12. anteproyecto de climatizacion.pdf

12. Anteproyecto de climatización

Manuel Ruiz de Adana Santiago

Septiembre 2015

Ingeniería energética en las instalaciones industriales

2

Índice

1 Caso práctico Centro Comercial2 Condiciones de diseño interiores y exteriores3 Cálculo de caudales de ventilación4 Cálculo de cargas térmicas5 Selección de equipos6 Red de conductos y difusión de aire7 Justificación de exigencias RITE

Caso práctico Centro Comercial

4


Locales: sala de ventas; almacén; aseos; sala rotulación

S E -1 S E -2

S E -3

S E -1 S E -2

S E -3

E X T R A C TO R

C O R T IN A DE A IR E

C O R T IN A DE A IR EC O R T IN A DE A IR E

11A C UB I E R TAA C UB I E R TA

E X T R A C TO R

5

Local Superficie[m2]

Ocupación

Sala de ventas 2.962,56 400

Almacén 238,64 ‐

Aseos hombres 14,70 7

Aseos minusválidos 6,53 3

Aseos mujeres 9,57 5

Sala rotulación 10,18 2


Condiciones de diseño interiores y exteriores

7


Condiciones interiores de cálculo

— RITE Tabla 1.4.1.1. de la ITE.1.

Temperatura operativa(1) [°C] HR(1) [%] Velocidad(2) [m/s]

Verano 23 a 25 45 a 60 0,18 a 0,24

Invierno 21 a 23 40 a 50 0,15 a 0,20

Nota 1: valores válidos para: 1,2 met; 0,5 clo verano; 1 clo invierno; 10%<PPD<15%

Nota 2: valores orientativos de la velocidad en la zona ocupada

Mas info: en RITE

Mas info: en UNE‐EN ISO 7730

8


Condiciones interiores de funcionamiento

— R.D. 1826/2009 Ahorro energía en edificios administración, comerciales y de

pública concurrencia; se definen las temperaturas de funcionamiento:

Temperatura funcionamiento°C HR %

Verano T>26 30 ÷ 70

Invierno T<21 30 ÷ 70

Ver en IDAE ahorro energía por condiciones interiores: http://www.idae.es/boletines/boletin49/

Consultar RD 1826/2009 http://www.minetur.gob.es/energia/desarrollo/EficienciaEnergetica/RITE/Paginas/InstalacionesTermicas.aspx

9


Condiciones interiores de cálculo. Zona ocupada

Velocidad media del aire en la zona ocupada RITE IT.1.1.4.1.3, ecuación de difusión por

mezcla; Turbulencia 40% y PPD 15%:

0,07100TV

Mas info: en RITE, en UNE‐EN ISO 7730, UNE‐EN 13779 e INFORME CR 1752

10


Ver MINETUR Guía condiciones exteriores: http://www.minetur.gob.es/energia/desarrollo/EficienciaEnergetica/RITE/Reconocidos/Reconocidos/CondicionesClimaticas.pdf

Condiciones exteriores de cálculo. Córdoba

Cálculo de caudales de ventilación

12

Categorías de aire interior y caudales de ventilación


Ocupación CategoríaIDA

Tasa ventilación

Caudal[dm3/s]

Caudal[m3/h]

Sala de ventas 2.962,56 400

Almacén 238,64 ‐

Aseos hombres 14,70 7

Aseos minusválidos 6,53 3

Aseos mujeres 9,57 5

Sala rotulación 10,18 2

Caudales de ventilación

Caudal aire RITE IT 1.1.4.2.3

Asignar categorías de aire interior IDA ver RITE IT 1.1.4.2.2

13

Caudal de ventilación para edificios no residenciales. Método por persona

A. Método indirecto de caudal de aire exterior por persona

— Cálculo por RITE. Tabla 1.4.2.1.

