de lodos y burbujas, que nos hará las funciones de purgador (quitar aire de la instalación) y filtro (quitar partículas que pueda llevar la instalación). Este tipo de aparato, permite la limpieza de los lodos sin tener que parar la instalación. Se debe colocar en la parte mas baja de la instalación, cerca de la producción de frío. Se adjunta dossier de características técnicas. El elegido para la instalación es un separador de microburbujas Sedical Spirovent, Aire y Lodos, soldado DN 100, para un caudal de 15,00 m3/h y una temperatura de 0 a 110ºC, modelo BC65L. Nuestro circuito de secundario, tendrá que tener su propia bomba de recirculación. Con los datos de caudal a mover total de 13, 41 m3/h y sabiendo que la pérdida de carga más desfavorable está en las válvulas y que el circuito no presenta prácticamente curvas, ni grandes distancias, pudiéndose considerar la pérdida de carga en 5,5 mca, calculamos la bomba con ayuda del programa de Sedical. Adjuntamos hojas de cálculo. Así tendremos, un circulador simple, de rotor seco en línea embridada, Sedical, para climatización, para bombeo de líquidos desde -15ºc a +120ºC, velocidades de motor inferiores a 1.500 rpm, trifásica, modelo SIM 50/150.1- 0.37/k. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 63 - Por último decir que la tubería será de tubo de acero negro, según DIN 2440, forrado con coquilla aislante a base de espuma elastométrica, cumpliendo espesor marcado por Rite, y que en el circuito existirán otros elementos como son los purgadores, termómetros, manómetros diferenciales, llaves de corte, elementos auxiliares pero necesarios en todo circuito hidráulico. 7.3.2. CIRCUITO DE AGUA CALIENTE El agua caliente alimentará a las baterías de calor de los dos climatizadores. Los datos para estas baterías eran: CLIMATIZADOR POTENCIA Frig/h POTENCIA KW CLIMATIZADOR 1 81.216 94,44 CLIMATIZADOR 2 16.632 19,34 TOTAL 97.848 113,78 Con estos datos totales reales de los climatizadores y sabiendo que el salto térmico es de 90-60=30ºC, calculamos los caudales que van por el circuito obteniendo, los datos de la siguiente tabla, CLIMATIZADOR POTENCIA Frig/h CAUDALES AGUA M3/H CLIMATIZADOR 1 81.216 2,71 CLIMATIZADOR 2 16.632 0,55 TOTAL 97.848 3,26 Al igual que en el caso anterior, fijaremos estos caudales de paso por baterías por k-Flows. Para el circuito del climatizador grande, tomaremos un Regulador automático de caudal K-Flow, de la Marca Sedical, con cartucho de acero inoxidable AISI 304, calibrado en fábrica a su caudal nominal seleccionado trabajando en rango, modelo KRV-1 ¼” Para el otro circuito, el del climatizador pequeño tomaremos el mismo tipo de regulador, pero esta vez se corresponde con el modelo KR-3/4”. Las secciones de las tuberías serán las siguientes: CAUDALES AGUA (M3/H) Secciones (“) Secciones (Dn) 2,71 1 ¼” 32 0,55 ¾” 20 3,26 1 ½” 40 Para este caso, aunque se parte de fachada con llave de 3”, realizaremos una reducción para salir a nuestra tubería real de 1 ½”. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 64 - Al igual que en frío, una vez que tenemos que llega el agua al climatizador, debemos regular esa entrada de agua mediante una válvula de tres vías con regulador proporcional controlado por sonda termostática en retorno. Las elegidas para cada uno de los climatizadores serán: -Para el climatizador grande tendremos 1 Válvula de tres vías de asiento motorizada de 1 ¼” con servomotor ML7420A3071 (0-10v). -Para el climatizador pequeño tendremos 1 Válvula de tres vías de asiento motorizada de ¾” con servomotor ML7410E1028 24v (0-10v). Al igual que al otro circuito, lo dotaremos de un separador de lodos y burbujas, que nos hará las funciones de purgador (quitar aire de la instalación) y filtro (quitar partículas que pueda llevar