Diseño Hvac Edif. Electrico, Ashrae
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UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
Ingeniero Industrial
PROYECTO FIN DE CARRERA
DISEÑO DEL SISTEMA DE HVAC DE
UN EDIFICIO ELÉCTRICO DE UNA
CENTRAL TÉRMICA Y DESARROLLO
DE LA HERRAMIENTA DE CÁLCULO
DE PÉRDIDA DE CARGA DE LA
INSTALACIÓN.
AUTORA:
ANA DE ANDRÉS GUERETA
MADRID, Junio de 2010
I
DISEÑO DEL SISTEMA DE HVAC DE UN EDIFICIO ELÉCTRICO
DE UNA CENTRAL TÉRMICA Y DESARROLLO DE LA
HERRAMIENTA DE CÁLCULO DE PÉRDIDA DE CARGA DE LA
INSTALACIÓN.
Autor: Andrés Guereta, Ana de.
Director: Huete García, Emma.
Entidad colaboradora: Empresarios Agrupados.
RESUMEN DEL PROYECTO:
El objeto del presente proyecto es la determinación de la instalación de climatización
de un edificio eléctrico de una central térmica situada en la localidad de Río Turbio,
Argentina, basándose en las condiciones técnicas y legales establecidas. Estas
instalaciones de climatización permiten cubrir adecuadamente las necesidades de
refrigeración y calefacción durante cualquier día del año.
El edificio a climatizar consta de una planta de forma rectangular de unos 700 m2, en
la que se sitúan 6 salas de diferentes dimensiones y que serán destinadas a diferentes
usos. La fachada exterior principales del edificio está situada al sureste, lindando el
resto con el edificio de turbina.
Para cada una de las salas se han definido sus características constructivas, su
orientación, su nivel de ocupación así como el nivel de actividad de sus ocupantes y
las cargas de iluminación y posibles equipos existentes en el mismo.
La instalación de climatización se diseña para superar las condiciones más
desfavorables de verano y de invierno. En todas las salas será necesario mantener las
condiciones de confort: entre 20 y 24 ºC y 50+/-5% humedad. Para la evaluación de
cargas en verano y en invierno, se tendrá en cuenta las cargas térmicas generadas
por: transmisión a través de los cerramientos, infiltración, radiación, ocupación,
iluminación y equipos situados en su interior, para el caso del verano, y,
conservadoramente, solamente transmisión a través de los cerramientos e infiltración
II
para el caso del invierno.
Para contrarrestar las cargas térmicas se ha diseñado una unidad Roof-top que trata el
aire a impulsar a las salas y el correspondiente sistema de distribución hasta cada una
de ellas. Las condiciones del aire a impulsar, en cuanto a temperatura y humedad se
obtienen mezclando aire exterior con aire interior retornado.
El cálculo tanto de las cargas térmicas (menos las cargas por equipos, que se estiman
a partir de datos del fabricante) como de la potencia del equipo a instalar se realiza
con el programa CARRIER. Con los datos de orientación de las salas, tamaño, salas
colindantes… que se han introducido en el programa, éste devuelve unos valores de
cargas para verano e invierno de: 74.5kW y 2.3kW de carga sensible y latente
respectivamente en verano y de 51kW de carga sensible en invierno. Para
contrarrestar estos valores el programa calcula una potencia del equipo de 80.3kW. A
partir de datos disponibles de fabricantes de Roof-tops, se escogen dos equipos de
115,4kW (uno en funcionamiento y otro en reserva).
Una vez determinada la potencia del equipo es necesario comprobar si las
condiciones de confort se cumplen. Analizando resultados obtenidos también con el
CARRIER, se observa que en invierno la humedad resultante es de un 10%, menor
que 45%, mínimo requerido, con lo que será necesario instalar un humectador. A
partir del caudal de aire, las humedades reales y deseadas y la densidad del aire, se
obtiene la capacidad del humectador, que resulta de 18kgv/h.
Otro aspecto necesario para el diseño completo del sistema de climatización es la
pérdida de carga que resulta del paso del aire por elementos como conductos,
entradas, salidas, compuertas… Por ello, para asegurar que el aire mantendrá una
presión determinada a lo largo de todo su recorrido, hay que estudiar la pérdida de
carga que se produce y con ello determinar la presión a la que tiene que impulsar el
aire el equipo Roof-top.
La segunda parte del proyecto fin de carrera es desarrollar una aplicación de cálculo
para determinar esta pérdida de carga.
La aplicación se ha programado en lenguaje Visual Basic y se ha apoyado en un
programa existente (HVAC P.C). El programa en el que se basa presenta varios
problemas, puesto que se implementó en el año 1972, con lo que el sistema operativo
para el que se diseñó ha quedado obsoleto. Por otra parte, el programa HVAC P.C es
III
incómodo de utilizar puesto que los datos introducidos no se pueden modificar una
vez introducidos, con lo que si hay una equivocación, es necesario repetir todo el
proceso. Por último, otro problema que presenta el programa anterior es que las
normas a las que se atiene son muy antiguas.
Por ello se ha realizado un programa en el que es posible modificar los datos en
cualquier momento, dando la opción de guardar tanto datos como resultados en una
hoja Excel, para poder abrirla en un momento posterior y modificar (desde el
programa) los datos que se requieran.
En cuanto al método para calcular la pérdida de carga, se han seguido tanto fórmulas
de mecánica de fluidos (Darcy-Weisbach, diagrama de Moody, Reynolds…) como
curvas de pérdida de carga en elementos obtenidas tanto de la norma ASHRAE como
de fabricantes de accesorios.
El diseño de las dimensiones de los conductos se ha realizado en base al criterio de
velocidad constante (velocidad que no debe superar los 7 m/s). Las rejillas de
impulsión y retorno se seleccionan en base al caudal.
La instalación del sistema de climatización cuenta con las dos unidades Roof-top, los
conductos de circulación de aire y otros elementos como son las rejillas de impulsión
y retorno, las compuertas cortafuegos y un humectador, situado en el tramo de
conducto de impulsión común a las salas.
El valor total de la ejecución del proyecto asciende a 63.396,88 € (sesenta y tres mil
trescientos noventa y seis con ochenta y ocho céntimos).
Madrid, 23 de junio de 2010
Autor
Director
Ana de Andrés Guereta
Emma Huete García
IV
HVAC SYSTEM DESIGN FOR A THERMAL POWER CENTRAL
ELECTRICAL BUILDING AND DEVELOPMENT OF A TOOL FOR
CALCULATING THE CHARGE LOSS OF THE INSTALLATION.
Author: Andrés Guereta, Ana de.
Director: Huete García, Emma.
Collaborating organization: Empresarios Agrupados.
PROJECT ABSTRACT:
The purpose of this project is the determination of the air conditioning system of an
electric building of a thermal power station located in Rio Turbio, Argentina, based
on established legal and technical conditions. These air conditioned installations
allow properly covering the needs of cooling and heating any day of the year.
The building needed to be conditioned consists of a rectangular shaped floor of about
700 m2, in which six rooms of various sizes and designed for different uses are
located. The main exterior facade of the building is located southeast, bordering the
others with the turbine building.
For each of the rooms have been defined construction characteristics, orientation,
occupancy levels and the activity level of occupants and lighting loads and possible
equipment in it.
The air conditioning system is designed to overcome the most unfavorable conditions
for summer and winter. In all rooms will be necessary to maintain the comfort
conditions: between 20 and 24 º C and 50 + / -5% RH. For the evaluation of loads in
summer and winter, it takes into account the heat loads generated by: transmission
through the walls, infiltration, radiation, occupation, lighting and equipment in the
interior, in the event of the summer, and conservatively, only transmission through
the walls and infiltration for the winter.
In order to thwart the heat loads, it has been designed a Roof-top unit that treats the
air that will be pushed to the rooms, and the associated distribution system that leads
to each of them. The boost air conditions, in terms of temperature and humidity are
V
obtained by mixing outside air with indoor air returned.
The calculation of both thermal loads (unless charges for equipment, which are
estimated from manufacturer's data) and the power of the air conditioning equipment
needed to be installed is done with the CARRIER program. From the data of the
orientation of rooms, size, adjacent rooms ... that have been introduced in the
program, this returns the following values of charges for summer and winter: 2.3kW
74.5kW of sensible and latent load respectively in summer and 51kW of sensitive
load during the winter. The power of the equipment needed to counteract these
values, calculated by the program, is 80.3kW. Based on data available from
manufacturers of Roof-tops, we choose two equipments of 115.4 kW (one running
and one in reserve).
Once the power of the equipment is established, it is necessary to determine whether
comfort conditions are met. Analyzing the results obtained from CARRIER, it can be
seen that in winter the resulting humidity is 10%, less than 45% minimum required,
which means that it will be necessary to install a humidifier. From the air flow, the
actual and desired humidity and air density is obtained Humidifier capacity, resulting
from 18kgv / h.
Another necessary aspect for the HVAC system complete design is the pressure drop
resulting from the flow of air through elements such as ducts, entrances, exits, gates
... Therefore, to ensure that air maintains a specified pressure throughout path, it is
needed to study the pressure drop that occurs and thus the pressure that air must be
impulse with from the air roof-top equipment can be determined.
The second part of the final project is to develop an application of calculation to
determine this loss.
The application has been programmed in Visual Basic and has relied on an existing
program (HVAC PC). This previous program has several problems, since it was
implemented in 1972, which means that the operating system that the program was
based on obsolete. In addition, the HVAC PC program is cumbersome to use as the
data entered cannot be changed once introduced, which means that if there is a
mistake, it is necessary to repeat the whole process. Finally, another problem with
the mentioned program is that the standards which followed are very old.
Due to that a new program has been enhanced that allows you to modify data any
VI
time that is needed, giving the option of saving not only data, but also results in an
Excel sheet, in order to be able to open it in a further time and change (from the
program) the needed data.
Regarding the method for calculating the pressure loss, both formulations of fluid
mechanics (Darcy-Weisbach, Moody diagram, Reynolds ...) and head loss curves of
elements (obtained from ASHRAE standard and from the accessories manufacturers)
have been used.
The design of the pipes dimensions is based on the criterion of constant velocity (air
speed should not exceed 7 m / s). The supply and return grilles are selected based on
the flow.
The HVAC system installation has two roof-top units, air circulation ducts and other
elements such as supply and return grilles, gates firewall, and a humidifier, located
on the stretch of common pipe rooms.
