Caracterización técnica-económica simplificada y potencial de aplicabilidad de un paquete de medidas de mejora para edificios

1 Equation Chapter 1 Section 1 Proyecto Fin de Master Master en Ingeniería Industrial Caracterización técnica-económica simplificada y potencial de aplicabilidad de un paquete de medidas de mejora para edificios Autor: Gema García-Galera Rodriguez Tutor: Jose Sánchez Ramos Departamento de Ingeniería Energética Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2021 2 3 Proyecto Fin de Máster Máster en Ingeniería Industrial Caracterización técnica-económica simplificada y potencial de aplicabilidad de un paquete de medidas de mejora para edificios Autor: Gema Garcia - Galera Rodriguez Tutor: José Sánchez Ramos Profesor titular Departamento de Ingeniería Energética Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2021 4 5 RESUMEN Este tiene proyecto tiene como objetivo el estudio de una serie de mejoras que reduzcan el consumo energético de los edificios. La importancia de este estudio radica en que la directiva 2010/31/UE de 19 de mayo 2010 relativa a la eficiencia energética de los edificios (DEEE) persigue una reducción de la energía que estos consumen, establece directrices que promueven la construcción de edificios de consumo de energía casi nulo ECCN, así como las mejores prácticas para garantizar que, antes de que finalice la presente década, todo el parque inmobiliario de nueva construcción esté formado por edificaciones cuyo consumo de energía sea prácticamente inexistente. Los edificios son responsables de aproximadamente el 40% del consumo de energía y el 36% de las emisiones de CO2 en la UE, lo que los convierte en el mayor consumidor de energía de Europa. Mayoritariamente, la energía consumida proviene de los sistemas de calefacción y refrigeración, de la iluminación, del calentamiento del agua para uso doméstico y de los sistemas de ventilación. Cuanta menos cantidad de energía necesite para satisfacer la demanda, más eficiente será el edificio. Por lo tanto, es de suma importancia comenzar a poner en cuestión los sistemas de climatización y refrigeración convencionales y pensar en sistemas de ventilación eficientes y sostenibles que garanticen el confort térmico sin poner en riesgo ni el medio ambiente ni la salud de las personas. Es por estas razones, que este trabajo de fin de master tiene como objetivo el realizar un estudio de las mejoras asociadas a las instalaciones de calefacción y refrigeración. En primer lugar, se va a realizar una recopilación con el estado del arte de los actuales sistemas de ventilación. Se va a analizar las distintas configuraciones de ventilación mecánica controlada, simple flujo y doble flujo con recuperador de calor y freecooling. Como uno de los elementos más importantes y más costosos de una instalación de ventilación, se va a realizar un estudio más exhaustivo del recuperador de calor. En este estudio vamos a obtener unas ecuaciones lineales que nos permitan realizar una estimación del coste del recuperador en función del caudal de aire que necesitemos para ventilar. Una vez obtenidas estas curvas, se va a realizar el anáisis de 6 modelos de viviendas unifamilares, y se va a calcular el coste total de la instalación. Para cada una de ellas, se va a analizar el coste de una instalación de extracción simple y el coste de una de doble flujo con recuperador de calor. Para estas últimas, el diseño de la instalación se va a realizar mediante conductos rígidos con una distribución en arbol y mediante conductos flexibles con una distribución en estrella. Una vez obtenidos estos valores, podemos estimar cual es el peso en coste del recuperador en porcentaje en una instalación de doble flujo, de esta forma a su vez, podemos estimar de forma aproximada el coste total de la instalación a partir del recuperador de calor. Para poder analizar de forma real el impacto de las mejoras planteadas, se va a realizar una simulación de cuatro edificios en cinco zonas climáticas mediante el programa de cálculo de cargas HULC. Con las cargas obtenidas para cada hora del año, se van a montar una serie de hojas de cálculo que nos permitan estudiar el impacto de las mejoras planteadas y el porcentaje en que se reduce la carga tras su aplicación respecto al caso base. Las mejoras que se van a analizar para cada edificio son las siguientes: • Extracción simple (caso base) • Extracción simple + control de presencia • Doble flujo con recuperador de calor • Doble flujo con recuperador de calor + control de presencia • Doble flujo con recuperador de calor + módulo adiabático (refrigeración) 12h • Doble flujo con recuperador de calor + módulo adiabático (refrigeración) 24h • Doble flujo con recuperador de calor + módulo adiabático (refrigeración) + control de presencia 6 Con los resultados obtenidos en los apartados anteriores, se llega a la conclusión de la importancia que tiene la elección de un buen sistema de ventilación debido al alto peso que presentan las cargas de ventilación en relación a las cargas totales que genera un edificio. Con las medidas planteadas somos capaces de disminuir la carga de calefacción en edificios plurifamiliares, partiendo del caso base en el que la carga de ventilación supone un 45% de la carga total del edificio hasta un 5% mediante el uso de recuperadores de calor y control de presencia, en cuanto a la refrigeración, prácticamente queda anulada. En viviendas unifamiliares, solo con el uso de un recuperador de calor, eliminamos las cargas de forma casi completa. 7 ÍNDICE Resumen 5 Índice 7 Índice de Ilustraciones 9 Índice de Tablas 10 Índice de Gráficas 12 1 INTRODUCCIÓN 13 1.1. Panorama enérgético actual y marco normativo europeo 13 1.1.1 Edificio de consume casi nulo 14 1.2. Necesidad de una nueva metodología de certificación energética unificada 15 2 INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MECÁNICA CONTROLADA (VMC) 17 3 INSTALACIÓN DE UN SISTEMA DE VENTILACIÓN MECÁNICA CONTROLADA 19 3.1. Planificación del proyecto y arquitectura 19 3.2. Ejecución de una obra de Ventilación Mecánica Controlada 19 4 VENTILACIÓN DE FLUJO SIMPLE 21 4.1. Ventilación de Simple Flujo Autorregulable 21 4.2. Ventilación de Simple Flujo Higrorregulable 22 4.3. Optimización de la Ventilación de Simple Flujo 22 5 VENTILACIÓN DE DOBLE FLUJO 24 1.3. 5.1. Tipos de sistemas doble flujo 25 5.1.1 Sistema VMC Doble Flujo Unifamiliar 25 5.1.2 Sistema VMC Doble Flujo Plurifamiliar Individualizado 26 5.1.3 Sistema VMC Doble Flujo Plurifamiliar Centralizado 26 5.2. Elementos que componen el sistema de doble flujo 27 5.2.1. Recuperador de calor 27 5.2.2. Sistema BY-PASS 29 5.2.3. Ventiladores → caudal de aire constante 30 5.2.4. Filtros 30 5.2.5. Conductos 32 5.2.6. Módulo de control automático 33 5.2.7. Módulo adiabático 33 5.3. Ventajas de la Ventilación de Doble Flujo 34 5.4. Optimización de la Ventilación de Doble Flujo 35 6 FREECOOLING 36 6.1. Introducción 36 6.2. Principio de funcionamiento 36 6.3. Tipos de Freecooling 37 6.4. Selección de sistema de Freecooling 37 6.5. Elementos que componen el sistema de Freecooling 38 6.6. Ventajas de los sistemas de Freecooling 39 6.7. Desventajas de los sistemas de Freecooling 39 6.8. Dimensionado de la instalación 39 7 ESTIMACIÓN COSTES RECUPERADOR DE CALOR 40 7.1. Análisis en €/(m3/h) 41 8 7.2. Análisis del coste total del recuperador: 41 8 CASO PRÁCTICO: VIVIENDA UNIFAMILIAR 42 8.1. Instalación de doble flujo 42 8.1.1 Esquema de distribución en árbol, conducto rígido 43 8.1.2 Esquema de distribución en estrella, conducto flexible 45 8.1.3 Conclusiones 47 8.2. Instalación de extracción simple o simple flujo 48 8.2.1. Caso 1: Estudio viviendas modelo 49 8.2.2. Caso 2: Rehabilitación Vivienda Teruel (2020) 51 8.3. Análisis casos prácticos: 53 9 CASO REAL: SIMULACIÓN DE EDIFICIOS EN DIFERENTES ZONAS CLIMÁTICAS 54 9.1. Paquetes de mejoras estudiados 54 9.1.1 Transmitancia de la envuelta 54 9.1.2 Transmitancia asociada a los puentes térmicos: 56 9.1.3 Transmitancia asociada al control solar 56 9.2. Simulación de los edificios seleccionados 58 10 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS 61 10.1. Condiciones de cálculo 61 10.2. Ejemplo de cálculo: Entremedianeras Sur 62 10.3. Análisis de resultados 63 Referencias 65 ANEXO A: INSTALACIÓN DE VIVIENDA UNIFAMILIAR CONDUCTOS RÍGIDOS 67 ANEXO B: INSTALACIÓN DE VIVIENDA UNIFAMILIAR CONDUCTOS FLEXIBLES 69 ANEXO C: CÁLCULO DE CARGAS 71 Caso 1: Extracción simple 72 Caso 2: Recuperador de calor 73 Caso 3: Módulo adiabático 74 ANEXO D: RESULTADOS DE LA APLICACIÓN DE MEJORAS A LOS EDIFICIOS 75 1.4. Bloque plurifamiliar: Entremedianeras Sur 75 1.5. Bloque plurifamiliar: manzana 77 1.6. Vivienda unifamiliar: pareado este 78 1.7. Vivienda unifamiliar: aislada este 80 9 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1: VMC simple (Sodeca) 18 Ilustración 2: VMC doble y VMC con recuperador de calor (Sodeca) 18 Ilustración 3: Sistema de ventilación Simple Flujo centralizado (Siber) 23 Ilustración 4: Sistema de ventilación Simple Flujo Individualizado (Sodeca) 23 Ilustración 5: VMC doble sin recuperador de calor (Sodeca) 24 Ilustración 6: VMC con recuperador de calor (Sodeca) 24 Ilustración 7:Sistema VMC Doble Flujo Unifamiliar (Siber) 25 Ilustración 8: Sistema VMC Doble Flujo Plurifamiliar Individualizado (Siber) 26 Ilustración 9: Sistema VMC Doble Flujo Plurifamiliar centralizador (Siber) 26 Ilustración 10: Tipos de intercambiadores (Sodeca) 27 Ilustración 11: Tipos de instalación (Sodeca) 28 Ilustración 12: Intercambio de aire recuperador de calor invierno + freecooling 28 Ilustración 13: Pretratamiento del aire de entrada 29 Ilustración 14: Filtros de aire exigidos por el RITE (Sodeca) 31 Ilustración 15: Esquema recuperador + Filtros (Sodeca) 31 Ilustración 16: Sistema de distribución en estrella (Soler & Palau) 32 Ilustración 17: Sistema de distribución en árbol (Soler & Palau) 32 Ilustración 18: Elementos control automático de un recuperador 33 Ilustración 19: Funcionamiento sistema freecooling 37 Ilustración 20: Sistema freecooling 38 Ilustración 21: Distribución en árbol, conducto rígido 43 Ilustración 22: Esquema recuperador en instalación de conductos rígidos 43 Ilustración 23: Esquema recuperador en instalación de conductos flexibles 45 Ilustración 24: Instalación de extracción simple 48 Ilustración 25: Instalación VMC extracción simple 49 Ilustración 27: Zonificación climática de España (Construmática) 58 Ilustración 28: Simulación de edificios HULC 59 16 reforzarse, modernizarse y vincularse mejor a los regímenes de certificación nacionales/regionales integrados en un marco que facilite la comprobación del cumplimiento y la eficacia del apoyo financiero. La aplicabilidad de la evaluación y de los sistemas de certificación debe evaluarse a través de un amplio conjunto de casos realistas y bien orientados, que presenten diversas ubicaciones, tipos de edificios, condiciones climáticas y prácticas de campo, incluidos los sistemas EPC nacionales existentes. El objetivo de la evaluación será demostrar el potencial de adopción de los sistemas de evaluación y certificación propuestos en toda Europa, con arreglo a criterios bien definidos. El objetivo principal es desarrollar un nuevo sistema de certificación de la eficiencia energética con vistas a una estandarización internacional para aumentar la convergencia de la evaluación y la certificación de la eficiencia energética de buena calidad y fiable y cumplir las directivas y normas de la UE. 1. Abordar los problemas actuales implicando a las partes interesadas: Organismos de certificación, entidades emisoras de EPC y usuarios finales. 