la instalación). El elegido para la instalación es un separador de microburbujas Sedical Spirovent, Aire y Lodos, soldado DN 100, para un caudal de 8,00 m3/h y una temperatura de 0 a 110ºC, modelo BC50L. Nuestro circuito de secundario, tendrá que tener su propia bomba de recirculación. Con los datos de caudal a mover total de 3,26 m3/h y sabiendo que la pérdida de carga más desfavorable será de 5,5 mca, calculamos la válvula con el catálogo comercial de Sedical. Adjuntamos catálogo comercial. Así tendremos, un circulador simple, de rotor seco en línea embridada, Sedical, para climatización, para bombeo de líquidos desde -15ºc a +120ºC, velocidades de motor inferiores a 1.500 rpm, trifásica, modelo SAM 25/2T. Además para el caso de calefacción, tenemos que calcular el vaso de expansión, que será el encargado de absorber las variaciones de volumen del fluido contenido en un circuito cerrado al variar su temperatura, manteniendo la presión constante entre los varemos establecidos, evitando pérdidas y reposiciones de fluido. Utilizando el programa comercial y el catálogo de la marca Sedical obtenemos que el vaso será, un vaso de expansión Reflex, conexiones roscadas, membrana no recambiable, según DIN 4807, Tª máxima de 120ºC y presión inicial de 1,5 bar (nitrógeno), modelo NG18/6. Se adjunta catálogo comercial, en el anexo 3. Por último decir que la tubería será de tubo de acero negro, según DIN 2440, forrado con coquilla aislante a base de espuma elastométrica, cumpliendo espesor marcado por Rite, y que en el circuito existirán otros elementos como son los purgadores, termómetros, manómetros diferenciales, llaves de corte, elementos auxiliares pero necesarios en todo circuito hidráulico. 7.4. CIRCUITO DE CONTROL El control de la instalación se va a realizar mediante un único autómata, situado en el cuadro de control de clima, del cuarto de control de la zona de Servicios. Dicho control, una vez que esté en funcionamiento, sólo permitirá a través de un teclado muy sencillo, el cambio de consignas, los cambios de programación horaria de on/off, los cambios vacacionales y el off de todos los componentes de la instalación de clima. A este control, sólo tendrán acceso las personas de mantenimiento de clima. El controlador será de la marca Siemens, modelo MCR 50 PF 8E/A-4S-4E/D- PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 65 - S7D con terminal de operador y flash-eprom, incluido convertidor MCR 50 SD6 de 6SD y accesorio de montaje para puerta ER-9. a) Zona Exposición Las sondas que necesitamos en esta zona son: -Sonda ambiente combinada de temperatura y humedad, Mod QFA2060 -Sonda de calidad de aire ambiente (CO2), Mod QPA2000 -Sonda de exterior combinada de temperatura y humedad, Mod QFM2120 Las salidas digitales serán: -Autorización de funcionamiento a climatizador grande a través de variador de frecuencia -Marcha/paro de cabina de extracción de esta zona Las salidas analógicas serán: -Válvulas de climatizador grande (frío y calor) -Compuertas toma y salida de aire de climatizador grande b) Zona Social, Servicios y Vitrina Las sondas que necesitamos en esta zona son: -Sonda ambiente temperatura para zona Social, Mod QAA26 (con reguldor de selección de temperatura) -Sonda de temperatura de superficie para cristal de la vitrina, Mod QAT22 -Sonda de exterior combinada de temperatura y humedad, Mod QFM2120 (compartida con la otra zona) Las salidas digitales serán: -Autorización de funcionamiento de climatizador pequeño -Marcha/paro de cabina de extracción de esta zona -Compuerta de Vitrina Las salidas analógicas serán: -Válvulas de climatizador pequeño (frío y calor) Se entrega en el anexo 3, esquema de conexiones de señales. El control básicamente funcionará de la siguiente manera: Zona Exposición -Sonda de ambiente hace lectura, si es correcto, no manda marcha a extracción. Si no es correcta activa la extracción y el climatizador (, si este no estuviera ya activado) con la toma de aire exterior abierta del todo y la compuerta de salida cerrada. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 66 - -Sonda ambiente hace lectura de temperatura y humedad, según lo que reciba actúa sobre la válvula de frío, de calor, compuerta de toma, compuerta de salida de aire, y variador de frecuencia, es decir sobre el caudal de aire de la instalación, para llegar a valores de consigna. Prioritaria la temperatura de confort, siempre que la humedad no se salga del rango del 70%. Para controlar la humedad en Invierno, primero trabajará con el aire exterior, sino llega, pasará a trabajar con la batería de frío y de calor. -Sonda de exterior, nos dará la temperatura de entrada del aire exterior y de su humedad, nos permitirá en todo momento utilizarlo, para enfriar, calentar, quitar humedad e incluso para disminuir el Co2 del ambiente. Zona Social, Servicios y Vitrina -Sonda de cristal de vitrina, lee su valor de temperatura y lo compara con la temperatura de rocío de la zona exposición, calculada según los datos que se leen de temperatura y humedad, en la zona exposición. Si la lectura está 3 grados superior a la temperatura de rocío calculada, no actúa. Si es inferior a esos tres grados, tiene que calentarse la vitrina para cumplir. Si estamos en invierno calentamos con climatizador, si estamos en verano calentamos con aire del exterior, siempre a través del control de compuertas del varyfan. Esta acción es prioritaria sobre el control de temperatura consigna de la vitrina. Esta misma sonda nos sirve para controlar la temperatura de la vitrina, y actúa de la misma manera, sobre el varyfan, para calentar o enfriar con aire de climatizador o de aire exterior. -Sonda ambiente de zona Social, actúa sobre la válvula del climatizador generando frío o calor, según convenga. Siempre que se actúe sobre la toma de aire exterior, se habilitará la cabina extractora de la zona. La zona Servicios, se climatizará únicamente con los caudales previstos por distribución de aire, y no tendrá control sobre el climatizador, ya que se ha considerado una zona secundaria. 8. MANTENIMIENTO El Reglamento de Instalaciones Térmicas (RITE), en su disposición I.T. 3, hace referencia al mantenimiento y uso de la Instalaciones Térmicas, en general, incluyéndose la que nosotros hemos definido. Esta Instrucción técnica contiene las exigencias que deben cumplir las instalaciones térmicas con el fin de asegurar, que su funcionamiento, a lo largo de su vida útil, se realice con la máxima eficiencia energética, garantizando la seguridad, la durabilidad y la protección del medio ambiente. En el caso particular de nuestra instalación térmica tendremos: 1.MANTENIMIENTO PREVENTIVO Nuestra instalación térmica tiene una potencia superior a 70 kW, y deberá ser mantenida realizando las siguientes operaciones de mantenimiento con la periodicidad indicada. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 67 - OPERACIÓN PERIODICIDAD Limpieza del evaporador * T Limpieza del condensador* T Comprobación de la estanquidad y nivel de refrigerante y aceites de los equipos frigoríficos M Revisión del vaso de expansión M Revisión de los sistemas de tratamiento de agua M Comprobación de los niveles de agua en los circuitos m Comprobación de estanquidad de circuitos de tuberías T Comprobación de estanquidad de válvulas de interceptación 2t Comprobación del tarado de los elementos de seguridad M Revisión y limpieza de filtros de agua 2t Revisión y limpieza de filtros de aire M Revisión de baterías de intercambio térmico T Revisión y limpieza de aparatos de recuperación de aire 2t Revisión de unidades terminales de agua-aire 2t Revisión de unidades terminales de distribución de aire 2t Revisión y limpieza de unidades de impulsión de aire y retorno T Revisión de bombas y ventiladores M Revisión del estado del aislamiento térmico T Revisión del estado del control automático t T=una vez por temporada M=una vez al mes, la primera al inicio de temporada 2t=Dos veces por temporada, uno al inicio de la misma y otra a mitad del periodo de uso, siempre que exista una diferencia entre ambas de 2 meses. 