The total value of the project amounts to 63,396.88 € (sixty-three thousand three
hundred ninety-six eighty-eight cents).
Madrid, 23rd June, 2010
Author
Director
Ana de Andrés Guereta
Emma Huete García
DOCUMENTO Nº1, MEMORIA
ÍNDICE GENERAL
1.1 MEMORIA DESCRIPTIVA ..................................................................................1
1.2 CÁLCULOS .........................................................................................................18
1.3 ANEJOS ...............................................................................................................31
1
1.1 MEMORIA DESCRIPTIVA
2
1.1 MEMORIA DESCRIPTIVA ..................................................................................1
1.1.1 Objeto y Alcance .............................................................................................3
1.1.2 Introducción .....................................................................................................4
1.1.2.1 Introducción a la central termoeléctrica ...................................................4
1.1.2.2 Descripción de la planta. ..........................................................................6
1.1.2.3 Descripción del edificio eléctrico y de control. ........................................7
1.1.2.4 Características exteriores de proyecto. .....................................................9
1.1.2.5 Condiciones interiores de diseño. .............................................................9
1.1.2.6 Características de los cerramientos. ........................................................10
1.1.3 Cálculo de cargas térmicas. ...........................................................................11
1.1.3.1 Cargas térmicas por transmisión.............................................................12
1.1.3.2 Cargas térmicas por insolación. ..............................................................12
1.1.3.3 Cargas térmicas por infiltración. ............................................................13
1.1.3.4 Cargas internas. ......................................................................................13
1.1.3.5 Resumen de cargas. ................................................................................14
1.1.4 Cálculo de los caudales de ventilación ..........................................................14
1.1.5 Descripción del sistema de climatización ......................................................15
1.1.5.1 Descripción de la unidad: .......................................................................15
1.1.5.2 Descripción del sistema de distribución: ................................................15
1.1.6 Desarrollo del programa de cálculo. ..............................................................17
3
1.1.1 Objeto y Alcance
La finalidad del presente proyecto es el diseño de la instalación de aire
acondicionado del edificio de eléctrico de una central termoeléctrica de carbón.
En este proyecto se tienen dos objetivos principales. El primer objetivo comprende el
diseño de la instalación de climatización, la selección de los equipos necesarios, y
elementos tales como difusores y rejillas. Por otro lado, es necesario también diseñar
los conductos de ventilación. En el diseño de estos conductos se tiene que evaluar la
pérdida de carga que se produce desde el equipo de climatización hasta la impulsión
del aire en las distintas salas.
El segundo objetivo del proyecto es desarrollar un programa de cálculo que calcule la
pérdida de carga que se produce en cada elemento de la instalación. Este programa
no se crea desde cero, si no que se basa en un programa ya existente (HVAC PC 2.0).
El desarrollo de un nuevo programa es necesario puesto que el programa del que se
dispone fue programado para un sistema operativo ya obsoleto. Esto implica no sólo
que no es cómodo de utilizar en los sistemas operativos actuales, si no que es
probable que las ecuaciones en las que se basa para el cálculo de pérdida de carga,
que eran las vigentes en el momento en el que se creó el programa, hayan sido
modificadas. Por ello es necesario analizar las ecuaciones que utiliza, sabiendo las
normas a las que se atiene, y compararlas con las normas vigentes en este momento.
Por otro lado, la pérdida de carga en elementos específicos como rejillas, filtros,
difusores… se obtiene a partir de datos que proporciona el fabricante de estos
elementos en los catálogos. El programa existente se basa en los catálogos que se
tenían en el momento que se creó, que han sido modificados, por lo que es necesario
actualizar los datos con los que se tienen actualmente.
4
1.1.2 Introducción
1.1.2.1 Introducción a la central termoeléctrica
Una central termoeléctrica, o central térmica, es una central que genera electricidad a
partir del refinado de un combustible fósil. El combustible puede ser carbón, fuel, o
gas natural, dependiendo de la central. En esta central el combustible utilizado es
carbón, que se obtiene de las minas en las que se encuentra situada la central.
Para todos los combustibles, el proceso de generación de energía es el mismo. Este
proceso consiste en obtener energía a través del combustible en una caldera para
evaporar agua, y mediante el paso del vapor por una turbina, generar electricidad. El
ciclo que sigue el agua es un ciclo Rankine, que se explicará más adelante. La única
diferencia entre los distintos combustibles es el tratamiento previo que sufren antes
de entrar en la caldera.
El tratamiento previo del carbón en este caso consiste en una reducción a polvo fino
tras haber sido extraído de las minas contiguas a la central Este polvo se almacena en
unos silos, y posteriormente se bombea a la caldera.
En la caldera se quema el combustible, y la energía liberada durante la combustión se
utiliza para calentar el agua. Como ya se ha comentado, el ciclo que sigue el agua es
un ciclo Rankine.
El ciclo Rankine es un ciclo termodinámico cerrado mediante el cual se obtienen
grandes potencias. Las partes fundamentales que se encuentran en este ciclo son la
caldera (donde el agua se evapora y se recalienta), una turbina de vapor donde se
expande el fluido, un condensador y una bomba (mediante la cual se aumenta la
presión del agua hasta la presión de aportación de valor):
5
Figura 1.1 Ciclo de Rankine
Figura 1.2 Ciclo termodinámico de Rankine
En esta central, el condensador se compone de unos aerogeneradores que condensan
el vapor mediante unos ventiladores que mueven el aire para enfriarlo. Esta agua
condensada se lleva a unos tanques para almacenarla antes de ser devuelta al ciclo.
Acoplando el eje de la turbina por la que pasa el vapor a un generador, se genera
electricidad. Tras el generador, se pasa la corriente eléctrica por un transformador y
desde éste se lleva a la red eléctrica.
6
1.1.2.2 Descripción de la planta.
Figura 1.3 Esquema de la planta
Para ver el plano de disposición, consultar Plano 1.
Como se observa en el esquema, la planta consta de 7 zonas principales. A parte de
estas zonas, al sureste del edificio de calderas se encuentra un edificio en el que se
maneja el carbón y se almacenan las cenizas resultantes de la combustión del carbón
(edificio de manejo del carbón). Alrededor de este edificio se encuentran dos barreras
ecológicas, una al suroeste y otra al noroeste, entre éste y el edificio de calderas.
La combustión del carbón se realiza en el edificio de calderas, y se lleva a cabo en
dos calderas. En este edificio se encuentra tanto las calderas como los silos en los
que se almacena el carbón tratado y triturado.
En el edificio al noroeste del edificio de calderas se encuentran dos zonas anexas en
el mismo edificio: el edificio de turbinas y el edificio eléctrico y de control. El
edificio eléctrico y de control es el que se estudia en este proyecto y se explica con
más detalle en el próximo apartado. En el edificio de turbinas, se encuentran dos
7
turbinas, cada una de las cuales es movida por el vapor proveniente de una de las
calderas.
Del edificio de turbinas, por una parte se lleva la electricidad generada por las
turbinas a los transformadores, y por otra se lleva el vapor (a baja presión después de
haber pasado por las turbinas) hacia los aerocondensadores.
La corriente eléctrica que pasa por los transformadores se lleva posteriormente a la
subestación, y de ahí se introduce a la red.
Tras pasar por los aerocondensadores, el agua condensada se lleva al edificio de
tratamiento de agua, en el que se trata y se almacena el agua que posteriormente se
volverá a bombear hacia el edificio de calderas.
Al sur se encuentra un edificio de oficinas, donde a parte de las oficinas de
explotación se encuentran aparcamientos para los empleados, un taller de reparación,
un almacén y unos vestuarios.
1.1.2.3 Descripción del edificio eléctrico y de control.
Como se puede apreciar en la Figura 1.3 , el edificio eléctrico se encuentra al
noroeste del edificio de calderas, y está anexo al edificio de turbinas en su fachada
noroeste. El resto de fachadas dan al exterior.
El edificio eléctrico es un edificio de planta rectangular de dimensiones aproximadas
80 m de largo, 11 m de ancho y 16 m de altura. Se tienen tres elevaciones a las
siguientes alturas:
-
+0,000: se encuentran las dos salas de cables, la sala de dosificación
química, la sala de muestreo y la sala de baterías.
-
+6,000: se encuentra la sala eléctrica.
-
+11,000: se encuentra el edificio de control. En él se tiene la sala de control,
8
dos salas de electrónica, el despacho del jefe, la sala de reuniones, la sala de
ingeniería y los aseos.
En las dos primeras elevaciones, no es necesario instalar un equipo de aire
acondicionado puesto que las salas sólo tienen equipos y cables, que no requieren
condiciones tan estrictas como las condiciones de confort de las personas (entre 20 y
24 ºC, 50 +/- 5% de humedad relativa). En la última elevación las salas (todas menos
los aseos) estarán ocupadas por un cierto número de personas (detallado en el
apartado 1.2.2.4 ), por lo que será necesario instalar un sistema de aire
acondicionado. Los aseos no requieren las condiciones de confort puesto que no van
a presentar una ocupación permanente, con lo que tampoco se instalará un sistema de
aire acondicionado, si no que se ventilará con aire procedente del edificio.
A continuación se muestra un esquema de las salas a climatizar y la superficie de
cada una:
Figura 1.4 Distribución salas elevación +11,000 edificio eléctrico
Para ver el plano de disposición, consultar Plano 2.
Salas
Superficie
m2
Sala de control
252
despacho jefe
32
sala de ingeniería
32
sala de reuniones
32
9
sala electrónica 1
171
sala electrónica 2
177
Tabla 1.1 Superficie de las salas a climatizar
1.1.2.4 Características exteriores de proyecto.
La central se encuentra situada en la localidad de Río Turbio, Departamento de Güer
Aike, Provincia de Santa Cruz, en la República Argentina.
Los datos climatológicos del emplazamiento (que se muestran a continuación) se han
obtenido a partir del ASHRAE 2005 Fundamentals, en base a un percentil del 0,4%
en verano y del 99.6% en invierno, a partir de los datos obtenidos de la estación
Davis Weatherlink 4.04 de Río Turbio en los años 2001-2008.
Latitud :
51º 33’ S = 51,55 S
Longitud :
72º 14’ O = 72,23 O
Altitud :
200 m
Presión atmosférica normal :
983,6 Pa
Diseño verano TBS/TBH :
22 ºC / 17,1 ºC
Diseño invierno TBS/HR :
- 11 ºC / 100%
Rango diario :
9,6 ºC
Tabla 1.2 Condiciones exteriores de proyecto
El emplazamiento se encuentra a 200 m sobre el nivel de mar.