2. Desarrollo de un nuevo esquema EPC de tecnología neutra basado en ISO 52016-1:2017 y EN 16798- 1:2019. 3. Demostrar y evaluar el impacto del nuevo EPC. 17 2 INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN MECÁNICA CONTROLADA (VMC) Existen varias formas de ventilar y sustituir el aire del interior de una vivienda o edificio, en estos últimos años, se ha dado un uso excesivo del aire acondicionado, especialmente en los meses de verano. Esta alternativa no es la más adecuada ya que se deben tener en cuenta los siguientes factores en relación al bienestar optimo en el interior de la vivienda o el edificio. [2] • Consumo Energético: el aire acondicionado necesita una cantidad elevada de energía para su funcionamiento, y en la actualidad, no es recomendable debido a cuestiones del CO2 y su influencia en el cambio climático. • Regulación del aire y temperatura: para un bienestar óptimo, se debe de configurar el modo de ventilación y la temperatura del aire acondicionado según las condiciones térmicas del interior de la vivienda o edificio. Una forma sencilla de ventilar y renovar el aire es abriendo las ventanas, aunque esta forma de ventilar presenta una serie de desventajas: • La energía generada para calentar o enfriar el interior de la vivienda se desperdicia. • En zonas donde la contaminación es más elevada de lo habitual, se está introduce aire contaminado al interior de la vivienda. • En zonas ruidosas, se puede llegar a generar incomodidad acústica. • La ventilación no es continua, por lo que la regeneración del aire dura muy poco tiempo. • En situaciones de condiciones climáticas adversas como la lluvia o el granizo no se puede realizar la ventilación. Como alternativa a las anteriores propuestas están los sistemas VMC (sistemas de ventilación mecánica controlada) que son aquellos en los que el movimiento del aire, introducido y expulsado en un edificio, se genera por la acción de un ventilador. Las normativas actuales, que buscan lograr una mayor eficiencia energética, han promovido la construcción de edificios cada vez más estancos. Por eso es necesario implementar soluciones de VMC para evacuar el aire viciado y aportar el aire nuevo necesario para obtener una calidad de aire interior adecuada. El Código Técnico de Edificación (CTE) establece, en su documento básico DB HS 3, los requerimientos generales de ventilación en viviendas, donde se especifica que “deben disponer de un sistema general de ventilación que puede ser híbrida o mecánica”. Los sistemas de VMC también permiten cumplir con la Directiva europea de eficiencia energética en edificios (EPBD) que entra en vigor en 2020, y que establece los requisitos mínimos óptimos de eficiencia energética que deben cubrir el edificio, sus componentes y la energía consumida en ventilación. La VMC plantea la ventilación de la vivienda en su conjunto, considerando cada estancia en función de su uso y con el objetivo de garantizar la calidad de aire de cada una de ellas. La ventilación mecánica controlada puede realizarse principalmente de dos formas: por extracción mecánica y admisión natural (sistema de simple flujo) o por extracción y admisión mecánica, conocido también como sistema de doble flujo. Ambos sistemas provocan movimiento de aire hacia los puntos húmedos desde las zonas secas por depresión en los baños y cocina. De esta manera los contaminantes generados en las zonas húmedas no se extienden por el resto de la vivienda. En el sistema de doble flujo, el aire exterior se atempera por intercambio con el aire proveniente del interior de la vivienda sin que se mezclen, lo que permite transferir la energía sin que el aire se vicie. 18 La cesión de calor en este tipo de dispositivos nos permite calentar el aire frío que entra del exterior en invierno, mientras que en verano nos permite enfriar el aire caliente del exterior. Así se reduce significativamente la carga térmica de la vivienda por ventilación. Estos sistemas realizan tanto la extracción como la impulsión del aire de manera mecánica, utilizando una red de conductos para distribuir el aire por la vivienda. Ilustración 1: VMC simple (Sodeca) Ilustración 2: VMC doble y VMC con recuperador de calor (Sodeca) 19 3 INSTALACIÓN DE UN SISTEMA DE VENTILACIÓN MECÁNICA CONTROLADA 3.1. Planificación del proyecto y arquitectura La ventilación no planificada puede provocar fugas de calor y malestar de las personas que habitan la vivienda debido a la entrada en el hogar de aire frío y ruido del exterior. Tener en cuenta la instalación de ventilación desde la fase de proyecto nos permitirá obtener mejores resultados a nivel energético, de mantenimiento y de confort para el usuario. Por ello, a nivel de proyecto debemos de tener presentes las siguientes consideraciones [3]: • Calcular y diseñar adecuadamente el sistema elegido. Es muy importante respetar las velocidades máximas de paso. También es recomendable que la presión disponible en las bocas de impulsión y extracción no sea excesiva con el objetivo de reducir el ruido generado por las mismas. • Implantar las medidas necesarias para atenuar el ruido generado por la instalación. Además de limitar la velocidad de paso de aire se deberá considerar la instalación de silenciadores que atenúen el ruido generado por el ventilador y transmitido por el conducto. • Prever sistemas que garanticen la estanqueidad de la red. • Disminuir al máximo la pérdida de carga del circuito, ya que a menor presión conseguiremos un menor consumo y menos ruido. Si aplicamos estas consideraciones en la obra obtendremos mejoras significativas: • Aumento del confort en la vivienda. Instalar los equipos en zonas en las que el ruido sea imperceptible para el usuario. Además, podremos ubicar las entradas y salidas de aire en lugares en los que éste no perciba el contraste térmico ni los movimientos de aire. • Reducción de costes de operación. La optimización del gasto energético debida a una correcta elección del sistema de ventilación y a un diseño bien calculado permite una reducción notable de la factura energética que el usuario deberá afrontar cada mes. • Simplificación de los mantenimientos. Planificar con antelación a la obra la ubicación de los conductos y equipos favorecerá un mejor acceso a los mismos a la hora de realizar el mantenimiento. 3.2. Ejecución de una obra de Ventilación Mecánica Controlada Pese a proyectar el sistema de VMC desde la fase inicial del proyecto, los cambios que se producen durante la ejecución de la obra pueden conllevar que la instalación no se corresponda con lo que habíamos definido. Por ello, debemos de realizar un seguimiento de la instalación del sistema VMC con el fin de poder beneficiarnos de todas sus ventajas. [3] Las modificaciones más habituales que se suelen producir y a las que debemos prestar atención son: • Trazado diferente a lo proyectado. Si esto sucede, deberemos confirmar con el proyectista la factibilidad de los cambios. Una instalación de VMC es más sensible a la modificación del trazado 20 que otras instalaciones, por lo que debemos de comprobar su viabilidad de cara a garantizar su correcto funcionamiento. • Cambios de sistema en aras de una reducción de costes. Tenemos que ser conscientes de que una modificación en el sistema influirá negativamente en la calidad del aire. Además, el uso de soluciones de ventilación más básicas también puede generar un mayor consumo energético y un mayor ruido, generando molestias al usuario. • Vigilancia de la estanqueidad de la red. Se debe prestar especial hincapié en la ejecución correcta del montaje de los conductos. Las posibles fugas existentes en la red generan mayor consumo del ventilador e incluso un incorrecto funcionamiento del sistema. • Evacuación de los condensados. En las instalaciones de doble flujo se generan condensaciones en el intercambiador de calor que deben ser evacuadas hacia un desagüe. Es esencial asegurarse que dicha evacuación es correcta y se deben vigilar principalmente: o Inclinación del recuperador. Ciertos equipos deben ser instalados con una pendiente que facilite la evacuación de los condensados. Conducto de desagüe. El conducto debe respetar la pendiente mínima de desagüe y deberá disponer de un sifón para evitar el revoque de olores 21 4 VENTILACIÓN DE FLUJO SIMPLE El sistema de simple flujo está diseñado para la extracción individual del aire viciado y la renovación natural del aire en las viviendas en función de caudales constantes. Su funcionamiento está basado en la extracción de aire en los baños y en la cocina (zonas en depresión) de forma que el movimiento de aire se realiza hacia los puntos húmedos desde las zonas secas. De esta manera los contaminantes y los olores generados en las zonas húmedas no se extienden por el resto de la vivienda. Los sistemas de ventilación de simple flujo se dividen en sistemas higrorregulables y sistemas autorregulables. 4.1. Ventilación de Simple Flujo Autorregulable El aire viciado es extraído en zonas húmedas como las cocinas, los cuartos de baño o los aseos a través de bocas conectadas al grupo de ventilación mediante conductos. El aire nuevo se introduce mediante entradas de aire autorregulables, las cuales pueden ser estándares o acústicas, colocadas encima de las estancias secas, como pueden ser los dormitorios, los comedores o las salas de estar. [2] Ventajas del uso de una instalación de ventilación de simple flujo autorregulable: • Mejor calidad del aire: se consigue una sensación de bienestar e higiene óptimas ya que el aire está en constante renovación, eliminando los malos olores y las humedades. • Preservación del edificio: impide el desarrollo de mohos y el deterioro de los materiales constructivos por causas como la humedad. • Facilidad de Montaje: debido a la posibilidad de montar hasta conductos rectangulares de 3 metros, junto a los empalmes y accesorios, su montaje es más sencillo en comparación con el sistema tradicional. • Flexibilidad en el dimensionado de los pisos y reducción del espacio necesario: con la combinación de los codos y accesorios, se pueden elaborar formas geométricas, pudiendo evitar obstáculos y adaptándose a cualquier tipo de edificio independientemente de sus características. • Evacuación/Conducción óptima de ventilación: se evita usar materiales de sellado, haciendo de este sistema un sistema liso y estanco con un volumen constante de extracción, evitando también turbulencias y retornos. • Mejora del tiempo de ejecución de obra: Se reduce considerablemente el tiempo de la ejecución de obra por su facilidad y rapidez de montaje. • Control de rango de ventilación: Se puede realizar un control independiente para cada vivienda. 