2.PROGRAMA DE GESTIÓN ENERGÉTICA Se trata de evaluar energéticamente los generadores de calor y frío, que en nuestro caso son comunitarios a todos los locales, por lo que no nos concierne y tendrá que ser la propiedad del conjunto quien se preocupe de cumplir con este requisito. 9. ESTUDIO DE MEJORAS Nuestro estudio puede mejorarse, desde el puntote vista energético en varios puntos. 1. RECUPERACIÓN Los sistemas de recuperación, tratan de recuperar el frío o calor que se pierde lanzando al exterior el aire del local a través de una extracción forzada, utilizándolo para calentar o enfriar el aire que metemos de la calle ( la toma de aire exterior). PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 74 - Los componentes que necesitan electricidad para su funcionamiento son: componente Consumo eléctrico unidades Turbina climatizador 1 7,50 KW 1 Turbina climatizador 2 2X373 W 1 Variador de frecuencia 1 Extracción 1 1,5 kw 1 Extracción 2 0,25 Kw 1 Servo motores válvulas de 3 vías 1,0 W 2 Servo motores compuertas toma/salida 0,2 W 3 Bomba de circulación frio 0,37 kw 1 Bomba de circulación calor 80 W 1 Varyfan 150 W 1 Cuadro de control 250 W 1 Sondas 0,2 w 5 Sabiendo el consumo de cada elemento, sabiendo el número de elementos y las horas equivalentes de funcionamiento, calculamos el consumo total eléctrico para frío y para calor: FUNCIONAMIENTO FRIO Horas Equivalentes de funcionamiento =240,69 Mwh/132,52 Kw=1.816,25 horas equivalentes componente C.Eléctrico unidades C. Eléctrico K Wh Turbina climatizador 1 7,50 KW 1 13.621,88 Turbina climatizador 2 2X373 W 1 1.354,92 Variador de frecuencia 100 w 1 181,63 Extracción 1 1,5 kw 1 2.724,38 Extracción 2 0,25 Kw 1 454,06 Servo motores válvulas de 3 vías 1,0 W 1 1,82 Servo motores compuertas toma/salida 0,2 W 2 0,73 Bomba de circulación frio 0,37 kw 1 672,01 Cuadro de control 250 W 1 454,06 Sondas 0,2 w 5 1,82 total 15 19.467,31 Nuestra demanda eléctrica en frío es de 19.467,31 Kwh (10,7184 Kw * Horas Equivalentes) PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 75 - FUNCIONAMIENTO CALOR Horas Equivalentes de funcionamiento = 324,89 Mwh/113,78 Kw = 2.855,42horas equivalentes componente C.Eléctrico unidades C. Eléctrico K Wh Turbina climatizador 1 7,50 KW 1 21.415,65 Turbina climatizador 2 2X373 W 1 2.130,14 Variador de frecuencia 100 w 1 285,54 Extracción 1 1,5 kw 1 4.283,13 Extracción 2 0,25 Kw 1 713,86 Servo motores válvulas de 3 vías 1,0 W 1 2,86 Servo motores compuertas toma/salida 0,2 W 1 0,57 Bomba de circulación calor 80 w 1 228,43 varyfan 150 w 1 428,31 Cuadro de control 250 W 1 713,86 Sondas 0,2 w 5 2,86 total 15 30.205,21 Nuestra demanda eléctrica en calor es de 30.205,21Kwh (10,578 kw * horas equivalentes) Por lo tanto la demanda total vendrá dada por 49.672,52 Kwh ó 49,67 Mwh. 10.5. ESTIMACIÓN DE COSTE DE CONSUMO DE ENERGÍA Para calcular la estimación de consumo de energía, por una parte calcularemos lo que nos cuesta el Kwh de energía producida y después los kwh de consumo eléctrico. -COSTE DE ENERGÍA PRODUCIDA Por las características del local que se trata, la producción de energía para refrigeración y calefacción, no depende de nosotros mismos, sino que es suministrada de forma general para todo el complejo. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 76 - Las condiciones de contratación, fijadas por el explotador de la producción de energía son: CALOR TERMINO FIJO 10,49 e/Kw/año TERMINO VARIABLE DE ENERGÍA 18,928 e/Mwh TERMINO VARIABLE CAUDAL 0,06237 e/m3 FRIO TERMINO FIJO 13,11 e/Kw/año TERMINO VARIABLE DE ENERGÍA 17,208 e/Mwh TERMINO VARIABLE CAUDAL 0,0567 e/m3 -Un término fijo por potencia térmica contrada en Kw/año Para nuestro caso contrataremos: Potencia térmica Refrigeración = 132,52Kw Potencia térmica Calefacción = 113,78Kw Coste fijo producción = 13,11*132,52 Kw +10,49 * 113,78 Kw = 2.930,89 e -Un término variable, que dependerá del consumo real de energía contabilizado en Mwh Para nuestro caso tendremos: Estimación consumo frío = 240,69MWh Estimación consumo calor = 324,89Mwh Coste variable consumo energía = 17,208 *240,69 Mwh + 18,928 * 324,89 Mwh = 10.291,31 e -Un término variable, que dependerá del consumo real de caudal contabilizado en m3 Para nuestro caso tendremos: Estimación consumo frío = 24.355,91 m3 Estimación consumo calor = 9.308,66 m3 Coste variable consumo caudal = 0,0567 *24.355,91 m3 + 0,06237 * 9.308,66 m3 = 1.961,56 e PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 77 - A modo de resumen indicamos la siguiente tabla de costes de energía producida: FRÍO CALOR TOTAL TERMINO FIJO 1.737,34 1.193,55 2.930,89 TERMINO VARIABLE ENERGÍA 4.141,79 6.149,52 10.291,31 TERMINO VARIABLE CAUDAL 1.380,98 580,58 1.961,56 TOTAL 7.260,11 7.923,65 15.183,76 Por lo tanto, el coste total que nos supone la energía producida es de 15.183,76 euros + impuestos (iva 18%)=17.916,84 euros -COSTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA El coste de la energía eléctrica también se compone de un término fijo. Según la tarifa contratada de energía y un coste variable, que dependerá del consumo. Como el mercado es libre, tomamos como referencia los precios de Ibedrola a 21 de Julio de 2011. La potencia a contratar será de 10,72 Kw, por lo tanto las tarifas para consumidores de más de 10 Kw es: ELECTRICIDAD TERMINO FIJO 31,773045 e/Kw/año TERMINO VARIABLE DE ENERGÍA 0,056357 e/kwh -Un término fijo por potencia eléctrica contratada en Kw/año Para nuestro caso contrataremos: Sabiendo que necesitamos 10,72 Kw, contratamos 11 Kw Coste fijo electricidad = 31,773045*11 Kw =349,50 e -Un término variable, que dependerá del consumo real de electricidad contabilizado en Kwh Para nuestro caso hemos estimado: Estimación consumo electricidad = 49.672,52 Kwh Coste variable consumo electricidad = 0,056357 *49.672,52 Kwh =2.799,39 euros. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 78 - A modo de resumen indicamos la siguiente tabla de costes de energía producida: ELECTRICIDAD TERMINO FIJO 349,50 TERMINO VARIABLE ENERGÍA 2.799,39 TOTAL 3.148,89 Por lo tanto, el coste total en electricidad será de 3.148,89 euros + impuestos (iva 18%)=3.715,69 euros Por lo tanto el coste total de la instalación por consumo de energía será de: Energía producida = 17.916,84 euros Energía eléctrica = 3.715,69 euros El coste total energético al año es de 21.632,53 euros 10.6. ESTIMACIÓN DE AHORRO ENERGÉTICO CON LAS MEJORAS PROPUESTAS El ahorro energético, puede venir por reducir el consumo de electricidad de los componentes eléctricos de nuestro sistema o por reducir el consumo térmico de nuestro sistema. En el primer apartado no podemos actuar, por que los componentes eléctricos que conforman nuestro sistema son los mínimos y han sido elegidos de calidad, para tener un consumo eficiente. Si que podemos actuar para la reducción de consumo de energía térmica. Las actuaciones propuestas eran: 1-RECUPERACIÓN DEL AIRE DE EXTRACCIÓN Colocaremos tanto para el climatizador pequeño como para el climatizador grande, recuperadores entálpicos