Cálculo de cargas térmicas

15

Resultados del cálculo de cargas térmicas

Superficie [m2]

Carga sensible efectiva, [W]

Carga latente efectiva, [W]

Carga total efectiva, [W]

Ratio carga térmica [W/m2]

Caudal aire a impulsar, [m3/h]

16

Resultados del cálculo de cargas térmicas

Ciclo de acondicionamiento de aire. Caudales de aire

Programa de cálculo Engineering Equation Solver EES

= m3/h

= m3/h

= m3/h

Selección de equipos

18

Selección de equipos: rooftop

19


20


21


22


23


25


Consultar catálogo Roof Top Flexy II: http://www.lennoxspain.com/ Lennox/Productos/Rooftop/Roof Top Flexy II

1. Ventilador de impulsión2. Compuerta aire de retorno3. Compuerta aire de extracción4. Base rooftop5. Recuperador de calor

Aire exteriorAire descargadoAire extraídoAire impulsión

1

23

4

5

26


Datos para la selección de los equipos:

— Caudal impulsado, [m3/h]

— Potencia térmica de la batería, [kW]

Por zonificación seleccionar 3 equipos:

— 2 ud equipos XXX kW y YYYY m3/h

— 1 ud equipo XXX kW y YYYY m3/h

Comprobaciones RITE:

— RITE IT 1.2.4.5.1: si >70 kW incluir enfriamiento gratuito por aire exterior

— RITE IT 1.2.4.5.2: si caudal aire expulsado > 0,5 m3/s (1.800 m3/h) incluir recuperador de calor para aire

Consultar RITE IT 1.2.4.5. Recuperación de energía

27


Buscar fabricantes de Rooftop: Ciatesa, Lennox…Eurovent

Buscar equipos Rooftop en catálogo de fabricante:

— Por ejemplo: http://www.lennoxspain.com/ Productos/Rooftop

Seleccionar equipos Rooftop de catálogo de fabricante

— Marca Lennox

— Modelos: FHM‐XXX y FHM‐XXX (bomba de calor)

http://www.delphisgroup.gr/greek/manuals/lennox/COMMERCIAL_PCA‐GL‐0109‐E_LQ.pdf

Consultar: http://www.lennoxspain.com/ Lennox/Productos/Rooftop/Roof Top Flexy II Ver catálogo

Consultar Eurovent: http://www.eurovent‐certification.com/es/Productos_certificados/Access_by_programme.php?lg=es&rub=04&srub=01

Consultar Eurovent: http://www.eurovent‐certification.com/en/Certification_Programmes/Programme_Descriptions.php#search

Manual de selección: http://ezdoc.lennoxeurope.com/ ezdoc Español/Rooftop/Flexy II/Todos Manual de selección

28


Categoría aire extracción AE1 según RITE:

Categoría del aire de extracción

AE1 (nivel de contaminación bajo) se puede retornar al local

AE2 (moderado nivel de contaminación) solo hacia locales se servicio aseos garajes

AE3 (alto nivel de contaminación) no se puede retornar al local

AE4 (muy alto nivel de contaminación) no se puede retornar al local

Consultar RITE IT 1.1.4.2.5. Aire de extracción

29


Cuadro de caudales de aire de extracción. Categoría aire extracción AE1 según RITE:


Caudal[m3/h]

Categoría del aire de extracción

Sala de ventas 2.962,56

Almacén 238,64

Aseos hombres 14,70

Aseos minusválidos 6,53

Aseos mujeres 9,57

Sala rotulación 10,18

Consultar RITE IT 1.1.4.2.5. Aire de extracción

30


Cuadro de caudales de aire del sistema

EquipoCaudal impulsión

nominal[m3/h]

Caudalventilación[m3/h]

Caudalexpulsado [m3/h]

Caudalrecirculado [m3/h]

Sala ventas

Equipo 1

Equipo 2

Equipo 3

= m3/h

= m3/h

= m3/h

Red de conductos y difusión de aire

32

Red de conductos

Pasos para diseño de conductos

Caudal total por equipo:

— XXXXX m3/h

Material de conductos :

— Conductos circular chapa

Tipo local sala ventas:

— Vivienda: 0,05 mmca/m

— Local: 0,06 mmca/m

— Centro comercial 0,08 mmca/m

Consultar: http://www.salvadorescoda.com

33

Red de conductos

Esquema rooftop y red de conductos: distribución en planta

80 m

43 m

17 m 24 m 24 m 15 m

34

Red de conductos. Difusión de aire

Esquema de la red de conductos: vista alzado distancias y distribución5 m 9,7 m

2,5m10 m

Zona ocupada

Alcance del elemento de difusión: L=10 m

Consultar RITE Zona ocupada: Apéndice 1, “Términos y definiciones” y norma UNE EN 13779, apartado 6, figura 2.