22 4.2. Ventilación de Simple Flujo Higrorregulable El aire es extraído de las estancias y zonas húmedas, como pueden ser la cocina, los cuartos de baño o los aseos, mediante bocas higrorregulables que se abren dependiendo de la humedad detectada en el ambiente, o también mediante bocas con temporizador, las cuales están conectadas al grupo de ventilación a través de conductos. El aire nuevo entra a través de entradas de aire higrorregulables, las cuales están colocadas encima de las ventanas de las estancias secas, como pueden ser los dormitorios, las salas de estar o los comedores. De esta forma, se consigue una ventilación óptima y un bienestar general para los inquilinos de los edificios. [2] • Confort Térmico: Se logra un gran bienestar y confort térmico cuando se efectúa su instalación al eliminar las molestias debido a la circulación descontrolada del aire • Reducción de la ocupación de los conductos: Debido a sus singulares características, se pueden ahorrar varios metros cúbicos para la instalación de otros sistemas, siendo un factor clave para elegir este sistema de ventilación. • Utilización de grupos de ventilación de bajo consumo: Su funcionamiento logra que su consumo sea muy inferior con respecto a otros sistemas de ventilación. • Confort acústico garantizado: Debido a sus características se logra evitar la aparición de ruidos indeseables y lograr un confort acústico adecuado. 4.3. Optimización de la Ventilación de Simple Flujo Para que la ventilación de simple flujo funcione de manera efectiva, hay una serie de indicaciones que deben tenerse en cuenta a la hora de realizar la instalación del sistema de ventilación: [2] • Posicionamiento de las bocas de extracción: instalación de las bocas de extracción ya sean autorregulables o higrorregulables en la cocina y en el baño donde normalmente se concentran los malos olores y los excesos de humedad. En el caso de los baños, debido a la cantidad de vapor de agua que se acumula es de especial importancia que en caso de instalar sistemas de simple flujo higrorregulables una de las bocas se instale aquí. • Posicionamiento de las entradas de aire: las entradas de aire normalmente se instalan en los salones y los dormitorios, para permitir que los lugares donde se pasa más tiempo cuenten siempre con aire renovado y de calidad. • Sistema adecuado para edificios colectivos: la envergadura de estos proyectos es mayor, los costes son más altos y es necesario estudiar la estructura y posicionamiento de toda la vivienda para una instalación óptima. Es por ello que es adecuada la instalación de sistemas de simple flujo centralizados ya que posibilitan agrupar los canales de extracción. • Limpieza periódica de las rejillas para un correcto funcionamiento de la extracción. Este sistema de ventilación es aplicable tanto en el sistema centralizado propio de una vivienda como en el colectivo. 23 A modo de ejemplo, se van a mostrar mediante una serie de ilustraciones los flujos de extracción de aire y los de renovación de aire, así como la red de conductos necesaria para realizar la instalación en una vivienda individual y en un edificio plurifamiliar. Ilustración 3: Sistema de ventilación Simple Flujo centralizado (Siber) Ilustración 4: Sistema de ventilación Simple Flujo Individualizado (Sodeca) Para los el colectivo, es necesario resaltar como una de las principales ventajas el poder regular cada vivienda de forma independiente. 24 5 VENTILACIÓN DE DOBLE FLUJO Este sistema es llamado de doble flujo debido a que es capaz de realizar por sí mismo la extracción del aire hacia el exterior y la introducción del aire renovado, de manera mecánica. Esta solución monta también una unidad recuperadora de calor que conecta los impulsos de entrada y salida de aire, por lo que es considerado eficiente energéticamente. Con los sistemas de ventilación de doble flujo es posible ahorrar energía en invierno y también en verano. Es necesario tener en cuenta que se exige la instalación de recuperadores de calor en toda instalación climatizada que trate un caudal superior a 1800 m3/h. Ilustración 5: VMC doble sin recuperador de calor (Sodeca) Ilustración 6: VMC con recuperador de calor (Sodeca) 25 1.3. 5.1. Tipos de sistemas doble flujo Según la distribución de los conductos y de cómo se realiza el aporte de aire a cada vivienda, podemos distinguir entre varios casos de VMC de doble flujo, para unifamiliares y para edificios plurifamiliares: el centralizado y el individualizado. 5.1.1 Sistema VMC Doble Flujo Unifamiliar La unidad compacta de extracción y de impulsión es propia de la vivienda. Ilustración 7:Sistema VMC Doble Flujo Unifamiliar (Siber) 32 5.2.5. Conductos Los conductos forman las redes de distribución del aire a cada estancia. La distribución del aire se puede hacer de varias formas: 5.2.5.1. Sistema de distribución en Estrella La distribución se realiza a través de un plénum (el diseño de esta cámara tiene como resultado que la presión del gas introducido se reparta de igual manera en toda la superficie interna: El aire se reparte a todo el interior de dicho volumen, permitiendo que cualquier tipo de salida o arranque desde este espacio se produzcan a una misma presión) que reparte el aire a cada habitación con redes independientes. Ilustración 16: Sistema de distribución en estrella (Soler & Palau) 5.2.5.2. Sistema de distribución en Árbol La red de conductos se ramifica mediante accesorios para llegar a cada habitación. Ilustración 17: Sistema de distribución en árbol (Soler & Palau) 33 5.2.6. Módulo de control automático En los recuperadores, el control automático puede aportar una gran variedad de funciones según series o modelos de equipos, las más significativas son: · Programación horaria. · Número de velocidades y posibilidad de regulación de velocidad variable (VSD). · Control de caudal según niveles de CO2 o presión de aire en conducto mediante una sonda. · Conexión del equipo a un sistema de control centralizado (BMS), habitualmente mediante protocolo MODBUS RTU. Además, puede incluir control de batería de agua y batería eléctrica. En el caso de las unidades de filtración, se dispone de: · Manómetros y presostatos que permiten detectar la necesidad de reemplazo de los filtros · Accesorios que regulan el ventilador para estabilizar el caudal y aumentar la vida de los filtros. 5.2.7. Módulo adiabático El proceso de enfriamiento adiabático o enfriamiento evaporativo, se usa principalmente en procesos industriales, aunque también tiene su uso para sistemas de climatización de edificios. Analizando los distintos fabricantes de recuperadores de calor, el módulo adiabático no se utiliza en viviendas unifamiliares, sino en sistemas con caudales de aire más elevados. El enfriamiento adiabático es un proceso físico mediante el cual se produce el enfriamiento del aire mediante la evaporación de agua previamente añadida. Para conseguir la evaporación de agua en la corriente de aire, lo más habitual es la pulverización directa de microgotas de agua o vapor, existiendo otros sistemas alternativos como el uso de paneles húmedos que son atravesados por la corriente de aire. Este hecho provoca una disminución de la temperatura seca del aire y un aumento de la humedad absoluta y relativa. Los procesos de enfriamiento adiabático en climatización pueden encontrarse aplicados al aire de aportación, lo que se denomina enfriamiento adiabático directo, o bien aplicados a sistemas de doble flujo con recuperador de calor, enfriando el aire de extracción previamente a su paso por el intercambiador de calor, en tal caso se denomina enfriamiento adiabático indirecto. En nuestros casos de estudio nos quedaremos con este último caso. El consumo de energía de estos sistemas es muy bajo, ya que solo existe consumo en los ventiladores utilizados para el trasiego del aire, y de las pequeñas bombas necesarias para recircular el agua de refrigeración. Por el contrario, en los sistemas de climatización convencionales el enfriamiento se basa en el uso de máquinas frigoríficas compuestas de compresores frigoríficos lo que conlleva un elevado consumo de energía eléctrica. Ilustración 18: Elementos control automático de un recuperador 34 El proceso de enfriamiento adiabático permite conseguir enfriamientos del aire entre 2 ºC y 10 ºC. No obstante, el enfriamiento producido con un sistema adiabático depende de las condiciones higrométricas del aire y de la temperatura del agua. El parámetro más limitante es la humedad relativa del aire a enfriar. Cuanto mayor sea la humedad relativa del aire de entrada, menor será el potencial de enfriamiento del sistema. Por ese motivo, el funcionamiento idóneo de este tipo de sistemas de climatización se da en zonas secas y con altas temperaturas, normalmente, las más alejadas de la costa. El único riesgo para la seguridad reside en controlar que no se produzca una proliferación de legionela. Esta bacteria produce la infección en los humanos cuando el agua contaminada se pulveriza en forma de aerosol. Esto puede controlarse de forma sencilla mediante un simple proceso de cloración del agua y adición de otras sustancias específicas además de un elevado control del mantenimiento de los equipos. En los ejemplos estudiados, al utilizarse el módulo adiabático para enfriar el aire de extracción previo al paso por el recuperador, no debemos preocuparnos de riesgos como la legionela al ventilar ya que el aire va a ser expulsado a la calle tras usarse para enfriar el nuevo aire de ventilación. [4] 5.3. Ventajas de la Ventilación de Doble Flujo Tradicionalmente, a la hora de ventilar y sustituir el aire del interior de una vivienda o edificio se suele recurrir al aire acondicionado o directamente a la ventilación natural, especialmente en los meses de verano. En el caso del aire acondicionado, existen 2 elementos principales que desaconsejan su uso: • Consumo Energético: el aire acondicionado necesita una cantidad elevada de energía para su funcionamiento, y en la actualidad, no es recomendable debido a cuestiones del CO2 y su influencia en el cambio climático. • Regulación del aire y temperatura: frente a la ventilación de doble flujo, el aire acondicionado posee menos medios para configurar el modo de ventilación y la temperatura del aire según las condiciones térmicas del interior de la vivienda o edificio. Por otro lado, la ventilación natural presenta varios problemas: • Al abrir las ventanas, la energía generada para calentar o enfriar el interior de la vivienda se desperdicia. • En zonas donde la contaminación es más elevada de lo habitual, se está introduciendo un aire contaminado al interior. • En zonas ruidosas, se puede llegar a generar incomodidad acústica. • La ventilación no es continua, por lo que la regeneración del aire dura muy poco tiempo. Es por esto, que los sistemas de ventilación de doble flujo se adaptan más a nuestras necesidades, presentando una serie de características y ventajas únicas. • Eficiencia Energética: con un intercambio térmico entre los flujos del aire en el interior de un intercambiador, el aire se calienta o se enfría sin tener un consumo extra de energía, ahorrando de esta forma energía en la climatización. • Aire más limpio: gracias a los filtros del aire por los que está constituido el sistema, se podrá disfrutar de un aire más limpio y también evitar las molestias respiratorias que se puedan sufrir. • Aire Climatizado: se introducirá el aire climatizado gracias a la unidad recuperadora de calor. Con el intercambiador se facilita la cesión de temperatura del aire viciado del interior al aire que entra del exterior del edificio. Así, se calienta el aire y climatizamos la estancia, siendo a la inversa en verano. 