de eficiencia nominal del 55%. Su recuperación media a lo largo del año será del 35% de la energía de extracción. Así tendremos : -FRIO climatizador 1 Calor latente + calor sensible = 17.575 Kcal/h climatizador 1 PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 79 - climatizador 2 Calor latente + calor sensible = 4.957 Kcal/h (Social) Calor latente +calor sensible = 1.982,4 Kcal/h (Servicios) Calor latente + calor sensible = 625,70 Kcal/h (Vitrina) Total a calor a recuperar es de 25.140,10 Kcal/h =29,23 Kw Rendimiento del 55%=>Recupera 16,08 Kw Calor total en Kwh = 16,08 Kw * horas equivalentes (frio) Horas equivalentes (frío)= 1.816,25 Calor total en Kwh = 29.205,3 Kwh Recuperación media a lo largo del año es de 35% Calor recuperado en frío =10,22 Mwh -CALOR climatizador 1 Calor latente = 33.060 Kcal/h climatizador 1 climatizador 2 Calor latente = 7.334,69 Kcal/h (Social) Calor latente = 3.304,16 Kcal/h (Servicios) Calor latente = 574,20 Kcal/h (Vitrina) Total a calor a recuperar es de 44.273,05 Kcal/h =51,48 Kw Rendimiento del 55%=>Recupera 28,31 Kw Calor total en Kwh = 16,08 Kw * horas equivalentes (calor) Horas equivalentes (calor)= 2.855,42 Calor total en Kwh = 45.915,15Kwh Recuperación media a lo largo del año es de 35% Calor recuperado en calor =16,07 Mwh El ahorro energético vendrá dado en el factor variable de consumo de energía y de caudal. Calculamos ese ahorro: -Ahorro factor variable de consumo de energía Coste variable consumo energía = 17,208 *10,22 Mwh + 18,928 * 16,07 Mwh = 480,04 e -Ahorro factor variable de caudal de energía PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 80 - Caudal ahorrado en frío Potencia ahorrada = 10,22 Mwh => Horas equivalentes = 77,12 horas Caudal ahorrado =77,12 * 13,41 = 1.034,18 m3 Caudal ahorrado en calor Potencia ahorrada = 16,07 Mwh => Horas equivalentes = 141,24horas Caudal ahorrado= 141,24* 3,26 = 460,44 m3 Coste variable consumo caudal = 0,0567 *1.034,18 m3 + 0,06237 * 460,44 m3 = 87,36 e El ahorro total es de 567,40 + iva =669,53 euros, que es un 3,1% del consumo total. Para hacer el cálculo correcto, tendríamos que considerar el consumo eléctrico de los recuperados. Consumo eléctrico recuperador 1- 2x1500 w=3000 w => Consumo anual eléctrico del recuperador 1=3 Kw*218,36 horas equiv. = 655,08Kwh Consumo eléctrico recuperador 2- 2x350 W =700 w Consumo anual eléctrico del recuperador 1=0,7 Kw*218,36 horas equiv. = 152,85Kwh Aumento de consumo eléctrico=807,93 kwh Coste de la energía eléctrica = 0,056357 *807,93 Kwh =45,53 e +iva (18%)=53,73 euros Por lo tanto el ahorro total es de 669,53-53,73=615,80 euros. 2-ENFRIAMIENTO GRATUITO POR AIRE EXTERIOR (FREE-COOLING) En este caso se trata de calentar o de enfriar mediante aire exterior. Colocaremos free-cooling por control térmico para el climatizador grande y para el climatizador pequeño otro. -Verano- Nos ayudará a bajar la temperatura del local durante toda la noche (funcionamiento 24 h) y las horas tempranas de la mañana y las finales de la tarde. El ahorro estimado de estos equipos en localidades secas, como es Zaragoza es del 36,9%, de la potencia estimada de refrigeración de Verano -Invierno- Sólo será utilizado por la zona del climatizador 1, cuando exista gran ocupación y se tenga que bajar temperatura por alto calor latente, generado por el interior del local. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 81 - Se puede considerar que es un porcentaje muy bajo, por lo cual no se tiene en cuenta. Así tendremos: Ahorro del 36,9% de la potencia que se demanda en frío en Verano que se corresponde con 71,70 Mwh. Ahorros energético= 0.369*71,70=26,46 Mmwh Calculamos ese ahorro: -Ahorro factor variable de consumo de energía Coste variable consumo energía = 17,208 *26,46 Mwh = 455,32 e -Ahorro factor variable de caudal de energía Caudal ahorrado en frío Potencia ahorrada = 26,46 Mwh => Horas equivalentes = 199,67 horas Caudal ahorrado =199,67 * 13,41 = 2.677,55 m3 Coste variable consumo caudal = 0,0567 *2.677,55 m3 = 151,82e El ahorro total es de 607,14 + iva =716,42 euros, que es un 3,3% del consumo total. Para hacer el cálculo correcto, tendríamos que considerar el consumo eléctrico de los free-cooling, que únicamente consumirán energía eléctrica los servomotores de las compuertas, que ronda el 0,1 w por servo-motor, por lo que lo consideramos despreciable. 3- ZONIFICACIÓN EN ZONA SOCIAL Y ZONA SERVICIOS Estos Sistemas nos permiten mejores prestaciones en las estancias, ya que ejercen un control de temperatura sobre la zona y además permiten no climatizar una sala si no hay ocupación, y hacer que ese aire se reparta a las demás salas o regular la máquina para que baje de caudal su ventilador . Para nuestro sistema sería de aplicación sobre la zona social y servicios. El ahorro energético, depende de la instalación, de la posibilidad de que todas las zonas estén ocupadas a la vez o no. Para nuestro sistema hemos calculado que el ahorro puede ser de un 30% sobre la potencia total usada por el climatizador 2 en frío y calor. Cálculo del ahorro de la mejora: Consumo frigorífico de climatizador 2 = 12,68 Mwh Ahorro frío= 12,68*0,3=3,80 Mwh Consumo caloríficode climatizador 2 = 35,85 Mwh PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 82 - Ahorro frío= 35,85*0,3=10,76 Mwh Calculamos ese ahorro: -Ahorro factor variable de consumo de energía Coste variable consumo energía = 17,208 *3,80 Mwh + 18,928 * 10,76 Mwh = 269,06 e -Ahorro factor variable de caudal de energía Caudal ahorrado en frío Potencia ahorrada = 3,80 Mwh => Horas equivalentes = 28,67 horas Caudal ahorrado =28,67 * 13,41 = 384,53 m3 Caudal ahorrado en calor Potencia ahorrada = 10,76 Mwh => Horas equivalentes = 94,574horas Caudal ahorrado= 94,57* 3,26 = 308,29 m3 Coste variable consumo caudal = 0,0567 *384,53 m3 + 0,06237 * 308,29 m3 = 41,03 e El ahorro total es de 310,09 + iva =365,91 euros, que es un 1,6% del consumo total. Para hacer el cálculo correcto, tendríamos que considerar el consumo eléctrico de la zonificación. Pero al igual que el otro caso la vamos a despreciar, porque sólo habría 5 servomotores para regular las compuertas de zona y 5 sondas de temperatura, que tienen un consumo eléctrico mínimo. 11. CONCLUSIONES Como conclusiones a este proyecto podemos indicar, - Que los cerramientos que componen un local o un edificio son una parte esencial en el ahorro energético y en particular en el estudio de la climatización, y que su nivel de aislamiento es un factor importante a tener en cuenta. - Que la mayoría de los locales o edificios son diseñados sin cumplir con las exigencias de ahorro energético, lo que supone un aumento de pérdidas térmicas, que son suplidas con mas aportación en calefacción o refrigeración. - Que se tendría que exigir, de alguna manera, que los edificios o locales cumplieran esta normativa y a los agentes que intervienen en su diseño y construcción, se les concienciara de ello. - Que las plantas, como seres vivos que son, tienen aportación de calor latente y sensible al ambiente y deben ser consideradas como un “ocupación especial”, siempre que su densidad sea elevada. PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Memoria - 83 - - Que los canales agua interiores, en un ambiente climatizado, tienen a evaporar su capa superficial, y que esta se evaporará más fácilmente, cuanto más turbulento sea el flujo y más velocidad lleve el aire incidente. - Que existen locales distintos a las piscinas cubiertas, que por su nivel de calor latente en su interior en invierno, necesitan de algún