1.1.2.5 Condiciones interiores de diseño.
La temperatura y la humedad a mantener en cada sala vienen impuestas tanto por las
condiciones que marcan los fabricantes de los equipos como por la ocupación en la
misma.
En todas las salas será necesario mantener las condiciones de confort: entre 20 y 24
ºC y 50+/-5% humedad.
10
1.1.2.6 Características de los cerramientos.
Para analizar las cargas debidas a transmisiones y/o disipaciones de las salas es
necesario primero conocer qué tipos de cerramientos se tiene en cada sala. A partir
de las características constructivas de éstos, se calculan los coeficientes de
transmisión térmica. Estos coeficientes indican el flujo de calor por unidad de tiempo
que atraviesa una superficie de lados paralelos cuando se establece una diferencia de
temperatura entre los lados de un grado.
Figura 1.5 Transmisión de calor a través de una superficie de lados paralelos
A partir de estos valores, y junto con las condiciones climáticas tanto exteriores (que
afectan a los cerramientos exteriores) como de las salas contiguas a la que se quiere
estudiar (que afectan a los cerramientos medianeros), se obtienen los valores de las
cargas.
Los cerramientos se dividen en tres grupos: cerramientos verticales, cerramientos
horizontales y huecos. Las características se muestran en los cálculos (apartado 1.2.1
).
En las tablas que se muestran en los cálculos, se puede observar tanto la resistencia
térmica de cada capa del elemento como la transmitancia térmica total. La
transmitancia térmica se calcula como la inversa de la resistencia total.
11
En el caso de la ventana, el valor de la transmitancia se obtiene a partir del programa
CARRIER. Este valor lo calcula teniendo en cuenta las capas que se hayan definido
de cristal y el hueco que se deje entre estas capas. En este caso se ha definido la
ventana con una capa de cristal de 3 mm y otra de 6 mm, con un espacio de 13 mm
de aire entre ellas.
1.1.3 Cálculo de cargas térmicas.
Las cargas térmicas que se consideran en el diseño son cargas por transmisión, por
insolación, por infiltración y cargas internas. La carga térmica puede ser sensible
(sólo aumenta el valor de la temperatura) y latente (aumenta la humedad en el aire).
Más adelante se explicará cada tipo de carga por separado, y se indicará qué tipo de
carga térmica representa (sensible y/o latente).
Para el cálculo de las cargas por transmisión, insolación e infiltración se utiliza el
programa de cálculo Hourly Analysis Program (CARRIER). Para llevar a cabo ese
cálculo, el programa necesita información de las características constructivas de los
cerramientos que se van a tener en las zonas a modelar. Por otro lado necesita
también las temperaturas a cada lado de la pared (temperatura interna de la sala y
temperatura exterior adyacente). En el caso en que la sala contigua a la sala a
estudiar no esté climatizada, sería necesario introducir también la temperatura de esa
sala.
Por último el programa necesita las dimensiones de la sala a modelar, la orientación
de las paredes en contacto con el exterior y, si hubiera alguna ventana o puerta, el
tipo de elemento, la superficie de éste y la pared en la que está situado.
Para tener noción de cómo introducir estos datos en el programa, consultar el Anexo
B.
12
Para el modelaje final de las cargas, el programa considera las dos situaciones
extremas que se pueden dar a lo largo del año: en verano, el día de máxima
temperatura, considera que en las salas hay plena ocupación y todos los elementos
que generan calor (luces, equipos…) están encendidos; en invierno, el día más frío
del año, considera que las salas están vacías y que no hay nada que genere calor
encendido.
1.1.3.1 Cargas térmicas por transmisión.
La carga térmica por transmisión se da cuando existe una diferencia de temperatura
entre los dos lados de un elemento. Este elemento puede ser un muro, una partición
interior, techo/suelo, una puerta o una ventana. En el caso de muros, es necesario
tener en cuenta que debido a la construcción de éste, el calor no lo atraviesa
instantáneamente, si no que se tiene un cierto retraso (inercia térmica). Por ello, el
momento de máxima carga térmica puede no ser el de máxima temperatura en el
exterior.
Este tipo de carga sólo tiene el efecto de aumentar la temperatura al otro lado del
elemento, con lo que sólo se tiene carga sensible.
Los valores resultantes de la carga térmica por transmisión para cada sala se pueden
ver en el apartado 1.2.2.1
1.1.3.2 Cargas térmicas por insolación.
Debido a la incidencia de la luz solar, las paredes exteriores se calentarán (en mayor
o menor medida dependiendo de la orientación de la fachada). Este calentamiento
producirá también un aumento de la temperatura en el interior del edificio. Al
aumentar sólo la temperatura, se tiene solamente carga térmica sensible.
Los valores resultantes de la carga térmica por insolación para cada sala se pueden
13
ver en el apartado 1.2.2.2
1.1.3.3 Cargas térmicas por infiltración.
La carga térmica por infiltración se tiene cuando existe una cierta diferencia de
presión entre el interior del edificio y el exterior (o entre una sala y otra). Esto
provoca que el aire se mueva de una zona a otra, lo que provoca un cambio de
temperatura y un cambio de humedad (con lo que se tiene tanto carga sensible como
carga latente). Si se quiere evitar que el aire exterior entre en una sala, se debe
aumentar la presión interior de la sala.
Los valores resultantes de la carga térmica por infiltración para cada sala se pueden
ver en el apartado 1.2.2.3
Se podrá observar en los resultados que los valores resultan negativos. Esto significa
que la infiltración beneficia a las condiciones de la sala. Se puede comprobar que la
temperatura exterior que considera el programa es de 22ºC, mientras que la
temperatura que se intenta conseguir en el interior de la sala es de 24ºC, lo que
significa que la infiltración ayudará a mantener la temperatura de la sala.
1.1.3.4 Cargas internas.
Las cargas internas se dividen a su vez en cargas por ocupación y cargas por
iluminación y por equipos.
La carga sensible y latente que genera cada persona depende del tipo de actividad
que esté realizando. El programa de cálculo CARRIER considera estas cargas
atendiendo a los valores normalizados establecidos por ASHRAE. Para una actividad
de oficina, estos valores son 71.8 W/persona de carga sensible y 60.1 W/persona de
carga latente.
En cuanto a las cargas por iluminación, el CARRIER considera un valor para la
14
carga en función del área (20 W/m2, dato tomado del ASHRAE), con lo que
introduciendo la superficie de la sala, se tiene una carga por iluminación. En el caso
de que se tengan valores de iluminación distintos del considerado por el programa,
éste da la posibilidad de introducir el valor (en W) de las cargas que se tienen en la
sala. Si no se tiene un valor claro de la carga que se tendrá, se puede hacer una
estimación considerando valores conocidos.
Las cargas por equipos se calculan o bien a partir de datos del fabricante, o bien a
partir de estimaciones considerando valores conocidos. Estos valores se introducen
en el programa en W.
Los valores resultantes de la carga interna por ocupación e iluminación y equipos
para cada sala se pueden ver en el apartado 1.2.2.4
1.1.3.5 Resumen de cargas.
Una vez que se ha obtenido el total de cargas, se tiene en cuenta un factor de
seguridad del 10%.
En las tablas del apartado 1.2.2.5 se han reflejado tanto las cargas en verano como en
invierno.
1.1.4 Cálculo de los caudales de ventilación
El caudal necesario de ventilación se obtiene mediante el programa CARRIER. El
programa calcula este caudal a partir de los valores de las cargas térmicas y a partir
también de una diferencia de temperaturas. Esta diferencia de temperaturas es la
diferencia entre la temperatura de impulsión (dato que se introduce al programa, en
este caso, 13.5ºC) y la temperatura de la sala (comprendida entre 20 y 25 ºC).
En el apartado 1.2.3 se muestran los valores de caudal de ventilación devueltos por el
programa para cada sala.
15
1.1.5 Descripción del sistema de climatización
1.1.5.1 Descripción de la unidad:
Para la climatización de las salas se ha escogido un único equipo compuesto por dos
unidades Roof-Top solo frío, con calentador eléctrico, redundantes de forma que una
sola de ellas esté en funcionamiento y la otra en reserva.
Las unidades disponen de:
·
Compuertas motorizadas de lamas paralelas para el aislamiento de la unidad
que se encuentre en reserva.
·
Una sección de enfriamiento tipo free-cooling con ventilador de retorno y tres
compuertas motorizadas de expulsión, de toma de aire exterior y de retorno.
·
Una compuerta de regulación de aire exterior mínimo de ventilación.
·
Sondas de entalpía para control de las mismas. Se encargan de controlar que
la entalpía del aire exterior sea inferior a la entalpía del aire de retorno
(condición para el funcionamiento del free-cooling).
·
Sección de calentamiento formada por un calentador eléctrico de tres etapas.
Se encarga de precalentar el aire hasta una temperatura de impulsión de unos
18ºC (valor ajustable).
El cambio de las unidades de modo frío a modo batería eléctrica debe ser efectuado
automáticamente por el sistema de control en función de la temperatura del aire de
retorno (<18ºC modo calor, >26ºC modo frío, valores preliminares ajustables).
1.1.5.2 Descripción del sistema de distribución:
El sistema de distribución está formado por los conductos y otros elementos (rejillas,
compuertas…) que se encargan de llevar el aire desde el equipo hasta las diferentes
16
salas.
El diseño del sistema se ha realizado bajo criterio de caudal de aire de impulsión
variable (velocidad constante) y temperatura de impulsión variable.
·
Para mantener la velocidad de aire constante en las unidades, se incluye entre
los conductos de impulsión y retorno una compuerta de regulación de bypass, regulada por un controlador de presión en el conducto de impulsión.
·
La distribución de aire a la sala se realizará por medio de difusores lineales de
alto poder de inducción.
·
En los ramales de impulsión a cada sala se incluirán compuertas de
regulación de caudal y calentadores eléctricos de conducto, estando
controlados ambos elementos por el respectivo termostato de sala. Las
compuertas serán regulables del 100% al 50% y si aún estando al límite del
50% del caudal nominal la sala demanda calor, arrancará el calentador de
conducto correspondiente.