35 En el caso del invierno, el aire cálido del interior se expulsa y se introduce aire frío del exterior, perdiendo una cantidad insignificante de energía. • No aire acondicionado: con el uso de la ventilación de doble flujo se evitan los sistemas de combustión o de aire acondicionado, ahorrando en energía, y, por consiguiente, en la factura de la luz. • Consumo mínimo: este sistema tiene un gasto igual al del standby de un televisor, por lo que el consumo energético es mínimo. Además, si el sistema de ventilación de doble flujo es independiente, se evitan los problemas de ruidos y acústica, ya que se ubicaría en el exterior de la vivienda, pudiendo lograr conseguir un buen confort en el hogar. [5] 5.4. Optimización de la Ventilación de Doble Flujo Diferentes factores tienen que tenerse en cuenta para conseguir el excelente funcionamiento de un sistema de ventilación de doble flujo. El primero es la ubicación del sistema, ya que puede generar ruidos no deseables, siendo un sistema que funciona las 24 horas del día y los 365 días del año. La unidad recuperadora de calor del sistema de doble flujo se tiene que montar en una zona calefactada, de esta forma, se evitan las pérdidas energéticas. El problema que genera son los ventiladores de extracción y los ventiladores de introducción, los cuales pueden generar ruidos molestos en la vivienda. Para solucionar esta problemática, se debe de buscar una zona para los ventiladores y el recuperador de calor la cual elimine o disminuya el ruido generado. El sistema que mejor se adapta para conseguir este objetivo es el sistema independiente, ubicando la unidad de calor en una zona calefactada, y los ventiladores en zonas donde no molesten. Estos sistemas, al poder instalarse la unidad recuperadora de calor en una zona climatizada, hacen que se eviten posibles pérdidas de energía gracias a las diferencias de temperatura entre el clima del interior y el clima del exterior. Además, los sistemas de ventilación de doble flujo independientes cuentan con la ventaja de la instalación de los ventiladores, pudiendo instalarse en zonas no habitables, como las buhardillas o los sótanos. Así, al ubicarse los ventiladores fuera de la vivienda o lugares transcurridos, se evitan los ruidos y problemas de acústica. [5] 36 6 FREECOOLING 6.1. Introducción El Freecooling o enfriamiento gratuito es una técnica que consiste en aprovechar las bajas temperaturas exteriores para enfriar una estancia o local por medios mecánicos y controlados. Es un sistema que aprovecha muchas ventajas de la ventilación natural y elimina gran parte de sus inconvenientes. Además de un ahorro económico, el freecooling supone una mejora de la calidad del aire interior de los edificios, pues al emplear aire frío del exterior para disipar las cargas del interior de los recintos se incrementa el caudal de aire exterior (mayor renovación del aire). Las unidades de tratamiento de aire han de estar equipadas con los adecuados sistemas de compuertas, ventiladores y control, imprescindibles para poder realizar un control y seguimiento de la instalación. Un sistema free cooling a través de un control adecuado debe posibilitar seleccionar las diferentes situaciones de cargas internas y climáticas que se pueden desarrollar, de manera que se pueda actuar sobre las compuertas de aire y los equipos. Así se podrá conseguir que el aire de impulsión alcance las condiciones de humedad y temperatura adecuadas con el menor coste energético posible. Los sistemas de Freecooling son de fácil aplicación integrados en sistemas de climatización en los que se requiere refrigeración mecánica o en sistemas de doble flujo. De hecho, la normativa europea, exige que los equipos que consumen más de 30W por motor dispongan de by-pass. En el caso residencial, su aplicación es menos efectiva puesto que los caudales pequeños de aire no permiten modificar de una manera sensible la temperatura interior. 6.2. Principio de funcionamiento Si la entalpía del aire exterior (o la temperatura, según el sistema de control empleado) es menor que la entalpía o temperatura del aire del local, es más eficiente emplear aire exterior en lugar de hacer recircular aire de retorno del propio local (sistema de climatización convencional). Según el control utilizado, existen tres tipos de sistemas: • De enfriamiento gratuito por control de entalpía puro. • De enfriamiento gratuito por control de temperatura seca. • De enfriamiento gratuito por control de entalpía mejorado. Durante el funcionamiento del sistema pueden darse tres situaciones distintas [6]: • La temperatura del aire exterior es menor que la temperatura del aire de impulsión. En este caso el sistema regula las compuertas hasta lograr una mezcla de aire exterior y aire de retorno con la temperatura de refrigeración deseada. Así obtenemos refrigeración de forma gratuita. • La temperatura del aire exterior es mayor que la temperatura del aire de impulsión, pero menor que la temperatura del aire de retorno del local. En esta situación el sistema de frío debe trabajar hasta rebajar la temperatura exterior hasta alcanzar la temperatura de impulsión. • La temperatura del aire exterior es mayor que la temperatura de retorno del local. Si se quiere refrigerar la estancia se tendrá que poner en funcionamiento el sistema de aire acondicionado convencional. 37 Ilustración 19: Funcionamiento sistema freecooling 6.3. Tipos de Freecooling Podríamos clasificar los distintos tipos de freecooling en dos grandes grupos: • Free cooling directo: se introduce aire exterior directamente al local cuando las condiciones son propicias para refrigerarlo. • Free cooling indirecto: Se emplea un fluido intermedio para intercambiar energía con el aire exterior y de esta manera refrigerar el local sin introducción de aire exterior. Es necesario tener en cuenta que la introducción de un intercambio energético conlleva unas pérdidas de energía que irán determinadas por el equipo y sistemas empleados. 6.4. Selección de sistema de Freecooling Condiciones climáticas: de forma generalizada se podría decir que, para ubicaciones secas, el freecooling directo se postularía como la mejor opción y por el contrario para localidades húmedas, los sistemas de freecooling indirecto podrían recuperar la diferencia de eficiencia respecto a sistemas directos con mayor número de horas de funcionamiento. Características de la instalación: otro factor a tener en cuenta son las características de cada sistema y donde se va a implementar. Un ejemplo de ello, para refrigerar una potencia dada, las instalaciones de free cooling a través de aire (ya sea directo o indirecto) deben suministrar un gran caudal de aire exterior y por tanto supone una sección de conductos de impulsión y extracción considerable, mientras que con una instalación de freecooling indirecto a través de agua, la sección de las tuberías de impulsión y retorno será muy inferior debido al poder caloportador del agua en relación al aire. Este factor nos hará decidirnos por una instalación de freecooling indirecto a través de agua cuando no dispongamos de patinillos o pasos de conductos suficientes para plantear un freecooling por aire. 38 6.5. Elementos que componen el sistema de Freecooling Se compone de un sistema con tres compuertas de aire situadas de forma que la compuerta de aire de retorno se encuentra en serie con los ventiladores de aire tanto de retorno como de impulsión. Las otras dos compuertas, en cambio, se encuentran paralelas (la compuerta de expulsión se sitúa en el circuito del ventilador de retorno y la compuerta de aire exterior, en el circuito del ventilador de impulsión). [7] Ilustración 20: Sistema freecooling Leyenda: (1) Compuerta de Expulsión de aire (2) Compuerta de Toma de Aire Exterior (3) Compuerta de By-Pass Funcionamiento de un sistema de Free Cooling: En condiciones extremas (verano), la compuerta de retorno de aire (3) permanece abierta al máximo mientras que las compuertas (1) y (2) se cierran para asegurar un mínimo caudal de aire de renovación. Hay que hacer notar que la posición mínima de las compuertas (1) y (2) será aquella que asegure el caudal mínimo de Aire Exterior en el edificio de acuerdo a lo establecido por normativa. Cuando las condiciones del aire exterior (AE) son adecuadas, se abren las compuertas (1) y (2) y se cierra la compuerta de by-pass (3). Por condiciones adecuadas, se entiende aquellas en las que la energía (sensible o total dependiendo qué si sólo tenemos opción de controlar la temperatura o temperatura y humedad) sea menor que la del local. Las compuertas (1) y (2) están enclavadas de manera que cuando una abre también abre en la misma proporción y viceversa. Asimismo, y en esa misma medida la compuerta (3) también ha de estar enclavada de manera que cuanto más abre la compuerta (1) y (2), la compuerta (3) se cierra. 39 6.6. Ventajas de los sistemas de Freecooling Según el Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios, incluir subsistemas de free cooling es obligatorio en todos los sistemas de climatización todo aire de potencia útil nominal mayor que 70 kW en régimen de frío. Esto es porque se trata de una forma de refrigeración natural muy eficiente. [8] • Permite un ahorro considerable en cuanto a consumo energético. • Reduce la cantidad de emisiones de CO2 a la atmósfera contribuyendo así a la preservación del medio ambiente lo cual supone una ventaja competitiva frente a otros sistemas a nivel medioambiental. • Permite aprovechar el sistema de distribución por rejillas existente y realizar una distribución homogénea del aire exterior como parte de un sistema de climatización. • Permite una ventilación efectiva del espacio al mismo tiempo que lo refrigera. • Si se programa como refrigeración nocturna, permite eliminar el calor remanente (reducir las cargas térmicas) del interior del edificio que captan paredes y mobiliario en forma de radiación. • Mejora la calidad del aire interior de los edificios. 