80 m

17 m 24 m 24 m 15 m

35


Selección elementos terminales de difusión de aire.

— Parámetros característicos de difusores de aireV : caudal de aire impulsado.

Vef : velocidad efectiva de impulsión

L : alcance del chorro de aire

VL : velocidad del chorro de aire a la distancia L

ΔtL : diferencia máxima entre la temperatura del chorro de aire y la temperatura del local

Δto : diferencia entre la temperatura del aire impulsado y la del local

I : inducción. Relación entre volumen total de aire mezclado y volumen de aire impulsado

b : distancia vertical desde el centro del chorro hasta el límite del dardo para Vb=0,25 m/s

Y : desviación del chorro de aire según la diferencia de temperatura

Ver catálogo de difusores de aire Movair

36


Selección elementos terminales de difusión de aire.

— Desviación chorro por diferencia de temperaturas


37


http://www.prihoda.com/en/airflow‐travel‐distance‐5

Smoke test: https://www.youtube.com/watch?v=yZZHYHhtYGI

Alcance

Alcance

Alcance

Alcance

Alcance

38


39


Selección elementos terminales de difusión

— Alcance: L=10 m

— Velocidad residual: VL=0,18 m/s

Resultados para TAD 100

— V=95 m3/h por elemento

— b=0,27 m

— ∆P= 5,2 mmca

Otros resultados:

— Vef=9,5 m/s

— Potencia sonora: 24dBA

40


Inducción y relación de inducción

AIRETOTAL

AIRE PRIMARIO

AIRE SECUNDARIO

AIRE SECUNDARIO

41


Selección elementos terminales de difusión

Alcance: L=10 m

Resultados para TAD100:

I= 45%

∆tL/∆to=0,025


42

Comprobaciones RITE: difusión de aire

Comprobación de condiciones de entrada de aire en zona ocupada

Temperatura:

— ∆ tL/∆to=0,025

— ΔtL : diferencia máxima entre la temperatura del chorro de aire y la temperatura del local (Taire‐Tlocal)

— Δto : diferencia entre la temperatura del aire impulsado y la del local (Timp‐Tlocal)

— (Taire‐Tlocal)/(Timp‐Tlocal)=0,01 (Taire‐26)/(18‐26)=0,025 Taire=25,8ºC confort cumple RITE

Velocidad:

— Según RITE IT 1.1.4.1.3. Difusión por mezcla: V=(T/100)‐0,07=(25/100)‐0,07=0,18 m/s

— Según elección difusor TAD100 VL=0,18 m/s cumple RITE

43


Ejemplo de selección elementos terminales de difusión

— Difusor Movair TAD 100

Caudal por elemento: 95 m3/h

Caudal total de impulsión: 20.520 m3/h

— Número de elementos: 20.520/95=216

— Número de grupos:

– 8 grupos de 13 elementos =104 9.880 m3/h

– 8 grupos de 14 elementos=112 10.640 m3/h

— Caudal por grupo de 13 elementos: 1.235 m3/h

— Caudal por grupo de 14 elementos: 1.316 m3/h


44

Red de conductos

Caudales de la red de conductos

20.520 m3/h10.640 m3/h 9.880 m3/h

1.235 m3/h 1.235 m3/h 1.235 m3/h 1.235 m3/h

1.235 m3/h 1.235 m3/h 1.235 m3/h 1.235 m3/h

Tramo 1 Tramo 2 Tramo 3 Tramo 4

45

Red de conductos

Pérdidas de presión total,∆ :

Pérdidas presión en tramos

rectos de conductos:

Pérdidas presión en accesorios:

Pérdidas en equipos: filtros, baterías, etc:

Consultar Guía Técnica: Selección de equipos de transporte de fluidos

∆ ∆ , ∆ , ∆ ,

∆ ,12 →

12

/3,7

2,51

∆ , 2

∆ ,

46

Red de conductos

Dimensionado de conductos

— Pérdida carga: 0,08 mmca/m

Consultar: http://www.salvadorescoda.com/tecnico/ve/Manual‐Ventilacion.pdf

Tramo Caudalimpulsado [m3/h]