·
En el conducto de impulsión de aire principal se dispondrán de un
humectador para mantener la humedad relativa de las salas entre los límites
establecidos (50±5%), regulada por una sonda de humedad en el conducto de
retorno de aire a la unidad.
·
Se dispondrán compuertas cortafuegos en los conductos de impulsión, retorno
y extracción de las salas electrónicas y de control para aislar dichas salas en
caso de incendio. Estas compuertas cierran ante señal de detección de
incendios en cualquiera de las dos áreas que separan o por fusión de su
fusible térmico. En el caso de detectarse incendio en las salas electrónicas o
en sala de control, se dará orden de cierre de las compuertas cortafuegos
17
asociadas y la roof-top continuará operativa, mientras que ante en el caso de
detectarse incendio en los despachos asociados se parará la unidad roof-top
que se encuentre en funcionamiento y los ventiladores extractores.
Los conductos de suministro serán de chapa galvanizada con aislamiento térmico.
1.1.6 Desarrollo del programa de cálculo.
El desarrollo del programa de cálculo está incluido en el Anexo A.
18
1.2 CÁLCULOS
19
1.2 CÁLCULOS .........................................................................................................18
1.2.1 Cálculo de los cerramientos ...........................................................................20
1.2.1.1 Cerramientos verticales: .........................................................................20
1.2.1.2 Cerramientos horizontales: .....................................................................21
1.2.1.3 Ventanas: ................................................................................................21
1.2.2 Cálculo de cargas térmicas ............................................................................22
1.2.2.1 Cargas térmicas por transmisión.............................................................22
1.2.2.2 Cargas térmicas por insolación ...............................................................23
1.2.2.3 Cargas térmicas por infiltración .............................................................24
1.2.2.4 Cargas internas .......................................................................................24
1.2.2.5 Resumen de cargas .................................................................................25
1.2.3 Cálculo de los caudales de ventilación ..........................................................27
1.2.4 Cálculo de los equipos ...................................................................................27
1.2.5 Cálculo del humectador .................................................................................28
1.2.6 Cálculo de la pérdida de carga en los conductos ...........................................29
20
1.2.1 Cálculo de los cerramientos
1.2.1.1 Cerramientos verticales:
Muro exterior:
calor
Resistencia
Peso
específico térmica
kg/m^3 kJ/kg·K m^2-K/W kg/m^2
espesor densidad
mm
Resistencia a la convección
del aire interior
16mm yeso
15,875
Chapa de acero
0,853
aislante RSI-1.9
80
Chapa de acero
0,853
Resistencia a la convección
del aire exterior
Total
0,12064
800,9
7833
8
7833
1,09
0,5
0,84
0,5
0,09863
0,00002
1,77781
0,00002
12,7
6,7
0,6
6,7
0,05864
2,05576
Tabla 2.1 · Características constructivas: Cerramientos verticales: Muro exterior
U=
1
1
W
=
= 0.48643810 6 2
RT 2.05576
m ·K
(2.1)
Muro interior o partición:
espesor densidad
mm
kg/m^3
calor
Resistencia
específico térmica
kJ/kg/K
m^2-k/W
Peso
kg/m^2
Resistencia a la
convección del aire
interior
16mm yeso
15,875
800,9
1,09
0,09863
12,7
ladrillo común
203,2
1922,2
0,84
0,27954
390,6
16mm yeso
15,875
800,9
1,09
0,09863
12,7
Resistencia a la
convección del aire
exterior
Total
0,12064
0,05864
0,65608
21
Tabla 2.2 Características constructivas: cerramientos verticales: Muro interior o partición
U=
1
1
W
=
= 1.52420436 5 2
RT 0.65608
m ·K
(2.2)
1.2.1.2 Cerramientos horizontales:
Cubierta:
espesor densidad
mm
calor
Resistencia
específico térmica
kg/m^3 kJ/kg/K m^2-k/W
Peso
kg/m^2
Resistencia a la convección
del aire interior
203mm HW hormigón
aislante RSI-1.9
cubierta
260
100
9,525
977,1
8
1121,3
0,84
0,84
1,47
0,25038
2,22227
0,05855
254
0,8
10,7
asfalto
1,588
1121,3
1,51
0,02698
1,8
0,12064
Resistencia a la convección
del aire exterior
Total
0,05864
2,73746
Tabla 2.3 · Características constructivas: Cerramientos horizontales: Cubierta
U=
1
1
W
=
= 0.36530214 1 2
RT 2.73746
m ·K
(2.3)
1.2.1.3 Ventanas:
espesor
(mm)
transparente
hueco aire
transparente
3
13
6
transmitividad reflectividad absortividad
0,841
0,078
0,081
0,639
0,116
0,245
Tabla 2.4 · Características constructivas: Ventanas: Cristales
U TOTAL = 2.751
W
m 2 ·K
(2.4)
22
1.2.2 Cálculo de cargas térmicas
1.2.2.1 Cargas térmicas por transmisión
DESIGN COOLING
DESIGN HEATING
COOLING DATA AT Jan 1500
HEATING DATA AT DES HTG
COOLING OA DB / WB 22,0 °C / 17,1 °C HEATING OA DB / WB -11,0 °C / -11,0 °C
OCCUPIED T-STAT 24,0 °C
OCCUPIED T-STAT 21,6 °C
Sensible
Latent
Sensible
Latent
SPACE LOADS
Details
(W)
(W)
Details
(W)
(W)
TABLE 1.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Control room '' IN ZONE '' Zone 1 ''
Wall Transmission
90 m²
803
90 m²
1427
Roof Transmission
252 m²
151
252 m²
3001
Window Transmission
6 m²
-61
6 m²
538
Skylight Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Door Loads
0 m²
0
0 m²
0
Floor Transmission
252 m²
5945
252 m²
10458
Partitions
97 m²
1848
97 m²
2175
Ceiling
0 m²
0
0 m²
0
>> Total Zone Loads
8686
0
17599
0
TABLE 2.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Despacho jefe '' IN ZONE '' Zone 2 ''
Wall Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Roof Transmission
25 m²
15
25 m²
297
Window Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Skylight Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Door Loads
0 m²
0
0 m²
0
Floor Transmission
32 m²
755
32 m²
1320
Partitions
32 m²
465
32 m²
552
Ceiling
0 m²
0
0 m²
0
>> Total Zone Loads
1235
0
2169
0
TABLE 3.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala de ingeniería '' IN ZONE '' Zone 3 ''
Wall Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Roof Transmission
25 m²
15
25 m²
297
Window Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Skylight Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Door Loads
0 m²
0
0 m²
0
Floor Transmission
32 m²
755
32 m²
1320
Partitions
46 m²
578
46 m²
692
Ceiling
0 m²
0
0 m²
0
>> Total Zone Loads
1348
0
2309
0
TABLE 4.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala de reuniones '' IN ZONE '' Zone 4 ''
Wall Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Roof Transmission
25 m²
15
25 m²
297
Window Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Skylight Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Door Loads
0 m²
0
0 m²
0
Floor Transmission
25 m²
590
25 m²
1031
Partitions
32 m²
465
32 m²
552
Ceiling
0 m²
0
0 m²
0
>> Total Zone Loads
1070
0
1880
0
TABLE 5.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala electronica 1 '' IN ZONE '' Zone 5 ''
Wall Transmission
28 m²
321
28 m²
443
Roof Transmission
135 m²
81
135 m²
1603
Window Transmission
2 m²
-21
2 m²
179
Skylight Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Door Loads
0 m²
0
0 m²
0
-
23
Floor Transmission
135 m²
3159
135 m²
5569
Partitions
182 m²
2636
182 m²
3146
Ceiling
0 m²
0
0 m²
0
>> Total Zone Loads
6176
0
10940
TABLE 6.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala electronica 2 '' IN ZONE '' Zone 6 ''
Wall Transmission
26 m²
6
26 m²
411
Roof Transmission
135 m²
81
135 m²
1603
Window Transmission
2 m²
-20
2 m²
179
Skylight Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Door Loads
0 m²
0
0 m²
0
Floor Transmission
135 m²
3185
135 m²
5569
Partitions
222 m²
3028
222 m²
3605
Ceiling
0 m²
0
0 m²
0
>> Total Zone Loads
6280
0
11367
TOTAL
24795
0
44384
0
0
0
Tabla 2.5 Cargas térmicas por transmisión
1.2.2.2 Cargas térmicas por insolación
DESIGN COOLING
DESIGN HEATING
COOLING DATA AT Jan 1500
HEATING DATA AT DES HTG
COOLING OA DB / WB 22,0 °C / 17,1 °C HEATING OA DB / WB -11,0 °C / -11,0 °C
OCCUPIED T-STAT 24,0 °C
OCCUPIED T-STAT 21,6 °C
Sensible
Latent
Sensible
Latent
SPACE LOADS
Details
(W)
(W)
Details
(W)
(W)