6.7. Desventajas de los sistemas de Freecooling Principales desventajas [6]: • Requiere el uso ventiladores, compuertas, filtros y un sistema completo de acondicionamiento y distribución de aire. • Requiere de un consumo de energía eléctrica (uso de ventiladores). • El éxito del sistema depende en gran medida del sistema de control utilizado para gestionar la entrada del aire exterior cuando sea necesario, sin que afecte al confort y produciendo los ahorros deseados. 6.8. Dimensionado de la instalación Una vez determinado el sistema de freecooling que mayor rendimiento nos va a ofrecer, hay que realizar el diseño de detalle de la solución, teniendo en cuenta las características específicas del proyecto. La simulación energética nos habrá obligado previamente a realizar un diseño preliminar, pero este es el momento en el que hay que tener en cuenta las dimensiones y tamaños de los equipos, tuberías, conductos, selección de ventiladores, bombas, equipos de producción, transporte y unidades terminales, que vendrán fijadas por la potencia disipada por los equipos y el resto de los elementos de la instalación. Además, se debe definir un sistema de control acorde con los requerimientos de este tipo de sistemas, capaz de regular la instalación en función de la demanda interna de potencia y las condiciones climatológicas exteriores, seleccionando en todo momento el modo de funcionamiento más eficiente. 40 7 ESTIMACIÓN COSTES RECUPERADOR DE CALOR El elemento más importante a nivel de costes de una instalación de ventilación, es el recuperador de calor por lo que se ha realizado de forma independiente un estudio de los modelos que hay actualmente en el mercado. Este análisis pretende obtener unas ecuaciones que nos sirvan para estimar el precio del recuperador en función del caudal de aire que se necesite introducir en las viviendas o edificios. Para establecer un patrón valido, se han seleccionado una muestra de recuperadores con unas características similares: • Eficiencia superior al 75%, llegando en varios modelos a eficiencias por encima del 90%. • Nivel sonoro adecuado para el uso doméstico • Control del aire de ventilación introducido mediante la regulación de la velocidad de los ventiladores. • Equipados con by-pass. Para este estudio, se ha extraído la información de los catálogos de los siguientes fabricantes: • Salvador Escoda • Siber • Aldes • Daikin • Tecna • Luymar • Soler & Palau En total se han analizado 16 modelos de recuperadores, y un total de 90 equipos. La información obtenida nos ha servido para realizar una curva en la que podemos obtener una estimación del precio total del recuperador en función de los m3/h y otra en la que podemos realizar un cálculo del coste en euros por m3/h. 41 7.1. Análisis en €/(m3/h) En este caso, se ha representado el coste en euros de cada m3/h frente al caudal máximo de cada recuperador estudiado. Se comprueba que el coste se estabiliza en torno a los 2€ para los recuperadores cuyo caudal es superior a los 1000 m3/h, siendo el coste más elevado en los de uso doméstico o viviendas unifamiliares. La línea de tendencia que más se ajustaba a los valores obtenidos se corresponde con una potencial cuyos parámetros son los siguientes: y = 227,88x-0,603 R² = 0,8961 Gráfica 1: Coste en €/(m3/h) del recuperador 7.2. Análisis del coste total del recuperador: Con la información obtenida, hemos establecido una gráfica que nos permita estimar el precio del recuperador en función de los m3/h que necesitemos introducir para cubrir la demanda de ventilación. Como podemos observar ha sido más complicado en este caso obtener la línea de tendencia, debido a que en recuperadores con caudales más pequeños el precio es bastante dependiente del modelo y del fabricante, así como los extras que incluyen. La línea de tendencia con la que se obtuvo un mejor ajuste era la lineal: y = 1,3982x + 1848,9 R² = 0,8337 Gráfica 2: Coste total recuperador de calor y = 227,88x-0,603 R² = 0,8961 0 2 4 6 8 10 12 14 0500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Caudal €/(m3/h) Caudal (m3/h) Recuperador de calor y = 1,3982x + 1848,9 R² = 0,8337 1.000 1.750 2.500 3.250 4.000 4.750 5.500 6.250 7.000 0500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Coste Recuperador € Caudal (m3/h) Recuperador de calor 48 8.2. Instalación de extracción simple o simple flujo En el anterior caso práctico, se ha separado los costes de la impulsión y de la extracción. Se diseño una impulsión hacia los dormitorios y el salón, y una extracción en las zonas húmedas, cocina y baños. En este caso, vamos a estimar el coste de la extracción, mediante el diseño de una instalación de simple flujo. Ilustración 24: Instalación de extracción simple Tras revisar varios proyectos de ejecución, la extracción simple se suele realizar mediante una distribución de aire por conductos rígidos, por lo que para la estimación vamos a utilizar los accesorios y componentes del primer caso práctico. Además del primer caso, donde toda la extracción se ve focalizada en un VMC de simple flujo, pueden existir casos donde la disposición de la vivienda, no permita realizar este diseño, por lo que se ha buscado un proyecto de ejecución que implemente otro tipo de solución para analizarlo. 49 8.2.1. Caso 1: Estudio viviendas modelo El objetivo es realizar una estimación del coste de la instalación de extracción en función de los metros de conductos necesarios. Esta solución se implementa mediante un VMC de simple flujo en el que todos los conductos de extracción quedan acoplados. Los precios de los materiales y accesorios se han obtenido del catálogo de Tecna 2021, comparándolo con otros catálogos, los precios de los accesorios no presentan una variación muy significativa con respecto a otros fabricantes. Es importante tener en cuenta que no está incluido el precio de la mano de obra en estos cálculos. Las zonas en las que se va a extraer aire son la cocina y los baños, y la red de extracción va a ser diseñada de esta forma del siguiente esquema. Ilustración 25: Instalación VMC extracción simple El VMC de simple flujo está formado por: • Caja extractora autorregulables de bocas múltiples (caudal 150m3/h). Precio 230 € • Extractores de bocas múltiples para ventilación mecánica. Precio 146 € Por tanto, el módulo de VMC, tendría un coste total de 376 €. Este coste, lo podemos considerar como fijo en nuestra estimación para viviendas unifamiliares ya que cubriría todo el rango de viviendas estudiados, desde 1 vivienda con un dormitorio + un baño (50 m3/h) hasta una vivienda de 5 dormitorios y 2/3 baños (122 m3/h). El regulador de velocidad viene incluido en el VMC. En viviendas unifamiliares, debemos distinguir entre dos casos, en función del caudal de ventilación. Si el caudal es inferior o superior a 100m3/h. 50 8.2.1.1. Si el caudal es inferior a 100m3/h: • Empalme Redondo D-100. Precio: 0.84 €/Ud. • Bocas extracción A 100 VR. Precio: 3.95 €/Ud. • Codo Redondo 90 D-100. Precio: 2.33 €/Ud. • Abrazadera Redonda D-100. Precio: 1.22 €/Ud. • Te tres bocas redondas D-100. Precio: 4.4 €/Ud. Por tanto, podemos decir que el coste de los accesorios de cada boca de extracción fijo es de 12.74 €/extracción. A estos elementos, es necesario sumarle la reducción circular necesaria, el conducto flexible que va desde el módulo VMC hasta el exterior, el conducto rígido que va desde cada boca de extracción hasta él. • Reducción circular 125/100: Precio: 2.8€/Ud. • Conducto flexible 125 ISODUCT. Precio: 3.62 €/m • Conducto Tubo Redondo D-100*1500 - Precio: 5.12 €/m 8.2.1.2. Si el caudal es inferior a 100m3/h: • Empalme Redondo D-120. Precio: 1.5 €/Ud. • Bocas extracción A 125 VR. Precio: 4.95 €/Ud. • Codo Redondo 90 D-120. Precio: 3.26 €/Ud. • Abrazadera Redonda D-120. Precio: 1.61 €/Ud. • Te tres bocas redondas D-120. Precio: 12.55 €/Ud. Por tanto, podemos decir que el coste de los accesorios de cada boca de extracción fijo es de 23.87 €/extracción. A estos elementos, es necesario sumarle la reducción circular necesaria, el conducto flexible que va desde el módulo VMC hasta el exterior, el conducto rígido que va desde cada boca de extracción hasta él. • Reducción circular 150/120: Precio: 2.8€/Ud. • Conducto flexible 160 ISODUCT. Precio: 3.98 €/m • Conducto Tubo Redondo D-120*1500 - Precio: 8.12 €/m 8.2.1.3. Conclusiones Podemos sacar dos ecuaciones para la estimación de una instalación de extracción simple en una vivienda: X = Cf * 3.62 + Cr * 5.12 + Nex * 12.74 + 378.8 para caudales inferiores a 100m3/h X = Cf * 3.98 + Cr * 8.12 + Nex * 23.87 + 378.8 para caudales superiores a 100m3/h Siendo: X: el coste de la instalación (sin mano de obra) Cf: metros de conductos flexible Cr: metros de conductos rígidos Nex: número de extracciones necesarias (cocina y baños) 51 8.2.2. Caso 2: Rehabilitación Vivienda Teruel (2020) En este caso, debido a la distribución de las viviendas (parcela con dos viviendas unidas) se ha elegido que cada extracción vaya directamente hacia la cubierta por lo que es necesario de un ventilador en cada salida. 8.2.2.1. Componentes de la instalación • Vivienda unifamiliar 1: 4 dormitorios y 3 baños (2 en la planta baja y 1 en la planta superior) o Ventiladores helicocentrífugos in-line de bajo perfil TD-160/100 SILENT de S&P: 4 Uds. o Conducto formado por tubo helicoidal de chapa de acero galvanizada de 0,5 mm de espesor, de diámetro 125 mm. Totalmente instalado; i/p.p. de piezas de unión, piezas especiales, anclajes, fijaciones y medios auxiliares. Total: 11 m ▪ Cocina pb → 3 m ▪ Baño pb → 4 m ▪ Baño p1 → 3 m ▪ Baño p1 → 2 m o Rejilla de extracción de aire autorregulable: 4 Uds. • Vivienda unifamiliar 2: 3 dormitorios y 2 baños (1 en la planta baja y 1 en la planta superior) o Ventiladores helicocentrífugos in-line de bajo perfil TD-160/100 SILENT de S&P: 3 Uds. o Conducto formado por tubo helicoidal de chapa de acero galvanizada de 0,5 mm de espesor, de diámetro 125 mm. Totalmente instalado; i/p.p. de piezas de unión, piezas especiales, anclajes, fijaciones y medios auxiliares. Total 9 m ▪ Cocina pb → 3 m ▪ Baño pb → 4 m ▪ Baño p1 → 2 m o Rejilla de extracción de aire autorregulable: 3 Uds. Para poder comparar el coste de esta solución frente a la del caso anterior, vamos a diferenciar el coste de los componentes y de la mano de obra: • Ventiladores helicocentrífugos in-line de bajo perfil TD-160/100 SILENT de S&P o Coste mano de obra: 5.75 €/Ud. o Coste unidad: 86.37 €/Ud. • Metro de conducto formado por tubo helicoidal + accesorios: o Coste mano de obra: 14.46 €/m o Coste unidad: 4.07 €/m • Rejilla de extracción de aire autorregulable o Coste mano de obra: 3.35 €/Ud. o Coste unidad: 3.8 €/Ud. 52 8.2.2.2. Conclusiones Del mismo modo que en el primer caso, vamos a sacar una ecuación que nos permita realizar una estimación simplificada del coste de esta solución. Es necesario tener en cuenta que esta solución tiene una bastante dependencia del ventilador elegido. Cada extracción cuenta con una rejilla y su propio ventilador de extracción, por lo que: X = Chel * 4.07 + Nex * 90.17 sin tener en cuenta el coste de la mano de obra. X = Chel * 18.53 + Nex * 99.27 teniendo en cuenta el coste de la mano de obra Vivienda 1: • Coste de la instalación sin mano de obra: 405.45€ • Coste de la instalación con mano de obra: 600.91€ La mano de obra supone un 32.5% del coste de la instalación. Vivienda 2: • Coste de la instalación sin mano de obra: 307.14€ • Coste de la instalación con mano de obra: 464.58€ La mano de obra supone un 33.9% del coste de la instalación. De estos resultados, podemos sacar como conclusión que el elemento que sufre mayor variación en este tipo de instalaciones es la instalación de los conductos debido a que la mano de obra prácticamente triplica el valor del material. 