Caudal del tramo[m3/h]

Diáme‐tro

[mm]

Velo‐cidad[m/s]

1 2.470 9.880 630 8,0

2 2.470 7.410 600 7,2

3 2.470 4.940 500 7,0

4 2.470 2.470 400 5,5

Viviendas: 0,5 PaCentros comerciales: 0,8 Pa

12

3

4

47

Red de conductos. Tramos rectos, ∆ ,

I. Caída presión conductos tramos rectos (pérdida carga: 0,08 mmca/m ≈ 0,8 Pa/m):

Tramo Caudalimpulsado [m3/h]

Caudal del tramo[m3/h]

Diámetro

[mm]

Velocidad

[m/s]

Longitud

[m]

∆P/m

[Pa/m]

∆P

[Pa]

∆ ,

[Pa]

1 2.470 9.880 630 8,0 5 0,8 4

162 2.470 7.410 600 7,2 5 0,8 4

3 2.470 4.940 500 7,0 5 0,8 4

4 2.470 2.470 400 5,5 5 0,8 4

5 m 5 m


20 m5 m 5 m

48

Red de conductos. Accesorios, ∆

II. Caída presión red de conductos en accesorios


630Ae

600As

600Ae

500As

500Ae

400As

2 3 4

1

Accesorio Nombre As/Ae Ángulo Coeficiente Velocidad [m/s]

∆ ,[Pa]

∆ ,[Pa]

1 Pantalón “Y” 90º ‐ ‐ 0,3 9,0 14,6

17,52 Reducción 2 0,81 60º 0,0228 8,0 0,87

3 Reducción 3 0,76 60º 0,0288 7,2 0,9

4 Reducción 4 0,67 60º 0,0396 7,0 1,16

∆ , ,12

49


Cálculo del coeficiente de pérdidas,

Consultar: Ashrae Fundamentals 2005 Chapter 35: p. 35.48 y 35.58

50


Cálculo del coeficiente de pérdidas,

Consultar: Ashrae Fundamentals 2005 Chapter 35: p. 35.48 y 35.58

51

Red de conductos. Equipos, ∆ ,

III. Caída presión filtros, recuperador calor y batería

Consultar catálogo Roof Top Flexy II: http://www.lennoxspain.com/ Lennox/Productos/Rooftop/Roof Top Flexy II

1. Ventilador de impulsión2. Compuerta aire de retorno3. Compuerta aire de

extracción4. Base rooftop5. Recuperador de calor

1 2

3

4

5

Aire exteriorAire descargadoAire extraídoAire impulsión

52

Red de conductos. Equipos, ∆ ,

III. Caída presión filtros, recuperador calor y batería

— Caídas de presión típicas según Tabla A.4. Norma UNE EN 13779

— A considerar Elemento Nombre ∆P

[Pa]∆ ,

[Pa]

1 Filtro 100

2 Batería frío 60

3 Batería de calor 40

4 Recuperador calor 100

Consultar: Tabla A.4. UNE EN 13779 Ventilación de edificios no residenciales

53

Red de conductos. Presiones

Esquema de distribución de presiones. Zona aspiración del ventilador

Elementosaspiración

∆Pelemento[Pa]

Pacumulada [Pa]

Patmosferica 0 0

Entrada ‐20 ‐20

Filtro ‐100 ‐120

Rec calor ‐100 ‐220

Compuerta ‐20 ‐240

Bat. Frío ‐60 ‐300

Bat. Calor ‐40 ‐340

Ventilador

1. Ventilador de impulsión2. Compuerta aire de retorno3. Compuerta aire de extracción4. Base rooftop5. Recuperador de calor

1 2

3

4

5

54

Red de conductos. Presiones

Esquema de distribución de presiones.