TABLE 1.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Control room '' IN ZONE '' Zone 1 ''
Window & Skylight
6 m²
886
6 m²
Solar Loads
TABLE 2.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Despacho jefe '' IN ZONE '' Zone 2 ''
Window & Skylight
0 m²
0
0 m²
Solar Loads
TABLE 3.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala de ingeniería '' IN ZONE '' Zone 3 ''
Window & Skylight
0 m²
0
0 m²
Solar Loads
TABLE 4.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala de reuniones '' IN ZONE '' Zone 4 ''
Window & Skylight
0 m²
0
0 m²
Solar Loads
TABLE 5.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala electronica 1 '' IN ZONE '' Zone 5 ''
Window & Skylight
2 m²
406
2 m²
Solar Loads
TABLE 6.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala electronica 2 '' IN ZONE '' Zone 6 ''
Window & Skylight
2 m²
131
2 m²
Solar Loads
TOTAL
1423
Tabla 2.6 Cargas térmicas por insolación
24
1.2.2.3 Cargas térmicas por infiltración
DESIGN COOLING
DESIGN HEATING
COOLING DATA AT Jan 1500
HEATING DATA AT DES HTG
COOLING OA DB / WB 22,0 °C / 17,1 °C
HEATING OA DB / WB -11,0 °C / -11,0 °C
OCCUPIED T-STAT 24,0 °C
OCCUPIED T-STAT 21,6 °C
Sensible
Latent
Sensible
Latent
SPACE LOADS
Details
(W)
(W)
Details
(W)
(W)
TABLE 1.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Control room '' IN ZONE '' Zone 1 ''
Infiltration
-132
241
0
0
TABLE 2.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Despacho jefe '' IN ZONE '' Zone 2 ''
Infiltration
-17
28
0
0
TABLE 3.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala de ingeniería '' IN ZONE '' Zone 3 ''
Infiltration
-17
27
0
0
TABLE 4.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala de reuniones '' IN ZONE '' Zone 4 ''
Infiltration
-13
21
0
0
TABLE 5.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala electronica 1 '' IN ZONE '' Zone 5 ''
Infiltration
-102
140
0
0
TABLE 6.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala electronica 2 '' IN ZONE '' Zone 6 ''
Infiltration
-93
143
0
0
TOTAL
-374
600
0
Tabla 2.7 Cargas térmicas por infiltración
1.2.2.4 Cargas internas
Ocupación:
Previsión
de
ocupación
Sala de control
Despacho Jefe
Sala de
ingeniería
Sala de
reuniones
Sala electrónica
1
Sala electrónica
2
Total
10
2
Carga
sensible
(W)
718
143,6
Carga
latente
(W)
601
120,2
7
502,6
420,7
430,8
360,6
0
0
0
0
0
1795
0
1502,5
6
Tabla 2.8 Cargas internas por ocupación
Iluminación y equipos:
Cargas internas
Iluminación
(W/m^2)
Área (m^2)
Carga
iluminación
(W)
Equipos
(W)
Carga total
(W)
0
25
Sala de
control
20
252
5040
1688
6728
despacho
jefe
20
32
640
290
930
sala de
ingeniería
20
32
640
1008
1648
sala de
reuniones
20
32
640
228
868
sala
electrónica
1
20
171
3420
12111
15531
sala
electrónica
2
20
177
3540
10896
14436
40141
Total
Tabla 2.9 Cargas térmicas por iluminación y equipos
1.2.2.5 Resumen de cargas
26
Verano
Tipo de cargas térmicas (W)
Sala
Transmisión
Infiltración
Radiación
Ocupación
Iluminación &
Equipos
Sensible Latente
Sensible
Latente
Sensible
Latente
Sensible
Latente
Sensible
Latente
Sala de control
8686
-
-132
241
886
-
718
601
6728
Despacho Jefe
1235
-
-17
28
0
-
143,6
120,2
Sala de ingeniería
1348
-
-17
27
0
-
502,6
Sala de reuniones
1070
-
-13
21
0
-
Sala electrónica 1
6176
-
-102
140
406
Sala electrónica 2
6280
-
-93
143
131
Total
Total (con
F.S=10%)
Sensible Latente
Sensible
Latente
-
16886
842
18574,6
926,2
930
-
2291,6
148,2
2520,76
163,02
420,7
1648
-
3481,6
447,7
3829,76
492,47
430,8
360,6
868
-
2355,8
381,6
2591,38
419,76
-
0
0
15531
-
22011
140
24212,1
154
-
0
0
14436
-
20754
143
22829,4
157,3
67780
2102,5
74558
2312,75
Tabla 2.10 Resumen cargas térmicas; Verano
Invierno
Tipo de cargas térmicas (W)
Sala
Transmisión
Infiltración
Radiación
Total
Total (con
F.S=10%)
Sensible Latente
Sensible
Latente
Sensible
Latente
Sensible
Latente
Sensible
Latente
Sala de control
17599
-
0
0
0
0
17599
0
19358,9
0
Despacho Jefe
2169
-
0
0
0
0
2169
0
2385,9
0
Sala de ingeniería
2309
-
0
0
0
0
2309
0
2539,9
0
Sala de reuniones
1880
-
0
0
0
0
1880
0
2068
0
Sala electrónica 1
10940
-
0
0
0
0
10940
0
12034
0
Sala electrónica 2
11367
-
0
0
0
0
11367
0
12503,7
0
46264
0
50890,4
0
Tabla 2.11 Resumen de cargas térmicas; Invierno
27
1.2.3 Cálculo de los caudales de ventilación
Maximum
Design
Minimum
Time
Maximum
Zone
Cooling
Air
Air
of
Heating
Floor
Area
Sensible
Flow
Flow
Peak
Load
Zone Name
(kW)
(L/s)
(L/s)
Load
(kW)
Zone
Zone 1
19,8
1599
1599 Jan 1500
19,4
252,0
6,35
Zone 2
2,7
215
215 Jan 1500
2,4
32,0
6,72
Zone 3
3,5
284
284 Jan 1500
2,5
32,0
8,88
(m²) L/(s-m²)
Zone 4
2,6
212
212 Jan 1500
2,1
25,0
8,49
Zone 5
25,0
2017
2017 Jan 1600
12,0
171,0
11,79
Zone 6
23,6
1907
1907 Jan 1500
12,5
177,0
10,77
Tabla 2.12 Caudales de ventilación
Cooling
Time
Air
Heating
Floor
Sensible
of
Flow
Load
Area
Space
Mult.
(kW)
Load
(L/s)
(kW)
(m²)
L/(s-m²)
1
19,8
Jan 1500
1599
19,4
252,0
6,35
1
2,7
Jan 1500
215
2,4
32,0
6,72
1
3,5
Jan 1500
284
2,5
32,0
8,88
1
2,6
Jan 1500
212
2,1
25,0
8,49
1
25,0
Jan 1600
2017
12,0
171,0
11,79
1
23,6
Jan 1500
1907
12,5
177,0
10,77
Zone Name /
Space Name
Zone 1
Control room
Zone 2
Despacho jefe
Zone 3
Sala de ingeniería
Zone 4
Sala de reuniones
Zone 5
Sala electronica 1
Zone 6
Sala electronica 2
Tabla 2.13 Caudales de ventilación
1.2.4 Cálculo de los equipos
A partir de los valores obtenidos por CARRIER, se precisan dos unidades Roof-Top
de una potencia mínima de 80,3 kW.
A partir de los datos de unidades disponibles (fabricante CLIMAVENETA) dos
unidades (una de reserva) de 115,4 kW.
Caudal
Caudal de aire impulsión = 22500 m^3/h (6250 L/s).
28
Caudal de aire retorno = 20000 m^3/h (5550 L/s).
El equipo tendrá que ser capaz de contrarrestar la pérdida de carga indicada en el
apartado 1.2.6.
1.2.5 Cálculo del humectador
Las condiciones ambientales a mantener en las salas son como se ha indicado en el
apartado 1.1.2.5:
Temperatura entre 20 y 24 ºC y 50+/-5% humedad relativa.
Condiciones ambientales de verano:
De acuerdo a los resultados obtenidos por el programa CARRIER, las salas se
encuentran en las siguientes condiciones:
Tempeatura seca:
23,6 ºC
Humedad absoluta:
0.00913 kg/kg
Humedad relativa:
48,96% (dentro del límite requerido)
Condiciones ambientales de invierno
De acuerdo a los resultados obtenidos por el programa CARRIER, las salas se
encuentran en las siguientes condiciones:
Tempeatura seca:
20,1 ºC
Humedad absoluta:
0,00150 kg/kg
Humedad relativa:
10,08% ≤ 45% (fuera de límite requerido)
Las salas climatizadas del edificio requieren de la instalación de un humectador en
condiciones de invierno, al resultar la humedad relativa inferior al 45%, mínimo
requerido.
Dimensionamiento del humectador.
El cálculo el humectador se realiza de acuerdo a la expresión:
29
P=
donde:
(ω 2 − ω1 ) × Q × ρ × k
1.000
P:
Capacidad del humectador en kgv/h
Q:
Caudal de aire en m3/h
ω2
Humedad absoluta para las condiciones de salida del aire en g/
kgas
ω1
Humedad absoluta para las condiciones entrada del aire en g/
kgas
ρ:
Densidad del aire en kg/m3
k:
Coeficiente de seguridad adimensional
Sustituyendo valores: Q = 2.500 m3/h
ω1 = 1,5070 g/kgas (-11ºC y 100% HR)
ω2 = 6,7272 g/kgas
(20ºC y 45% HR)
ρ = 1,2 kg/m3
k = 10 % (1,1)
P=
(ω 2 − ω1 ) × Q × ρ × k (6,7272 − 1,5070) × 2.500 × 1,2 × 1,1
=
= 17,2 kg v / h
1.000
1.000
Se instalará un humectador con una capacidad de 18 kgv/h.
El humectador se localizara en el tramo de conducto de impulsión común a las salas.
1.2.6 Cálculo de la pérdida de carga en los conductos
Siguiendo las condiciones de diseño indicadas en el apartado 1.1.5.2 y a partir de la
disposición de los conductos que se muestra en los Planos 3 y 4, se realiza la lista de
elementos presentes tanto en el conducto de impulsión como en el conducto de
retorno. Esta lista incorpora tanto el tipo de elemento como las dimensiones de éste y
30
el caudal que circula por él.
Una vez que se tiene la lista de elementos, se introducen en el programa desarrollado
y se calcula la pérdida de carga.
La lista de elementos en los conductos de impulsión y retorno se especifican en el
Anejo 3.
La pérdida de carga en la impulsión es de 49,85 mmH2O, con lo que habrá que
instalar un ventilador de 50 mmH2O.
La pérdida de carga en el conducto de retorno es de 26,57 mmH20, por lo que se
instalará un ventilador de 30 mmH2O.