53 8.3. Análisis casos prácticos: Vamos a realizar una comparativa entre los costes de una instalación de doble flujo y una de simple flujo, para que en el siguiente capítulo cuando analicemos la disminución de las cargas debido al recuperador podamos tener un criterio para saber si el ahorro obtenido con el uso de recuperador se compensa con el sobrecoste inicial de la instalación. Para la obtención de los datos se han usado los mismos elementos en ambas instalaciones y el mismo fabricante. Tabla 3: Comparativa Doble flujo vs Simple flujo Caso Distribución de la vivienda Coste Instalacion Doble Flujo con recuperador (€) Coste Instalacion Simple Flujo (€) 1 Salón + Cocina + Baño + 1 Dormitorio 1617,13 443.36 2 Salón + Cocina + Baño + 2 Dormitorios 1656.73 462.22 3 Salón + Cocina +2 Baños + 2 Dormitorios 1692.95 472.46 4 Salón + Cocina +2 Baños + 3 Dormitorios 1894.18 551.51 5 Salón + Cocina + 2/3 Baños + 4 Dormitorios 1958.91 591.62 6 Salón + Cocina + 2/3 Baños + 5 Dormitorios 1991.58 599.74 54 9 CASO REAL: SIMULACIÓN DE EDIFICIOS EN DIFERENTES ZONAS CLIMÁTICAS Para este capítulo se han realizado la simulación de 4 edificios en distintas situaciones climáticas mediante el programa HULC. Esta versión de la Herramienta Unificada LIDER/CALENER (HULC) facilita la verificación del CTE DB-HE 2019 y emite un informe para la Certificación energética de edificios. 9.1. Paquetes de mejoras estudiados En cuanto a la transmitancia térmica, a la hora de realizar las simulaciones, existen numerosas soluciones posibles que cumplen el K límite variando las transmitancias de muros, cubiertas, suelos y ventanas por un lado y de las transmitancias lineales de los puentes térmicos por otro. Para limitar el número de casos a estudiar se han definido paquetes de soluciones Inter consistentes, de forma que no aparezcan combinaciones inverosímiles o poco probables en las que se mezcla por ejemplo una ventana de altísimas prestaciones con un muro de fachada con un muy bajo nivel de aislamiento. Los paquetes comprenden 3 combinaciones para las transmitancias de la envuelta (dependientes de la zona climática) y otras tres combinaciones para las transmitancias lineales de los puentes térmicos. La búsqueda de las combinaciones de transmitancias se realiza mediante un algoritmo que gestiona las 9 soluciones pivote y sus interpolaciones de forma que se minimice el coste de la solución priorizando la mejora la transmitancia de los elementos de la envuelta sobre la mejora de la transmitancia lineal de los puentes térmicos. Finalmente, es importante destacar que la obtención de la solución que permite verificar la exigencia del K límite es un paquete obtenido mediante interpolación entre los paquetes anteriores. 9.1.1 Transmitancia de la envuelta Vamos a trabajar con 3 paquetes de soluciones. • Valores mínimos: Este paquete se corresponde con los valores mínimos incluidos en la tabla 3.1.1.a-HE1 que se reproduce a continuación: Tabla 4: Valores mínimos para la transmitancia térmica 55 • Valores recomendados: Este último paquete se corresponde con los valores recomendados incluidos en la tabla a del Anexo E del borrador del nuevo Código Técnico de la Edificación. Tabla 5: Valores recomendados para la transmitancia térmica • Alta eficiencia: Se establece un límite a las transmitancias de los elementos de la envuelta correspondiente a la solución de alta eficiencia. Este límite se obtiene de la combinación que originó el coste óptimo en los estudios de fijación de requisitos mínimos de la actualización de 2013 del CTE-HE. En la figura siguiente se ilustra cómo se obtiene la combinación de coste óptimo que se corresponde con el punto 4. Ilustración 26: Obtención del coste optimo 56 A modo de resumen se presentan las transmitancias (W/m2K) de los tres paquetes citados para las diferentes zonas climáticas: Tabla 6: Transmitancia térmica envuelta - paquetes de mejoras 9.1.2 Transmitancia asociada a los puentes térmicos: Para los puentes térmicos lineales (TTL), se han tomado asimismo los tres paquetes que se incluyen en la tabla siguiente: Tabla 7: Transmitancia puente térmicos – paquete de mejoras 9.1.3 Transmitancia asociada al control solar Debido a que todos los edificios simulados deben cumplir todas las exigencias del CTE, es necesario evaluar la necesidad de instalar elementos de control solar. Se ha evaluado y estimado cuál debería ser el factor solar (también denominado transmitancia total de energía solar) medio que requerirían los huecos especificados en el apartado anterior para cumplir la exigencia de 2 kWh/m²·mes durante julio. 57 En la tabla siguiente se muestran los valores de la transmitancia total de energía solar para cada caso. ZONA 1 ZONA 2 ZONA 3 ZONA 4 Bloque entremedianeras Sur 0.47 0.45 0.44 0.43 Bloque Manzana 0.36 0.33 0.33 0.31 Unif Aislada Este 0.26 0.24 0.24 0.23 Unif pareada este 0.23 0.21 0.21 0.20 Tabla 8: Transmitancia total de energía solar Puesto que la transmitancia total de energía solar que tienen las ventanas sin elemento de sombra móvil es mayor en todos los casos que el reflejado en esta tabla, se concluye que para cumplir la exigencia es necesario en todos los casos recurrir a un elemento específico de control solar, aunque el efecto requerido, de acuerdo con la EN 14501 cae en la mayoría de los casos en la categoría de pequeño o moderado. Tabla 9: Clases térmicas según la normativa EN 14501 64 Tabla 16: Porcentaje de mejora viviendas unifamiliares – refrigeración Comprobamos que el porcentaje del peso de la ventilación en caso de viviendas plurifamiliares es más dependiente del diseño del edificio estudiado, y en las unifamiliares prácticamente no varía con relación a la disposición de la vivienda. Pareado Este Aislado Este Extracción Simple 5,80% 6,16% Extracción Simple + control de presencia 4,12% 4,35% Recuperador 7,06% 0,78% Recuperador + control de presencia 5,07% 0,56% Refrigeración 65 REFERENCIAS [1] Siber, de Hacia un futuro sostenible: la ventilación de doble flujo. [2] Siber, «Ventilación de Simple Flujo,» [En línea]. Available: https://www.siberzone.es/sistemas-de- ventilacion/ventilacion-de-simple-flujo/. [3] S. &. Palau, «Ventilación Mecánica Controlada (VMC),» [En línea]. Available: https://www.solerpalau.com/es-es/blog/ventilacion-mecanica-controlada/. [4] S. &. Palau. [En línea]. Available: https://www.solerpalau.com/es-es/blog/enfriamiento-adiabatico/. [5] Siber, «Ventilación de Doble Flujo,» [En línea]. Available: https://www.siberzone.es/sistemas-de- ventilacion/ventilacion-de-doble-flujo/. [6] Natuygy, «¿Sabes lo que es el free cooling?,» [En línea]. Available: https://www.naturgy.es/empresas/blog/sabes_lo_que_es_el_free_cooling. [7] S. y. proyectos, «Freecooling,» [En línea]. Available: https://www.simulacionesyproyectos.com/blogingenieria-arquitectura/free-cooling-ventilacion-natural-mecanica/. [8] C. Group, «Free cooling: ventilación natural para mejorar la eficiencia energética,» [En línea]. Available: https://www.cottesgroup.com/blog/free-cooling. [9] Sodeca, «Soluciones en Ventilación; SISTEMAS VMC unifamiliar,» [En línea]. Available: https://www.sodeca.es/soluciones/unifamiliar. [10] Sodeca, «Soluciones en Ventilación; SISTEMAS VMC colectivo,» [En línea]. Available: https://www.sodeca.es/soluciones/colectivas. [11] Sodeca, «Catalogo recuperador,» [En línea]. Available: https://www.sodeca.es/catalogs. [12] J. G. SANCHEZ, «PROYECTO BASICO Y DE EJECUCION REHABILITACIÓN Y AMPLIACIÓN DE DOS VIVIENDAS UNIFAMILIARES EN MEZQUITA DE JARQUE (TERUEL).,» 2020. [13] Tecna, «Catalogos,» [En línea]. Available: https://www.tecna.es/images/Tarifas/normal/Tarifa%20TECNA%20completa_12-01-2021.pdf. [14] Construmatica, «España: Zonas Climáticas por Provincia,» [En línea]. Available: https://www.construmatica.com/construpedia/Espa%C3%B1a:_Zonas_Clim%C3%A1ticas_por_Provi ncia. 66 67 ANEXO A: INSTALACIÓN DE VIVIENDA UNIFAMILIAR CONDUCTOS RÍGIDOS Los modelos y las prestaciones de los recuperadores utilizados en el estudio son las siguientes (extraídas del catálogo del fabricante Tecna): • SABIANA serie ENY SLIM (Eficiencia 88%): Los recuperadores ENY SLIM, son modelos especialmente diseñados para instalación horizontal, ya que son extraplanos y por lo tanto muy adecuados para instalar en falso techo. Los recuperadores incorporan motores inverter EC (2 x 29,5 W) de alto rendimiento, muy bajo consumo, y son extraordinariamente silenciosos (solo 37 dbA). • TECNA KOMFORT BASIC (Eficiencia de 88 %): La Ventilación Mecánica Controlada (VMC) TECNA KOMFORT BASIC abarca los pequeños caudales para ventilaciones mecánicas controladas de doble flujo en viviendas, y, por lo tanto, es muy adecuada para instalaciones residenciales de nueva construcción según el nuevo CTE relativo a edificios de consumo energético casi nulo, cumpliendo la ErP2018. La Ventilación mecánica Controlada (VMC) TECNA KOMFORT BASIC incorpora intercambiador estático y motor de bajo consumo. • TECNAVENTS serie KOMFORT VUE P3B (Eficiencia 94 %): Los recuperadores de calor TECNAVENTS serie KOMFORT VUE P3B, abarcan los pequeños caudales para ventilaciones mecánicas controladas de doble flujo en viviendas, y, por lo tanto, son muy adecuados para instalaciones residenciales de nueva construcción según el nuevo CTE relativo a edificios de consumo energético casi nulo, cumpliendo la Directiva UE 1253/14 y ErP2018. Todos los recuperadores de calor TECNAVENTS KOMFORT VUE P3B incorporan un intercambiador entálpico a contracorriente, con eficiencia recuperación humedad del 27 al 47 %), motor EC, bypass y filtros G4/F8. • TECNA VENTILPLUS (Eficiencia superior al 77 %): • Equipados con prefiltro + filtros F7. • Altura reducida adecuada para falsos techos. • Con motor AC y control digital LCD multispeed. • Sin bypass. Los precios y el desglose de componentes necesarios para la instalación se han obtenido del catálogo de Tecna 2021. 