Zona descarga ventilador

Recuperación estática:

Elementosdescarga

∆Pelemento[Pa]

Pacumulada[Pa]

Ventilador

Pantalón ‐14,6 226,38

Tramo 1 ‐4 211,78

Difusores 1 ‐52

Reducción 2 ‐0,87 155,78

Rec estática +5,47 154,91

Tramo 2 ‐4 160,38

Difusores 2 ‐52

Reducción 3 ‐0,9 104,38


Tramo 3 ‐4 104,76

Difusores 3 ‐52

Reducción 4 ‐1,16 48,76


Tramo 4 ‐4 56

Difusores 4 ‐52 52

Patmosferica 0 0

12

2 2rec estatica 1 2ΔP 0,75 1,2 V V


Tramo Velocidad [m/s]

∆ ,[Pa]

1 8,0 4

2 7,2 4

3 7,0 4

4 5,5 4

TAD 100 ∆P= 5,2 mmca

Accesorio ∆ ,[Pa]

Pantalón “Y” 90º 14,6

Reducción 2 0,87

Reducción 3 0,9

Reducción 4 1,16

55

Ventilador

Selección del ventilador:

— Retorno: ∆ 340

— Impulsión: ∆ 226,4

— Total: ∆ 340 226,4 566,4

— Caudal: 20.520 /

56

Ventilador

Selección de ventiladores

— Modelo ventilador: ver Manual Rooftop

— Curvas características de ventiladores

Catálogo de ventiladores Nicotra

— Encontrar punto de funcionamiento

– Datos: PT ; caudal;

rpm, η, Potencia, db A

Consultar Catálogo ventiladores Nicotra:

AT 15‐15 G2L Pag 97 : http://webmanuals.lennoxeurope.com/Current%20Products/Accessories/Compressors_Motors_etc/Nicotra%20AT_A8.pdf

ADH 500 pag 85 http://www.nicotra‐gebhardt.com/upload/download‐center/catalogue/TD_CFB‐ADH_IT‐EN‐DE‐FR‐ES.pdf

Justificación de exigencias RITE

58

Cumplimiento RITE

IT 1.1. Exigencia de Bienestar e Higiene:

— IT 1.1.4.1.:

– Calidad ambiente térmico: , , V en el aire zona ocupada

– Calidad de aire interior (ventilación); categoría ambiente térmico interior; caudal de ventilación; filtración de are exterior; aire de extracción; aperturas de conductos para limpieza: ambiente acústico

IT1.2. Exigencia de eficiencia energética:

— IT 1.2.4.1.3. Generación de frío;

— IT 1.2.4.2.2. Aislamiento Redes de conductos;

— IT1.2.4.2.3. Estanqueidad;

— IT1.2.4.2.4. Caídas de presión en componentes;

— IT 1.2.4.2.5. Eficiencia energética en ventiladores SFP;

— IT 1.2.4.3. Control

Mas info: en RITE

59

Cumplimiento RITE

IT1.2. Exigencia de eficiencia energética:

— IT 1.2.4.5. Recuperación de energía: equipos>70 kW enfriamiento gratuito

— IT 1.2.4.5.2. Recuperador de calor aire extracción caudal extracción>1.800 m3/h (0,5 m3/s) recuperador ver eficiencias mínimas

— IT 1.2.4.5.3. Estratificación

— IT 1.2.4.5.4. Zonificación

Mas info: en RITE

Referencias

61

Referencias

RITE. Documentos reconocidos. Guías Técnicas de instalaciones de Climatización:

— http://www.minetur.gob.es/energia/desarrollo/eficienciaenergetica/rite/reconocidos/

Difusores alta inducción Movair tad 100:

— http://www.samisa‐movair.com/modulares_cast.pdf

— http://www.salvadorescoda.com/tecnico/CM/02‐DifusoresModularesMovair.pdf

Manuales de ventilación

— http://www.emc.uji.es/asignatura/obtener.php?letra=9&codigo=29&fichero=1082540441929

— http://www.salvadorescoda.com/tecnico/ve/Manual‐Ventilacion.pdf

— http://www.solerpalau.es/formacion_07_01.html

62

Referencias

Software cálculo conductos:

— http://www.ursa.es/1600_1619.htm

Selección equipos clima:

— Climatizadores http://www.tallerdelclima.com/

— Varios http://www.sedical.com

— Inductores y difusores http://www.halton.es

— Equipos http://www.termoven.es

— Equipos, climatizadores, difusores: http://www.trox.es

— Mayorista de equipos: http://www.salvadorescoda.com

[email protected]

12. anteproyecto de climatizacion.pdf

Documents