31
1.3 ANEJOS
32
1.3 ANEJOS ...............................................................................................................31
Anejo A: Desarrollo del programa de cálculo. ...........................................................37
A.1 Tramo recto: ........................................................................................................38
A.1.1 Factor de fricción ........................................................................................38
A.1.2 Presión dinámica ..........................................................................................39
A.1.3 Diámetro ......................................................................................................39
A.2 Transformaciones: ..............................................................................................40
A.2.1 Kforma: .......................................................................................................41
A.2.1.1 Contracción pura:.................................................................................43
A.2.1.2 Expansión: ...........................................................................................43
A.2.2 Kfricción: ....................................................................................................45
A.2.2.1 Media de tramos rectos equivalentes; Uno de los ángulos menor que 0º;
los dos ángulos menores que 2º ..........................................................................46
A.2.2.2 Difusor plano; Un ángulo nulo y otro superior a 2º; un ángulo inferior a
2º y el otro superior a 2º y mayor de 3 veces el valor del otro ángulo. ..............46
A.2.2.3 Difusor Piramidal; Los dos ángulos superiores a 2º; un ángulo mayor
que 2º y el otro comprendido entre dos tercios de grado y 2 grados (de modo
que el ángulo mayor no supere en 3 veces al menor). ........................................46
A.2.3 Transformación circular-circular: ...............................................................47
A.2.3.1 Contracción: ..........................................................................................48
A.2.3.2 Expansión: ...........................................................................................48
A.2.4 Transformación rectangular- rectangular: ..................................................48
A.2.4.1 Contracción en las dos direcciones: .....................................................48
33
A.2.4.2 Expansión en las dos direcciones: .......................................................48
A.2.4.3 Expansión en una dirección, contracción en la otra. .............................49
A.2.5 Transformación rectangular- circular ó circular-rectangular: .......................50
A.2.5.1 Compresión en las dos direcciones .......................................................50
A.2.5.3 Expansión en una dirección, contracción en la otra: ............................50
A.3 Codos ...................................................................................................................51
A.3.1 Codo Vaned .................................................................................................51
A.3.2 Codo horizontal y vertical............................................................................52
A.3.2.1
Conducto circular: .............................................................................52
A.3.2.2 Conducto rectangular: ............................................................................54
A.3.3 Codo de una pieza .......................................................................................56
A.3.3.1 Codo circular: ........................................................................................56
A.3.3.2 Codo rectangular:...................................................................................56
A.3.4 Codo de tres piezas .....................................................................................57
A.3.5 Codo de cinco piezas ..................................................................................58
A.3.6 Codo radio corto y radio largo ....................................................................58
A.3.7 Codo convergente/divergente .....................................................................59
A.3.8 Codo Z coplanario ......................................................................................60
A.3.9 Codo Z no coplanario .................................................................................61
A.4 Ramales ................................................................................................................64
A.4.1 Ramal de salida con splitter. .........................................................................65
A.4.2 Ramal de salida sin splitter. ........................................................................65
A.4.2.1 Ángulo nulo entre primario y saliendo. ...............................................65
A.4.2.2 Ángulo mayor que cero entre primario y saliendo. .............................66
34
A.4.3 Ramal de entrada. .......................................................................................67
A.4.3.1 Primario es principal ..............................................................................67
A.4.3.2 Primario es ramificación ........................................................................68
A.4.3.3 Entrada general ......................................................................................70
A.4.4 Ramal de entrada convergente ......................................................................70
A.4.5 Ramal de salida divergente ...........................................................................71
A.4.6 Ramal de entrada simétrica ...........................................................................72
A.4.7 Ramal de salida simétrica .............................................................................72
A.5 Entradas ...............................................................................................................72
A.5.1 Entrada Normal .............................................................................................73
A.5.2 Entrada de Campana .....................................................................................73
A.5.3 Reentrada ......................................................................................................74
A.6 Salidas abruptas ...................................................................................................75
A.7 Accesorios ............................................................................................................75
A.7.1
Reja de intemperie normal ......................................................................76
A.7.2
Reja de intemperie acústica 1 Fila ..........................................................77
A.7.3
Reja de intemperie acústica 2 Filas ........................................................78
A.7.4
Rejas de puerta........................................................................................79
A.7.5
Compuerta de regulación 1 sentido ........................................................81
A.7.6
Compuerta de regulación 2 sentidos .......................................................82
A.7.7
Rejilla continua .......................................................................................83
A.7.8
Difusor circular .......................................................................................84
A.7.9
Difusor rectangular .................................................................................85
A.7.10
Compuerta antirretorno ...........................................................................87
35
A.7.11 Compuerta sobrepresión .............................................................................88
A.7.12
Compuertas estancas...............................................................................88
A.7.13
Compuertas de mariposa ........................................................................89
A.7.14
Conexión flexible ...................................................................................90
A.7.15
Placa perforada .......................................................................................90
A.7.16
Compuerta cortafuego ............................................................................91
A.7.17
Bocas de extracción ................................................................................93
A.8 Filtros ...................................................................................................................94
A.8.1
Filtro enrollable ......................................................................................95
A.8.2
Filtro de baja eficiencia ..........................................................................96
A.8.3
Filtro de media eficiencia .......................................................................96
A.8.4
Filtro de alta eficiencia ...........................................................................97
A.8.5
Filtro de carbón activo, baja concentración ............................................97
A.8.6
Filtro de carbón activo, alta concentración .............................................98
A.9 Equipos ................................................................................................................98
A.9.1
Serpentines de calentamiento/enfriamiento solo carga sensible.............98
A.9.2
Serpentines de enfriamiento latente ........................................................98
A.9.3
Serpentín eléctrico ..................................................................................99
A.10 Equipo no programado.......................................................................................99
Anejo B: Programa Hourly Analysis Program (CARRIER) ....................................100
Descripción general del programa: ...........................................................................100
B.1 Weather: .............................................................................................................101
B.2 Spaces: ...............................................................................................................102
B.3 Systems: .............................................................................................................103
36
B.6 Project Libraries: ................................................................................................104
Anejo C: Lista de elementos en conductos de impulsión y retorno. ........................106
C.1:
Conducto de impulsión. ................................................................................106
C.2:
Conducto de retorno. ....................................................................................108
37
Anejo A: Desarrollo del programa de cálculo.
El programa que se ha desarrollado se ha basado en el programa HVAC-PC-02. El
programa calcula la pérdida de carga en distintos elementos a través de fórmulas
indicadas en distintas normas y manuales de mecánica de fluidos y diseño de
conductos (ASHRAE, IDELCHIK, CRANE…).
Para el desarrollo del programa de cálculo se ha diseñado una nueva interface y se
han revisado las fórmulas utilizadas por el programa anterior. Esta revisión es
necesaria puesto que el programa anterior fue desarrollado en el año 1994, con lo que
las normas a las que se atiene pueden haber sido actualizadas.
En el programa se distinguen distintos tipos de elementos que pueden estar presentes
en los conductos de ventilación. Estos elementos se pueden clasificar en los
siguientes bloques:
A.1
tramo recto
A.2
transformaciones
A.3
codos
A.4
ramales
A.5
entradas
A.6
salida abrupta
A.7
accesorios
A.8
filtros
A.9
equipos
A.10
equipo no programado.
38
A continuación se va a describir para cada elemento, la formulación usada en el
programa anterior, la norma a la que se atenía y si ha sido necesario modificar la
formulación.
A.1 Tramo recto:
La pérdida de carga se calcula a partir de la ecuación de Darcy-Weisbach:
∆p =
f ·L·Pv
d
Donde:
(A.1)1
f=factor de fricción [adimensional]
L=longitud del tramo [mm]
Pv=presión dinámica del fluido [mbar]
d=diámetro (interior o equivalente, según el caso) [mm]
Para el cálculo de las variables de la ecuación A.1, se siguen las siguientes
ecuaciones:
A.1.1 Factor de fricción
f =
Donde:
1



 2·log 2.51 + ∆  
 Re· f 3.7  

ï£

ï£
2
(A.2)
Re= nº de Reynolds [adimensional]
Re =
Donde:
D·v·ρ
µ
D=diámetro [mm]
1
CRANE, flujo de fluidos en válvulas, accesorios y tuberías
2
CRANE, Pág. 1-5
(A.3)2
39
v=velocidad media equivalente [m/s]
ρ=densidad del fluido [1.201 kg/m3]
µ=viscosidad [0.018 centipoises]
∆= rugosidad relativa [adimensional]
∆=
Donde:
ε
(A.4)3
d
ε=rugosidad absoluta [mm]
d=diámetro [mm]
El valor de f se obtiene resolviendo A.2 por Newton-Raphson y ajustando curvas
aproximando al diagrama de Moody.
A.1.2 Presión dinámica
γ ·v 2
v2
Pv =
= ρ·
2·g
2
Donde:
(A.5)
ρ=densidad del fluido [kg/m3]
v=velocidad media equivalente [m/s]
Si se considera el aire en condiciones estándar, la densidad sería ρ=1.204 kg/m3,
con lo que la fórmula quedaría :
Pv = 0.602·v 2 Pa = 0.00602·v 2
[mbar]
A.1.3 Diámetro
a) Conducto circular: diámetro.
b) Conducto tubular: diámetro interior.
c) Conducto rectangular: diámetro equivalente.
3
Idelchik, Pág. 76
(A.6)
40
( A·B )0.625
( A + B )0.25
Deq = 1.30·
Donde:
(A.7)4
A= ancho del conducto [mm]
B= alto del conducto [mm]
A.2 Transformaciones:
Una transformación conecta conductos de diferente forma (rectangular/circular) y
tamaño. Se define por dos ángulos:
Imagen A. 1Ángulos en transformaciones
El método de cálculo de pérdida de carga en una transformación depende del tipo de
transformación que se tenga. Los diferentes tipos son:
4
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, Pág. 35.9
41
A.2.3
Transformación circular-circular
A.2.4
Transformación rectangular-rectangular
A.2.5
Transformación rectangular-circular / circular-rectangular
Aunque los tipos de transformaciones sean diferentes, la fórmula que se utiliza para
todos es la misma, lo único que difiere es una constante, como se detalla a
continuación:
Método general de cálculo de pérdida de carga:
∆P = K ·Pv
Donde:
(A.8)
K=coeficiente de pérdida total. Se descompone en dos coeficientes:
K=Kforma+Kfricción.
Pv= presión dinámica (A.5)
A.2.1 Kforma:
Para el cálculo del coeficiente de forma se emplean dos métodos, uno para el caso de
contracción pura y otro para el caso de expansión pura.
Para los dos casos se van a utilizar las siguientes tablas. Estas tablas muestran los
coeficientes para contracción y expansión en transformaciones circulares,
rectangulares y circular-rectangulares. No se muestra la tabla para transformaciones
rectangulares-circulares puesto que es la misma que para circular-rectangulares.