68 Tabla 17: Componentes instalación de conductos rígidos CONCLUSIONES CASO Disposición Caudal (m3/h) Modelo Eficiencia del recuperador Precio Accesorios Uds Precio Conducto Metros Precio € (metro lineal) Accesorios Uds Precio Accesorios Uds Precio Recuperad or Conducto flexible Conducto rigido Accesorios extracción Accesori os impulsión TOTAL % Recuperador del total Reducción circular 125/100 1 2,8 Reducción circular 125/100 1 2,8 Tubo Redondo D-100*1500 (€/m) 5 5,12 Empalme mixto D-100 110*55 1 1,89 Empalme Redondo D-100 2 0,84 Tubo rectangular 110*55*1500 (€/m) 55,12 Bocas extracción A 100 VR 2 3,95 Empalme rectangular 110*55 2 0,84 Codo Redondo 90 D-100 2 2,33 Te Tres bocas rectangular 110*55 2 4,76 Abrazadera Redonda D-100 2 1,22 Codo 90º vertical 110*55 2 1,37 Te tres bocas redondas D-100 2 4,4 Codo 90º Horizontal 110*55 2 1,45 Abrazadera Plana 110*55 2 1,22 Rejilla con regulador 110*55 2 4,6 Reducción 12,8 Reducción 12,8 Tubo Redondo D-100*1500 (€/m) 65,12 Empalme mixto D-100 110*55 1 1,89 Empalme Redondo D-100 2 0,84 Tubo rectangular 110*55*1500 (€/m) 7 5,12 Bocas extracción A 100 VR 2 3,95 Empalme rectangular 110*55 3 0,84 Codo Redondo 90 D-100 2 2,33 Te Tres bocas rectangular 110*55 3 4,76 Abrazadera Redonda D-100 2 1,22 Codo 90º vertical 110*55 3 1,37 Te tres bocas redondas D-100 2 4,4 Codo 90º Horizontal 110*55 3 1,45 Abrazadera Plana 110*55 3 1,22 Rejilla con regulador 110*55 3 4,6 Reducción 12,8 Reducción 12,8 Tubo Redondo D-100*1500 (€/m) 85,12 Empalme mixto D-100 110*55 1 1,89 Empalme Redondo D-100 3 0,84 Tubo rectangular 110*55*1500 (€/m) 9 5,12 Bocas extracción A 100 VR 3 3,95 Empalme rectangular 110*55 3 0,84 Codo Redondo 90 D-100 3 2,33 Te Tres bocas rectangular 110*55 3 4,76 Abrazadera Redonda D-100 3 1,22 Codo 90º vertical 110*55 3 1,37 Te tres bocas redondas D-100 3 4,4 Codo 90º Horizontal 110*55 3 1,45 Abrazadera Plana 110*55 3 1,22 Rejilla con regulador 110*55 3 4,6 Reducción circular D150-120 1 2,8 Reducción circular D150-100 1 2,8 Tubo Redondo D-120*1500 (€/m) 10 8,19 Empalme mixto D-100 110*55 1 1,89 Empalme Redondo D-120 3 1,5 Tubo rectangular 110*55*1500 (€/m) 11 5,12 Bocas extracción A 125 VR 3 4,95 Empalme rectangular 110*55 4 0,84 Codo Redondo 90 D-120 3 3,26 Te Tres bocas rectangular 4 4,76 Abrazadera Redonda D-120 3 1,61 110*55 Codo 90º vertical 110*55 4 1,37 Te tres bocas redondas D-120 3 12,55 Codo 90º Horizontal 110*55 4 1,45 Abrazadera Plana 110*55 4 1,22 Rejilla con regulador 110*55 4 4,6 Reducción circular D150-120 1 2,8 Reducción circular D150-100 1 2,8 Tubo Redondo D-120*1500 (€/m) 12 8,19 Empalme mixto D-100 110*55 1 1,89 Empalme Redondo D-120 4 1,5 Tubo rectangular 110*55*1500 (€/m) 13 5,12 Bocas extracción A 125 VR 4 4,95 Empalme rectangular 110*55 5 0,84 Codo Redondo 90 D-120 4 3,26 Te Tres bocas rectangular 5 4,76 Abrazadera Redonda D-120 4 1,61 110*55 Codo 90º vertical 110*55 5 1,37 Te tres bocas redondas D-120 4 12,55 Codo 90º Horizontal 110*55 5 1,45 Abrazadera Plana 110*55 5 1,22 Rejilla con regulador 110*55 5 4,6 Reducción circular D150-120 1 2,8 Reducción circular D150-100 1 2,8 Tubo Redondo D-120*1500 (€/m) 13 8,19 Empalme mixto D-100 110*55 1 1,89 Empalme Redondo D-120 4 1,5 Tubo rectangular 110*55*1500 (€/m) 15 5,12 Bocas extracción A 125 VR 4 4,95 Empalme rectangular 110*55 6 0,84 Codo Redondo 90 D-120 4 3,26 Te Tres bocas rectangular 6 4,76 Abrazadera Redonda D-120 4 1,61 110*55 Codo 90º vertical 110*55 6 1,37 Te tres bocas redondas D-120 4 12,55 Codo 90º Horizontal 110*55 6 1,45 Abrazadera Plana 110*55 6 1,22 Rejilla con regulador 110*55 6 4,6 125 ISODUCT 14,48 Abrazadera 18 1,28 1490 1 Salón + Cocina + Baño+ 1 Dormitorio 50,4 ENY SHP 130 SLIM (Qmáx 130- Qnom 90) VUE 100P Mini H (Qmax 100) 2 2 Campana 88 77 1490 510 125 ISODUCT Abrazadera 18 1,28 2 Salón + Cocina + Baño +2 Dormitorios 72 KOMFORT VUE 150 P3B EC/A14 (Qmax - 150) KOMFORT BASIC VUE 150 P3 (Qmax - 150) 2 2 Campana 94 88 1500 997 125 ISODUCT Abrazadera 18 1,28 3 Salón + Cocina +2 Baños +2 Dormitorios 86 KOMFORT VUE 150 P3B EC/A14 (Qmax - 150) KOMFORT BASIC VUE 150 P3 (Qmax - 150) 2 2 Campana 94 88 1500 997 160 ISODUCT Abrazadera 2 21,5 1,16 4 Salón + Cocina +2 Baños + 3 Dormitorios 94 KOMFORT VUE 250 P3B EC/A14 (Qmax - 250) VENTILPLUS LC QFA-D250M-F (Qmax 250) 2 Campana 1600 712 160 ISODUCT Abrazadera 2 2 21,5 1,16 5 Salón + Cocina + 2/3 Baños + 4 Dormitorios 118 KOMFORT VUE 250 P3B EC/A14 (Qmax - 250) VENTILPLUS LC QFA-D250M-F (Qmax 250) Campana 1600 712 160 ISODUCT Abrazadera 21,5 1,16 6 Salón + Cocina + 2/3 Baños + 5 Dormitorios 122 KOMFORT VUE 250 P3B EC/A14 (Qmax - 250) VENTILPLUS LC QFA-D250M-F (Qmax 250) VENTILPLUS LC QFA-D350M-F (Qmax 350) Campana 900 1600 712 Vivienda 4 4 (1) RECUPERADOR DE CALOR (2) EXTRACCIÓN/IMPULSIÓ N AIRE EXTERIOR (2) Ø CONDUCTO FLEXIBLE AIRE EXT. 77 3,62 3,62 3,62 3,98 3,98 3,98 4 5 94 77 94 77 94 77 5 5 51,2 28,28 14,48 66,56 28,28 14,48 (2) EXTRACCIÓN DEL AIRE DEL LOCAL (2) IMPULSIÓN DE AIRE AL LOCAL 87,04 41,02 19,9 183,27 98,28 1500 997 1600 47,41 19,9 138,22 74,41 61,65 1894 1006 19,9 164,84 98,28 75,89 90,13 1959 1071 33,17 47,41 1992 1104 1292 PRESUPUESTO 1617 637,1 1657 1154 1693 1187 712 1600 712 1600 712 900 510 1500 997 80,34 64,52 69,68 92,14 80,05 90,54 86,42 88,60 84,00 66,49 84,47 70,76 81,68 69 ANEXO B: INSTALACIÓN DE VIVIENDA UNIFAMILIAR CONDUCTOS FLEXIBLES Para este caso, se ha utilizado una misma serie de recuperadores, serie SABIANA ENY. Este tipo de recuperadores de calor incorporan intercambiadores estáticos a contracorriente, motores EC, filtros F7 + M5 y control digital de serie (el cual permite el control de forma automática o de forma manual del equipo a través de medidas de CO2 y humedad). Podemos diferenciar entre dos gamas en esta misma serie: • Los recuperadores ENY SLIM, son modelos especialmente diseñados para instalación horizontal, ya que son extraplanos --> sin by pass. Los recuperadores incorporan motores inverter EC (2 x 29,5 W) de alto rendimiento, muy bajo consumo, y son extraordinariamente silenciosos (solo 37 dbA). El precio no incluye el control Los recuperadores ENY PRO son modelos especialmente diseñados con by-pass para una mayor eficiencia energética, con función de free-cooling (verano) y free-heating (invierno). Se incluye el control digital 70 Tabla 18: Componentes instalación de conductos flexibles CONCLUSIONES CASO Modelo EFICIENCIA RECUPERADOR % Accesorios Uds Modelo M Accesorios Uds Accesorios Uds Accesorios Uds Recuperador Conducto flexible Accesorios extraccion Accesorios Impulsion TOTAL % Recuperador del total Plenum 6 Salidas 2 Boca Ø 100 2 Rejilla 2 Tapa 8 Manguito 2 Manguito 2 Manguito 4 Junta 2 Junta 2 Junta 4 Conector extracción 2 Conector impulsion 2 Regulador caudal 4 Tapa 2 Tapa 2 Plenum 6 Salidas 2 Boca Ø 100 3 Rejilla 3 Tapa 6 Manguito 3 Manguito 3 Manguito 6 Junta 3 Junta 3 Junta 6 Conector extracción 3 Conector impulsion 3 Regulador caudal 6 Tapa 3 Tapa 3 Plenum 6 Salidas 2 Boca Ø 100 3 Rejilla 3 Tapa 6 Manguito 3 Manguito 3 Manguito 4 Junta 3 Junta 3 Junta 4 Conector extracción 3 Conector impulsion 3 Regulador caudal 4 Tapa 3 Tapa 3 Plenum 6 Salidas 2 Boca Ø 100 4 Rejilla 4 Tapa 4 Manguito 4 Manguito 4 Manguito 8 Junta 4 Junta 4 Junta 8 Conector extracción 4 Conector impulsion 4 Regulador caudal 8 Tapa 4 Tapa 4 Plenum 10 Salidas 2 Boca Ø 100 4 Rejilla 5 Tapa 10 Manguito 4 Manguito 5 Manguito 10 Junta 4 Junta 5 Junta 10 Conector extracción 4 Conector impulsion 5 Regulador caudal 10 Tapa 4 Tapa 5 Plenum 10 Salidas 2 Boca Ø 100 4 Rejilla 6 Tapa 8 Manguito 4 Manguito 6 Manguito 12 Junta 4 Junta 6 Junta 12 Conector extracción 4 Conector impulsion 6 Regulador caudal 12 Tapa 4 Tapa 6 2640 179,9 249,68 394,32 3463,9 2 5 ENY-SP 280 PRO (Qmáx 280 - Qnom 200) 92 76,21 5 75 Campana 2 160 ISODUT Abrazadera 2 76,73 5 75 6 ENY-SP 370 PRO (Qmáx 370 - Qnom 260) 92 2500 179,9 249,68 Campana 2 160 ISODUT Abrazadera 249,68 262,88 3192,46 78,31 Abrazadera 2 78,31 75 2500 179,9 2 160 ISODUT 5 328,6 3258,18 2958,9 81,11 4 ENY-SP 280 PRO (Qmáx 280 - Qnom 200) 92 Campana 187,26 197,16 2408,9 76,80 ENY-SP 180 PRO (Qmáx 180 - Qnom 130) Abrazadera 2 75 1850 174,48 2400 2 125 ISODUT 4 2958,9 81,11 3 ENY-SHP 170 PRO (Qmáx 170 - Qnom 105) 92 Campana 187,26 197,16 2408,9 76,80 ENY-SP 180 PRO (Qmáx 180 - Qnom 130) Abrazadera 2 75 75 1850 174,48 2400 2 125 ISODUT 4 2 2280,76 81,11 2 ENY-SHP 170 PRO (Qmáx 170 - Qnom 105) 92 Campana 174,48 124,84 131,44 1920,76 77,57 ENY-SHP 170 PRO (Qmáx 170 - Qnom 105) Abrazadera 4 EXTRACCIÓN DEL AIRE DEL LOCAL IMPULSIÓN DE AIRE AL LOCAL PRESUPUESTO 1 ENY SHP 130 SLIM (Qmáx 130 - Qnom 90) 88 RECUPERADOR DE CALOR EXTRACCIÓN/ IMPULSIÓN AIRE EXTERIOR Conducto HASTA PLENUM FLEXIBLE PLENUM DISTRIBUCIÓN ØDESDE PLENUM CONDUCTO SEMIFLEXIBLE 1490 1850 Campana 2 125 ISODUT 71 ANEXO C: CÁLCULO DE CARGAS A continuación, se van a mostrar a modo de ejemplo, el cálculo de un día de invierno (15 de enero) y un día de verano (15 de agosto) para cada caso práctico estudiado, en una de las zonas climáticas: A3. Estos cálculos se han realizado hora a hora, para cada edificio y zona climática. 72 Caso 1: Extracción simple Tabla 19: Extracción simple invierno Tabla 20: Extracción simple Verano CAL REF CAL REF DEM [kWh/year] total 3924,57 18377,25 1108,74 1353,09 DIA AÑO MES DIA HORA Horario de ocupación caudal (kg/s) Text Tint-mod Text_mod Tbh Tint Timp CAL-VEN REF-VEN Caudal corregido 2303,07 14666,90 48,14% 9,23% 15 115 1 1 0,7099 8,889 N/A N/A 6,468 20,637 0,000 0 0 0 1 0 0 0,00 0,00 15 115 2 1 0,7112 8,333 N/A N/A 6,192 20,320 0,000 0 0 0 2 0 0 0,00 0,00 15 115 3 1 0,7127 7,778 N/A N/A 5,913 20,047 0,000 0 0 0 3 0 0 0,00 0,00 15 115 4 1 0,7143 7,222 N/A N/A 5,632 19,800 0,000 0 0 0 4 0 0 0,00 0,00 15 115 5 1 0,7158 6,667 N/A N/A 5,349 19,573 0,000 0 0 0 5 0 0 0,00 0,00 15 115 6 1 0,7172 6,111 N/A N/A 5,063 19,370 20,000 1 0 0,044676 6 -339,139496 0 620,50 0,00 15 115 7 1 0,7186 5,556 N/A N/A 4,776 19,179 20,000 1 0 0,044764 7 -496,245361 0 646,59 0,00 15 115 8 1 0,7201 5,000 N/A N/A 4,485 20,261 20,000 1 0 0,327896 8 -31298,37271 0 4918,44 0,00 15 115 9 1 0,7201 5,000 N/A N/A 4,485 20,210 20,000 1 0 0,327894 9 -12788,90735 0 4918,41 0,00 15 115 10 1 0,7171 6,111 N/A N/A 5,063 20,332 20,000 1 0 0,326533 10 -11262,01553 0 4535,18 0,00 15 115 11 1 0,7133 7,222 N/A N/A 5,632 20,560 20,000 1 0 0,324815 11 -9480,53994 0 4150,41 0,00 15 115 12 1 0,7101 8,333 N/A N/A 6,192 20,853 20,000 1 0 0,323358 12 -7820,654312 0 3772,51 0,00 15 115 13 1 0,7070 10,000 N/A N/A 7,014 21,241 20,000 1 0 0,301014 13 -6420,678865 0 3010,14 0,00 15 115 14 1 0,7049 10,556 N/A N/A 7,283 21,567 20,000 1 0 0,267679 14 -5073,937713 0 2528,08 0,00 15 115 15 1 0,7042 11,111 N/A N/A 7,550 21,675 20,000 1 0 0,299794 15 -4415,58281 0 2664,84 0,00 15 115 16 1 0,7040 11,111 N/A N/A 7,550 21,748 20,000 1 0 0,299737 16 -4643,368133 0 2664,33 0,00 15 115 17 1 0,7048 10,556 N/A N/A 7,283 21,777 20,000 1 0 0,300082 17 -5409,810748 0 2834,11 0,00 15 115 18 1 0,7069 10,000 N/A N/A 7,014 21,634 20,000 1 0 