sistema para bajar la humedad del aire interior. - Que el sistema para secar el ambiente, no es el más efectivo existente en el mercado, pero que el tipo de instalación que tenemos no nos permite otro. - Que en estos tipos de locales donde se necesita deshumidificar, el moviendo de grandes cantidades de aire es muy importante, para evitar masas de aire estancado que puedan enfriarse y condensar. Se deben manejar caudales de aire de por lo menos de 4 a 8 veces el volumen del local. - Que debemos evitar la incidencia de aire climatizado por tobera a la superficie de los canales (para evitar evaporaciones) y de las plantas, para que no se mueran. - Que el coste económico más elevado es el coste de la energía producida. - Que todas las medidas de mejora deben contribuir a disminuir este coste energético. - Que el introducir la mejora de la recuperación de calor supone un ahorro de un 3,1% - Que introducir la mejora de free-cooling, supone un ahorro de un 3,3% - Que introducir la mejora de la zonificación en Social y Servicios, supone un ahorro del 1,6%. 12. BIBLIOGRAFÍA -Código Técnico de la Edificación. Ministerio de la Vivienda, Marzo 2006 -Ley 38/1999 de la Ordenanza de la Edificación. -Reglamento de instalaciones Térmicas en los edificios, Real decreto 1027/2007, de 20 de Julio -Real Decreto 1826/2009, de 27 de Noviembre, por el que se modifica el Real Decreto de Instalacione Térmicas en los Edificios. -Normas Une asociadas a Instalaciones Térmicas en lo Edificios -Manual de aire acondicionado de Carrier -Acondicionamiento y refrigeración de Carlo Pizzetti -Manual de climatización de piscinas cubiertas de la marca comercial Ciatesa, realizado por Agustín Maillo. -Registro de datos climáticos para Zaragoza de la Agencia Estatal de Meorología (AEMET) -Tarifas eléctricas de Iberdrola, Boe 1 de julio de 2011 -Tarifas de consumos energéticos de la empresa Destriclima, para Zaragoza PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Presupuesto - 6 - 4.- Control de la instalación 1 Controlador MCR 50 PF 8E/A-4S/A-4E/D-6S7D con terminal de operador y flash-eprom 1 Convertidor MCR 50 SD6 de 6SD (solo MCR50) 1 Accesorio de montaje para puerta ER-9 1 Convertidor binario de salida analógica a digital SDOM4. 1 Trasformador 220/24v -6A CRT6 1 Programación de sistemas MCR50-PF o PFL (una unidad). 1 Puesta en marcha del sistema MCR50-PF o PFL (una unidad) 4.838,00 2 Cuadro de fuerza motriz y de control para climatizadores, incluyendo todas las protecciones necesarias a todas las alimentaciones y alojando a todo el material de campo para el control de la instalación 1.920,00 Total Control 6.758,00 PROYECTO DE CLIMATIZACIÓN DE UN RECINTO DEDICADO A EXPOSICIONES P.F.C.-Yolanda M. Liso Chillida Presupuesto - 7 - 5.- Extracción de aire viciado 1 Cabina de extracción 12/12, instalada en cuarto de máquinas con elementos antivibratorios 330,12 330,12 1 Cabina de extracción 7/7, instalada en cuarto de máquinas con elementos antivibratorios 175,00 175,00 3,2 Ml de Lona antivibratoria para conexión de bocas de extracción a red de conductos de extracción y a conducto dispuesto por propiedad, totalmente instaladas. 23,86 76,35 80 M² de conducto para extracción de aire viciado de zona ajardinada, realizado en climaver Plus, incluido piecerio de sujeción y montaje a 8 metros de altura 24,68 1.974,40 12 Rejillas de extracción para zona ajardinada, marca Trox, Serie AR -A, en aluminio anodinado de lamas fijas, de 325x125 incluido marco y totalmente instaladas sobre conducto de Climaver Plus de zona ajardinada. 85,80 1.029,60 Total Extracción 3.585,47 Total Presupuesto 85.759,57 Base imp. 85.759,57 IVA 18% Total IMPORTE PTS . OCHENTA Y CINCO MIL SETECIENTOS CINCUENTA Y NUEVE EUROS CON CINCUENTA Y SIETE CENTIMOS FORMA DE PAGO : LA HABITUAL