42
Tabla A. 1Coeficiente de pérdida por choque en contracciones circulares5
Tabla A. 2 Coeficiente de pérdida por choque en contracciones Rectangulares
Tabla A. 3 Coeficiente de pérdida por choque en contracciones circular-rectangulares
5
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, tabla SD4-1, pág.35.48
43
A.2.1.1 Contracción pura:
Como se puede observar en las tres tablas, los coeficientes para relaciones de área
menores que 1, son iguales o prácticamente iguales. Por ello se ha desarrollado una
formulación válida para los 3 casos. Para el desarrollo de de esta formulación se han
considerado cuatro zonas:
-
10º≤θ<60º y D≤0.5:
K forma = 0.066 − 0.126·D + 0.19·D 2 − 5.3·10 −4 ·G + 1.5·10 −5 ·G 2
-
(A.9)
θ ≥60º y D≤0.5:
K forma = −0.2 + 5.5·10 −3 ·G − 1.16·10 −5 ·G 2 − 0.15·D + 0.65·D 2 +
+ 1.26·10 −5 ·G 2 ·D − 9.03·10 −3 ·G·D 2 − 4.13·10 −6 ·G 2 ·D 2
-
(A.10)
10º≤θ<60º y 0.5<D≤1:
K forma = 0.027 + 0.152·D − 0.17·D 2 − 1.06·10 −3 ·G + 2.3·10 −5 ·G 2
-
(A.11)
θ ≥60º y0.5<D≤1:
K forma = 0.089 − 0.312·D − 0.21·D 2 + 2.7·10 −3 ·G − 4.76·10 −6 ·G 2
Donde:
(A.12)
D=relación de áreas A0/A1, siendo A0 el área de salida y A1 el área de
entrada.
G= ángulo de la transformación en grados.
A.2.1.2 Expansión:
En este caso se observa que los valores difieren mucho dependiendo del tipo de
transformación, con lo que hay que realizar un ajuste para cada tipo. El análisis se ha
vuelto a realizar dividiendo la tabla en 4 zonas:
Circular:
-
10º≤θ≤60º y 1≤D<4:
44
K forma = 0.46 − 0.346·D + 3.65·10 −3 ·D 2 − 0.032·G + 7.24·10 −4 ·G 2 +
−4
−5
+ 0.023·D ·G − 5.4·10 ·D·G − 6.27·10 ·D ·G
2
-
2
2
2
10º≤θ≤60º y 4≤D≤16:
K forma = −0.65 + 0.5·D − 0.13·D 2 − 0.165·G + 5.27·10 −3 ·G 2 +
−3
−4
+ 0.031·D ·G − 1.2·10 ·D·G − 1.78·10 ·D ·G
2
-
2
2
2
(A.14)
60º<θ≤180º y 1≤D<4:
K forma = 1.7 − 1.98·D + 1.1·D 2 − 0.011·G + 3.6·10 −5 ·G 2
-
(A.13)
(A.15)
60º<θ≤180º y 4≤D≤16:
K forma = −1.75 − 1.6·D + 0.976·D 2 + 0.047·G − 1.78·10 −4 ·G 2
(A.16)
Rectangular:
-
10º≤θ≤60º y 1≤D<4:
K forma = 0.3 − 0.15·D − 0.01·D 2 − 0.03·G + 6.3·10 −4 ·G 2 +
+ 0.018·D 2 ·G − 4.87·10 −4 ·D·G 2 − 3.9·10 −6 ·D 2 ·G 2
-
10º≤θ≤60º y 4≤D≤16:
K forma = 0.43 − 0.57·D + 0.087·D 2 − 0.037·G + 6.6·10 −4 ·G 2 +
+ 0.019·D 2 ·G − 1.3·10 −4 ·D·G 2 − 8.6·10 −5 ·D 2 ·G 2
-
(A.19)
60º<θ≤180º y 4≤D≤16:
K forma = −22.44 − 3.6·D + 1.07·D 2 + 0.054·G − 2.6·10 −3 ·G 2 + 0.016·D·G
Circular-rectangular:
-
(A.18)
60º<θ≤180º y 1≤D<4:
K forma = 0.45 − 1.78·D + 1.08·D 2 + 6.6·10 −3 ·G − 3.4·10 −5 ·G 2
-
(A.17)
10º≤θ≤60º y 1≤D<4:
(A.20)
45
K forma = 0.62 − 0.77·D + 0.25·D 2 − 0.03·G + 5.3·10 −4 ·G 2 + 0.02·D 2 ·G −
−4
−4
− 2.710 ·D·G − 1.53·10 ·D ·G
-
2
2
10º≤θ≤60º y 4≤D≤16:
K forma = −1.95 + 0.01·D + 0.18·D 2 + 0.027·G − 7.3·10 −4 ·G 2 +
−4
−4
+ 0.021·D ·G − 1.4·10 ·D·G − 1.45·10 ·D ·G
2
-
2
2
2
(A.22)
60º<θ≤180º y 1≤D<4:
K forma = 0.56 − 1.9·D + 1.06·D 2 + 4.9·10 −3 ·G − 1.9·10 −5 ·G 2
-
(A.21)
2
(A.23)
60º<θ≤180º y 4≤D≤16:
K forma = −35.75 − 1.44·D + 1.04·D 2 + 0.61·G − 2.3·10 −3 ·G 2
(A.24)
A.2.2 Kfricción:
Dependiendo del tipo de transformación que se tenga, se tienen tres métodos posibles
de cálculo del coeficiente de fricción. Estos tres métodos dependen de los ángulos de
la transformación:
A.2.2.1
Media de tramos equivalentes; Uno de los ángulos menor que
0º; los dos ángulos menores que 2º
A.2.2.2
Difusor plano; Un ángulo nulo y otro superior a 2º; un ángulo
inferior a 2º y el otro superior a 2º y mayor de 3 veces el valor del otro
ángulo.
A.2.2.3
Difusor piramidal; Los dos ángulos superiores a 2º; un ángulo
mayor que 2º y el otro comprendido entre dos tercios de grado y 2 grados
(de modo que el ángulo mayor no supere en 3 veces al menor).
46
A.2.2.1 Media de tramos rectos equivalentes; Uno de los ángulos
menor que 0º; los dos ángulos menores que 2º
El método consiste en calcular la pérdida de carga con las fórmulas de tramo recto
tanto con los de entrada como con los de salida. Una vez calculados esos dos valores,
se hace la media. El valor del factor de fricción será el cociente entre dicha media y
la presión dinámica.
A.2.2.2 Difusor plano; Un ángulo nulo y otro superior a 2º; un ángulo
inferior a 2º y el otro superior a 2º y mayor de 3 veces el valor del otro ángulo.
ζ FR
Donde:

f a 1 
1
1
1

=  0·
·ï£¬1 −  +
·ï£¬1 − 2
α
α
4  b0
n1 
tg ï£
2·sen ï£ n1

2
2





(A.15)6
a0 y b0: datos del lado de entrada, considerando b0 el lado que se
mantiene constante;
α: ángulo mayor
f = factor de fricción calculado como el máximo entre entrada y salida
utilizando la fórmula A.2.
1/n1=relación de áreas (<1)
A.2.2.3 Difusor Piramidal; Los dos ángulos superiores a 2º; un ángulo
mayor que 2º y el otro comprendido entre dos tercios de grado y 2 grados (de
modo que el ángulo mayor no supere en 3 veces al menor).
ζ FR
6




1
f
1


=
·ï£¬1 − 2 +
·ï£¬1 − 2  
α
β
16·sen  n1 16·sen ï£ n1  
2 ï£
2

Idelchik, Pág. 252
f
(A.16)7
47
Donde:
α: ángulo en sentido vertical
β: ángulo en sentido horizontal
f = factor de fricción calculado como el máximo entre entrada y salida
utilizando la fórmula A.2
1/n1=relación de áreas (<1)
Tras haber explicado los métodos generales de cálculo de los distintos factores de
pérdida de carga, se procede a un estudio detallado de los distintos elementos que se
encuentran en el bloque de transformaciones:
A.2.3 Transformación circular-circular:
Puede ser concéntrica o excéntrica, sólo afecta al ángulo tomado:
-
concéntrica: la mitad a cada lado.
-
excéntrica: planos en un lado y todo el ángulo en el otro.
Imagen A. 2 Ángulos en transformación circular-circular
Por otra parte, se consideran dos casos, contracción y expansión, que se estudian por
separado:
7
Idelchik, Pág.251
48
A.2.3.1 Contracción:
El coeficiente de forma se calcula por el método de contracción pura (apartado
A.2.1.1), siendo la relación de áreas la relación de los diámetros al cuadrado.
El coeficiente de fricción se calcula por el método de la media de los tramos rectos
(A.2.2.1).
A.2.3.2 Expansión:
El coeficiente de forma se calcula por el método de expansión pura (apartado
A.2.1.2 , fórmulas A.13 a A.16).
El coeficiente de fricción se calcula por el método de difusor piramidal (A.2.2.3).
A.2.4 Transformación rectangular- rectangular:
Se pueden dar diferentes configuraciones, que se estudian por separado:
A.2.4.1 Contracción en las dos direcciones
A.2.4.2 Expansión en las dos direcciones
A.2.4.3 Contracción en una dirección y expansión en la otra.
A.2.4.1 Contracción en las dos direcciones:
Es un caso de contracción pura. Tanto el coeficiente de forma como el coeficiente de
fricción se estudian igual que el caso de contracción pura para transformaciones
circular-circular.
A.2.4.2 Expansión en las dos direcciones:
El coeficiente de forma se calcula según el apartado A.2.1.2 (fórmulas A.17 a A.20)
Dependiendo de la relación entre los ángulos vertical y horizontal, el coeficiente de
fricción se puede calcular bien por el método de la media equivalente (A.2.2.1), bien
por el de difusor plano (A.2.2.2) o bien por el de difusor piramidal (A.2.2.3). La
49
relación de ángulos para cada caso se muestra en la siguiente tabla:
A
B
Condiciones
G7>2º y G8>2º
G7>2º, G8>0º, G7<3*G8
G8>2º, G7>0º, G8<3*G7
G7>2º, G7>3*G8
G8>2º, G8>3*G7
C
D
E
F
G7=0º y G8>2º
G8=0º y G7>2º
G7<2º y G8<2º
G7=180º o G8=180º
Método
Difusor piramidal
Difusor piramidal
Difusor plano
Difusor plano
media equivalente
media equivalente
Tabla A. 4 Método de cálculo en función de los ángulos de la transformación
A.2.4.3 Expansión en una dirección, contracción en la otra.
Coeficiente de forma:
Para este coeficiente se calculan dos valores: uno considerando la expansión del
primer lado mientras el otro se mantiene plano, y otro considerando el primer lado
plano y la contracción del otro.
Para la determinación del coeficiente de forma se tomará el mayor de estos dos
valores.
Contracción-plano
Se calcula mediante las fórmulas de contracción pura (A.2.1.1), tomando como el
área de salida el producto de la altura de la salida por la anchura de la entrada.