0,300955 18 -6507,214051 0 3009,55 0,00 15 115 19 1 0,7084 9,444 N/A N/A 6,742 21,343 20,000 1 0 0,301578 19 -7044,477478 0 3183,32 0,00 15 115 20 1 0,7088 8,889 N/A N/A 7,661 21,187 20,000 1 0 0,301788 20 -5880,587952 0 3353,20 0,00 15 115 21 1 0,7094 8,889 N/A N/A 7,661 21,072 20,000 1 0 0,302032 21 -5940,827545 0 3355,91 0,00 15 115 22 0,25 0,7100 8,333 N/A N/A 7,394 20,978 20,000 1 0 0,302285 22 -6029,064942 0 3526,66 0,00 15 115 23 0,25 0,7107 8,333 N/A N/A 7,394 20,897 20,000 1 0 0,302575 23 -6147,498611 0 3530,04 0,00 15 115 24 0,25 0,7113 7,778 N/A N/A 7,126 20,489 0,000 0 0 0 24 0 0 0,00 0,00 CARGAS CARGAS VENTILACION A3 CAL REF CAL REF DEM [kWh/year] total 3924,57 18377,25 1108,74 1353,09 DIA AÑO MES DIA HORA Horario de ocupación caudal (kg/s) Text Tint-mod Text_mod Tbh Tint Timp CAL-VEN REF-VEN Caudal corregido 2303,07 14666,90 48,14% 9,23% 227 815 1 1 4,2229 25,556 N/A N/A 16,510 25,822 0,000 0 0 0 1 0 0 0,00 0,00 227 815 2 1 4,2428 23,889 N/A N/A 15,910 25,751 0,000 0 0 0 2 0 0 0,00 0,00 227 815 3 1 4,2613 22,778 N/A N/A 15,510 25,514 0,000 0 0 0 3 0 0 0,00 0,00 227 815 4 1 4,2790 21,667 N/A N/A 15,100 25,179 0,000 0 0 0 4 0 0 0,00 0,00 227 815 5 1 4,2983 20,556 N/A N/A 13,750 24,768 0,000 0 0 0 5 0 0 0,00 0,00 227 815 6 1 4,3168 19,444 N/A N/A 14,260 24,310 0,000 0 0 0 6 0 0 0,00 0,00 227 815 7 1 4,3341 17,778 N/A N/A 13,610 23,821 0,000 0 0 0 7 0 0 0,00 0,00 227 815 8 1 4,3315 18,333 N/A N/A 13,830 23,542 0,000 0 0 0 8 0 0 0,00 0,00 227 815 9 0,25 0,6813 19,444 N/A N/A 14,260 24,104 0,000 0 0 0 9 0 0 0,00 0,00 227 815 10 0,25 0,6774 21,111 N/A N/A 14,890 24,563 0,000 0 0 0 10 0 0 0,00 0,00 227 815 11 0,25 0,6722 23,333 N/A N/A 15,710 25,013 0,000 0 0 0 11 0 0 0,00 0,00 227 815 12 0,25 0,6663 26,111 N/A N/A 16,700 25,548 0,000 0 0 0 12 0 0 0,00 0,00 227 815 13 0,25 0,6624 27,778 N/A N/A 17,280 26,076 0,000 0 0 0 13 0 0 0,00 0,00 227 815 14 0,25 0,6602 28,889 N/A N/A 17,660 26,539 0,000 0 0 0 14 0 0 0,00 0,00 227 815 15 0,25 0,6584 29,444 N/A N/A 17,010 26,961 0,000 0 0 0 15 0 0 0,00 0,00 227 815 16 0,25 0,6571 30,556 N/A N/A 17,400 25,000 25,000 0 1 0,657091 16 0 64612,77661 0,00 3650,51 227 815 17 0,5 0,6562 30,556 N/A N/A 18,220 25,000 25,000 0 1 0,656221 17 0 27800,06078 0,00 3645,67 227 815 18 0,5 0,6561 30,556 N/A N/A 18,220 25,000 25,000 0 1 0,656105 18 0 25645,65193 0,00 3645,03 227 815 19 0,5 0,6568 30,556 N/A N/A 18,220 25,000 25,000 0 1 0,656847 19 0 23642,91719 0,00 3649,15 227 815 20 0,5 0,6587 29,444 N/A N/A 17,850 25,000 25,000 0 1 0,658725 20 0 24458,76996 0,00 2927,67 227 815 21 0,5 0,6617 27,778 N/A N/A 17,280 25,000 25,000 0 1 0,661676 21 0 22606,48102 0,00 1837,99 227 815 22 0,5 0,6646 26,667 N/A N/A 16,900 25,000 25,000 0 1 0,664633 22 0 19878,1046 0,00 1107,72 227 815 23 0,5 0,6673 25,556 N/A N/A 16,510 25,000 25,000 0 1 0,667307 23 0 18285,63637 0,00 370,73 227 815 24 0,5 0,6700 24,444 N/A N/A 16,110 25,508 0,000 0 0 0 24 0 0 0,00 0,00 CARGAS CARGAS VENTILACION A3 73 Caso 2: Recuperador de calor Tabla 21: Recuperador de calor Invierno Tabla 22: Recuperador de calor Verano CAL REF CAL REF DEM [kWh/year] total 3924,57 18377,25 166,31 202,96 DIA AÑO MES DIA HORA Horario de ocupación caudal (kg/s) Text Tint-mod Text_mod Tbh Tint Timp CAL-VEN REF-VEN Caudal corregido 2303,07 14666,90 7,22% 1,38% 15 115 1 1 0,7099 8,889 8,889 N/A 6,468 20,637 0,000 0 0 0 1 0 0 0,00 0,00 15 115 2 1 0,7112 8,333 8,333 N/A 6,192 20,320 0,000 0 0 0 2 0 0 0,00 0,00 15 115 3 1 0,7127 7,778 7,778 N/A 5,913 20,047 0,000 0 0 0 3 0 0 0,00 0,00 15 115 4 1 0,7143 7,222 7,222 N/A 5,632 19,800 0,000 0 0 0 4 0 0 0,00 0,00 15 115 5 1 0,7158 6,667 6,667 N/A 5,349 19,573 0,000 0 0 0 5 0 0 0,00 0,00 15 115 6 1 0,7172 6,111 17,917 N/A 5,063 19,370 20,000 1 0 0,044676 6 -339,139496 0 93,08 0,00 15 115 7 1 0,7186 5,556 17,833 N/A 4,776 19,179 20,000 1 0 0,044764 7 -496,245361 0 96,99 0,00 15 115 8 1 0,7201 5,000 17,750 N/A 4,485 20,261 20,000 1 0 0,327896 8 -31298,37271 0 737,77 0,00 15 115 9 1 0,7201 5,000 17,750 N/A 4,485 20,210 20,000 1 0 0,327894 9 -12788,90735 0 737,76 0,00 15 115 10 1 0,7171 6,111 17,917 N/A 5,063 20,332 20,000 1 0 0,326533 10 -11262,01553 0 680,28 0,00 15 115 11 1 0,7133 7,222 18,083 N/A 5,632 20,560 20,000 1 0 0,324815 11 -9480,53994 0 622,56 0,00 15 115 12 1 0,7101 8,333 18,250 N/A 6,192 20,853 20,000 1 0 0,323358 12 -7820,654312 0 565,88 0,00 15 115 13 1 0,7070 10,000 18,500 N/A 7,014 21,241 20,000 1 0 0,301014 13 -6420,678865 0 451,52 0,00 15 115 14 1 0,7049 10,556 18,583 N/A 7,283 21,567 20,000 1 0 0,267679 14 -5073,937713 0 379,21 0,00 15 115 15 1 0,7042 11,111 18,667 N/A 7,550 21,675 20,000 1 0 0,299794 15 -4415,58281 0 399,73 0,00 15 115 16 1 0,7040 11,111 18,667 N/A 7,550 21,748 20,000 1 0 0,299737 16 -4643,368133 0 399,65 0,00 15 115 17 1 0,7048 10,556 18,583 N/A 7,283 21,777 20,000 1 0 0,300082 17 -5409,810748 0 425,12 0,00 15 115 18 1 0,7069 10,000 18,500 N/A 7,014 21,634 20,000 1 0 0,300955 18 -6507,214051 0 451,43 0,00 15 115 19 1 0,7084 9,444 18,417 N/A 6,742 21,343 20,000 1 0 0,301578 19 -7044,477478 0 477,50 0,00 15 115 20 1 0,7088 8,889 18,333 N/A 7,661 21,187 20,000 1 0 0,301788 20 -5880,587952 0 502,98 0,00 15 115 21 1 0,7094 8,889 18,333 N/A 7,661 21,072 20,000 1 0 0,302032 21 -5940,827545 0 503,39 0,00 15 115 22 0,25 0,7100 8,333 18,250 N/A 7,394 20,978 20,000 1 0 0,302285 22 -6029,064942 0 529,00 0,00 15 115 23 0,25 0,7107 8,333 18,250 N/A 7,394 20,897 20,000 1 0 0,302575 23 -6147,498611 0 529,51 0,00 15 115 24 0,25 0,7113 7,778 7,778 N/A 7,126 20,489 0,000 0 0 0 24 0 0 0,00 0,00 A3 CARGAS CARGAS VENTILACION CAL REF CAL REF DEM [kWh/year] total 3924,57 18377,25 166,31 202,96 DIA AÑO MES DIA HORA Horario de ocupación caudal (kg/s) Text Tint-mod Text_mod Tbh Tint Timp CAL-VEN REF-VEN Caudal corregido 2303,07 14666,90 7,22% 1,38% 227 815 1 1 4,2229 25,556 25,556 N/A 16,510 25,822 0,000 0 0 0 1 0 0 0,00 0,00 227 815 2 1 4,2428 23,889 23,889 N/A 15,910 25,751 0,000 0 0 0 2 0 0 0,00 0,00 227 815 3 1 4,2613 22,778 22,778 N/A 15,510 25,514 0,000 0 0 0 3 0 0 0,00 0,00 227 815 4 1 4,2790 21,667 21,667 N/A 15,100 25,179 0,000 0 0 0 4 0 0 0,00 0,00 227 815 5 1 4,2983 20,556 20,556 N/A 13,750 24,768 0,000 0 0 0 5 0 0 0,00 0,00 227 815 6 1 4,3168 19,444 19,444 N/A 14,260 24,310 0,000 0 0 0 6 0 0 0,00 0,00 227 815 7 1 4,3341 17,778 17,778 N/A 13,610 23,821 0,000 0 0 0 7 0 0 0,00 0,00 227 815 8 1 4,3315 18,333 18,333 N/A 13,830 23,542 0,000 0 0 0 8 0 0 0,00 0,00 227 815 9 0,25 0,6813 19,444 19,444 N/A 14,260 24,104 0,000 0 0 0 9 0 0 0,00 0,00 227 815 10 0,25 0,6774 21,111 21,111 N/A 14,890 24,563 0,000 0 0 0 10 0 0 0,00 0,00 227 815 11 0,25 0,6722 23,333 23,333 N/A 15,710 25,013 0,000 0 0 0 11 0 0 0,00 0,00 227 815 12 0,25 0,6663 26,111 26,111 N/A 16,700 25,548 0,000 0 0 0 12 0 0 0,00 0,00 227 815 13 0,25 0,6624 27,778 27,778 N/A 17,280 26,076 0,000 0 0 0 13 0 0 0,00 0,00 227 815 14 0,25 0,6602 28,889 28,889 N/A 17,660 26,539 0,000 0 0 0 14 0 0 0,00 0,00 227 815 15 0,25 0,6584 29,444 29,444 N/A 17,010 26,961 0,000 0 0 0 15 0 0 0,00 0,00 227 815 16 0,25 0,6571 30,556 25,833 N/A 17,400 25,000 25,000 0 1 0,657091 16 0 64612,77661 0,00 547,58 227 815 17 0,5 0,6562 30,556 25,833 N/A 18,220 25,000 25,000 0 1 0,656221 17 0 27800,06078 0,00 546,85 227 815 18 0,5 0,6561 30,556 25,833 N/A 18,220 25,000 25,000 0 1 0,656105 18 0 25645,65193 0,00 546,75 227 815 19 0,5 0,6568 30,556 25,833 N/A 18,220 25,000 25,000 0 1 0,656847 19 0 23642,91719 0,00 547,37 227 815 20 0,5 0,6587 29,444 25,667 N/A 17,850 25,000 25,000 0 1 0,658725 20 0 24458,76996 0,00 439,15 227 815 21 0,5 0,6617 27,778 25,417 N/A 17,280 25,000 25,000 0 1 0,661676 21 0 22606,48102 0,00 275,70 227 815 22 0,5 0,6646 26,667 25,250 N/A 16,900 25,000 25,000 0 1 0,664633 22 0 19878,1046 0,00 166,16 227 815 23 0,5 0,6673 25,556 25,083 N/A 16,510 25,000 25,000 0 1 0,667307 23 0 18285,63637 0,00 55,61 227 815 24 0,5 0,6700 24,444 24,444 N/A 16,110 25,508 0,000 0 0 0 24 0 0 0,00 0,00 A3 CARGAS CARGAS VENTILACION 80 Tabla 39: Cálculo de cargas – Pareado este – E1 1.7. Vivienda unifamiliar: aislada este Tabla 40: Cálculo de cargas – Aislado este – A3 Tabla 41: Cálculo de cargas – Aislado este – B4 Demanda anual KWh KWh Demanda meses estudiados KWh KWh Extracción Simple 1276,87 KWh 23,33% 20,38 KWh 5,90% Extracción Simple + control de presencia 919,50 KWh 16,80% 14,04 KWh 4,06% Recuperador 191,53 KWh 3,50% 1,09 KWh 0,32% Recuperador + control de presencia 137,93 KWh 2,52% 0,92 KWh 0,27% Adiabático 12 h Adiabático 24h Adiabático 12h + control de presencia N/A N/A N/A N/A 10518,83 418,39 5471,99 345,58 N/A N/A E1 Calefacción Refrigeración Demanda anual KWh KWh Demanda meses estudiados KWh KWh Extracción Simple 281,87 KWh 21,41% 126,44 KWh 5,73% Extracción Simple + control de presencia 202,77 KWh 15,40% 90,81 KWh 4,11% Recuperador 42,28 KWh 3,21% 17,65 KWh 0,80% Recuperador + control de presencia 30,42 KWh 2,31% 12,62 KWh 0,57% Adiabático 12 h Adiabático 24h Adiabático 12h + control de presencia N/A N/A N/A N/A N/A N/A A3 Calefacción Refrigeración 2289,20 2605,36 1316,53 2207,72 Demanda anual KWh KWh Demanda meses estudiados KWh KWh Extracción Simple 451,96 KWh 21,65% 199,49 KWh 6,64% Extracción Simple + control de presencia 320,37 KWh 15,35% 144,79 KWh 4,82% Recuperador 67,79 KWh 3,25% 29,77 KWh 0,99% Recuperador + control de presencia 48,06 KWh 2,30% 21,67 KWh 0,72% Adiabático 12 h Adiabático 24h Adiabático 12h + control de presencia N/A N/A N/A N/A 3867,98 3645,10 2087,17 3003,12 N/A N/A B4 Calefacción Refrigeración 81 Tabla 42: Cálculo de cargas – Aislado este – C2 Tabla 43: Cálculo de cargas – Aislado este – D2 Tabla 44: Cálculo de cargas – Aislado este – E1 Demanda anual KWh KWh Demanda meses estudiados KWh KWh Extracción Simple 834,24 KWh 21,21% 54,34 KWh 5,38% Extracción Simple + control de presencia 600,29 KWh 15,26% 37,50 KWh 3,71% Recuperador 125,14 KWh 3,18% 6,76 KWh 0,67% Recuperador + control de presencia 90,04 KWh 2,29% 4,77 KWh 0,47% Adiabático 12 h Adiabático 24h Adiabático 12h + control de presencia N/A N/A N/A 3933,03 21567,72 N/A N/A N/A C2 Calefacción Refrigeración 7669,36 1010,67 Demanda anual KWh KWh Demanda meses estudiados KWh KWh Extracción Simple 1202,70 KWh 21,03% 56,96 KWh 5,57% Extracción Simple + control de presencia 868,12 KWh 15,18% 40,60 KWh 3,97% Recuperador 180,40 KWh 3,15% 7,18 KWh 0,70% Recuperador + control de presencia 130,22 KWh 2,28% 5,26 KWh 0,52% Adiabático 12 h Adiabático 24h Adiabático 12h + control de presencia N/A N/A N/A N/A N/A N/A Calefacción Refrigeración 11188,98 1196,26 5719,63 1021,99 D2 Demanda anual KWh KWh Demanda meses estudiados KWh KWh Extracción Simple 1453,88 KWh 20,30% 18,28 KWh 7,50% Extracción Simple + control de presencia 1051,92 KWh 14,69% 12,55 KWh 5,15% Recuperador 218,08 KWh 3,04% 1,80 KWh 0,74% Recuperador + control de presencia 157,79 KWh 2,20% 1,31 KWh 0,54% Adiabático 12 h Adiabático 24h Adiabático 12h + control de presencia N/A N/A 14226,61 300,07 7162,10 243,85 N/A N/A N/A N/A E1 Calefacción Refrigeración