Plano-expansión
Para el cálculo de este coeficiente se sigue el método de expansión pura (A.2.1.2 ,
fórmulas A.17 a A.20), tomando como el área de salida el producto de la anchura de
la salida por la altura de la entrada.
Coeficiente de fricción:
50
Al ser un ángulo negativo y el otro positivo, el coeficiente de fricción se calcula
mediante la media de tramos equivalentes (A.2.2.1).
A.2.5
Transformación
rectangular-
circular
ó
circular-
rectangular:
A.2.5.1 Compresión en las dos direcciones
Coeficiente de forma:
Se calcula mediante el método de contracción pura (A.2.1.1), considerando el ángulo
de la transformación como el mayor entre los ángulos en las dos direcciones.
Coeficiente de fricción:
Se calcula según el método de media de tramos equivalentes (A.2.2.1).
A.2.5.2 Expansión en las dos direcciones
Coeficiente de forma:
Se calcula por el método de expansión pura (A.2.1.2 , fórmulas A.21 a A.24),
considerando el ángulo de la transformación como el mayor entre los ángulos en las
dos direcciones.
Coeficiente de fricción:
Se calcula como el caso de rectangular-rectangular en expansión (tabla Y).
A.2.5.3 Expansión en una dirección, contracción en la otra:
Este caso se estudian los mismos casos que en la transformación rectangularrectangular equivalente:
Contracción-plano
Se calcula mediante las fórmulas de contracción pura (A.2.1.1), tomando como el
área de salida el producto de la altura de la salida por la anchura de la entrada. En el
51
caso de conducto circular, tanto anchura como altura se consideran iguales al
diámetro.
Plano-expansión
Para el cálculo de este coeficiente se sigue el método de expansión pura (A.2.1.2 ,
fórmulas A.21 a A.24), tomando como el área de salida el producto de la anchura de
la salida por la altura de la entrada. En el caso de conducto circular, tanto anchura
como altura se consideran iguales al diámetro.
A.3 Codos
Dependiendo de la forma del codo se pueden clasificar de la siguiente manera:
A.3.1
Codo Vaned
A.3.2
Codo horizontal y vertical
A.3.3
Codo de 1 pieza
A.3.4
Codo de 3 piezas
A.3.5
Codo de 5 piezas
A.3.6
Radio corto y radio largo
A.3.7
Convergente/divergente
A.3.8
Codo Z coplanario
A.3.9
Codo Z no coplanario
A.3.1 Codo Vaned
La pérdida de carga se calcula mediante el método del coeficiente de pérdida
dinámica.
∆p = K ′·Pv
(A.23)
52
El coeficiente K’ para un ángulo de 90º vale8 0.25. Para ángulos distintos de 90º, se
utiliza la siguiente tabla9:
Tabla A. 5 factor de corrección para ángulos en codos
Los datos de la tabla se modelan según la siguiente ecuación:
K = 1.62·10 −3 + 0.016·G − 5.8·10 −5 ·G 2
(A.24)
(K’=K·0.25)
A.3.2 Codo horizontal y vertical
Para este caso es necesario estudiar por separado las pérdidas en un conducto circular
y en un conducto rectangular:
A.3.2.1
Conducto circular:
El codo para conducto circular está definido por tres variables.
r = radio del codo
D = diámetro del conducto
θ = ángulo del codo
La pérdida de carga depende de la relación r/D, del ángulo y del diámetro. Solamente
se tienen valores10 para los siguientes casos:
-
r/D = 1.5 y θ=90º
8
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, pág. 35.53, tabla CR3-15
9
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, pág. 35.52, tabla CR3-3
10
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, pág 35.27 tablas CD3-1 y CD3-3; ASHRAE Duct fitting
loss coefficient tables, pág 20 tabla CD3-2, pág 22 tabla CD3-4
53
D, mm
Co
75
0,3
100
0,21
125
0,16
150
0,14
180
0,12
200
0,11
230
0,11
250
0,11
Tabla A. 6 pérdidas en un conducto circular para r/D=1.5 y 90º
Se modela según la siguiente fórmula:
K = 0.0906 −
-
1.44 1294
+ 2
D
D
(A.25)
r/D = 1,5 y θ=45º
D, mm
Co
75
0,18
100
0,13
125
0,1
150
0,08
180
0,07
200
0,07
230
0,07
250
0,07
Tabla A. 7 pérdidas en un conducto circular para r/D=1.5 y 45º
Se modela según la siguiente fórmula:
K = 0.06 −
-
1.82 823
+ 2
D
D
(A.26)
r/D = 1 y θ=90º
D, mm
Co
75
0,44
100
0,37
125
0,3
150
0,25
180
0,24
200
0,24
230
0,24
250
0,24
Tabla A. 8 pérdidas en un conducto circular para r/D=1 y 90º
Se modela según la siguiente fórmula:
K = 0.197 −
-
3.33 1162
+ 2
D
D
(A.27)
r/D = 1 y θ=45º
D, mm
Co
75
0,2
100
0,17
125
0,14
150
0,11
180
0,11
200
0,11
230
0,11
250
0,11
Tabla A. 9 pérdidas en un conducto circular para r/D=1 y 45º
Para valores de D menores de 150, se modela según la siguiente fórmula:
K = −0.104 +
41.6 1410
− 2
D
D
Para valores de D mayores de 150, se toma K=0.11.
(A.28)
54
Para el resto de relaciones r/D y el resto de ángulos se tomarán valores conservadores
(el más desfavorable de los que se tienen, en este caso el ángulo más cercano por
encima y la relación r/D más cercana por abajo).
En el caso en que r/D resulte menor de 0.5, se estudiará como un codo de una pieza
(A.3.3).
A.3.2.2 Conducto rectangular:
En un conducto rectangular se tienen 4 variables:
r = radio del codo
H = altura del conducto
W = ancho del conducto
θ = ángulo del codo
En este caso la pérdida de carga depende de las relaciones r/W y H/W, y del ángulo.
Para modelar las pérdidas se tienen las siguientes tablas11:
Tabla A. 10 Coeficiente de pérdida en codos horizontales y verticales
Como se puede observar, los valores de r/W comienzan en 0.5. Para valores menores
de 0.5 se estudian como un codo de una pieza (A.3.3).
11
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, pág 35.52, tabla CR3-1
55
Para realizar el ajuste, se ha tomado por un lado las relaciones H/W y r/W, y por otro
el ángulo.
-
Función de H/W y r/W (a y b respectivamente de aquí en adelante):
Debido a la complejidad de encontrar una fórmula que se ajustara a toda la tabla, se
ha dividido la tabla en 4 zonas:
a<2; b<1
Cp = 5.31 − 0.75·a − 0.15·a 2 − 9.61·b + 4.58·b 2 + 0.94·a 2 ·b +
+ 0.68·a·b 2 − 0.78·a 2 ·b 2
(A.29)
a<2, b>1
Cp = 0.46 − 0.11·a + 0.026·a 2 − 0.21·b + 0.043·b 2 − 0.0043·a 2 ·b +
+ 0.005·a·b 2 + 0.0013·a 2 ·b 2
(A.30)
a>2; b<1
Cp = 3.3 + 0.066·a + 0.0082·a 2 − 6.5·b + 3.3·b 2 − 0.031·a 2 ·b −
− 0.063·a·b 2 + 0.023·a 2 ·b 2
(A.31)
a>2; b>1
Cp = 0.32 + 0.014·a − 0.0014·a 2 − 0.23·b + 0.064·b 2 +
+ 9.9·10 − 4 ·a 2 ·b − 1.6·10 −3 ·a·b 2 − 2.45·10 − 4 ·a 2 ·b 2
-
(A.32)
Función del ángulo:
Se puede observar que hasta 90º, los valores son los mismos que para codos Vaned
(A.24):
K = 1.62·10 −3 + 0.016·G − 5.8·10 −5 ·G 2
(A.33)
Para ángulos mayores que 90º:
K = 4.3·10 −3 + 0.64·G
(A.34)
56
A.3.3 Codo de una pieza
A.3.3.1 Codo circular:
Se tienen los siguientes valores, obtenidos de diferentes tablas12 (una tabla por
ángulo):
D [mm]
ángulo
75
150
230
300
380
450
530
600
690
1500
90
60
45
30
1.45
0.55
0.34
0.22
1.31
0.55
0.34
0.13
1.24
0.55
0.34
0.09
1.2
0.55
0.34
0.08
1.18
0.55
0.34
0.07
1.16
0.55
0.34
0.07
1.15
0.55
0.34
0.06
1.14
0.55
0.34
0.06
1.14
0.55
0.34
0.05
1.11
0.55
0.34
0.05
Tabla A. 11 Coeficiente de pérdida para codos circulares de una pieza
Los valores de la tabla se ajustan según la siguiente ecuación:
K = −0.26 − 1.43·10 −4 ·D + 6.41·10 −8 ·D 2 + 0.011·G + 5.5·10 −5 ·G 2
(A.35)
A.3.3.2 Codo rectangular:
Los valores de coeficientes de pérdida se obtienen a partir de la tabla13 siguiente:
Tabla A. 12 Coeficiente de pérdida para codos rectangulares de una pieza
Haciendo un doble ajuste de curvas, teniendo en cuenta por un lado el ángulo y por
otro la relación de aspecto, se tienen los siguientes coeficientes:
Coeficiente de aspecto:
12
ASHRAE Duct fitting loss coefficient tables, pág 33 a 36, tablas CD3-15,16,17 y 18
13
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, pág. 35.52, tabla CR3-6
57
•
Para la relación Q (H/W)<0.25 se toma el coeficiente de aspecto X8=1.32
•
Para Q>5 se toma X8=0.9
•
Para los valores intermedios se ajusta mediante la siguiente ecuación (siendo
Q9=log(Q)):
X 8 = 1.48·(7.31·10 −3 ·Q9 5 − 1.895·10 −3 ·Q9 4 − 1.27·10 −2 ·Q9 3 −
− 2.36·10 − 2 ·Q9 2 − 9.646·10 −2 ·Q9 + 81226)
(A.36)
Coeficiente de ángulo:
•
Si el ángulo es <20º:
X 9 = log(6.994142·10 −3 ·G + 1)
•
(A.37)
Si el ángulo es mayor o igual a 20:
X 9 = log(4.43·10 −9 ·G 5 − 9.7·10 −7 ·G 4 + 7.82·10 −5 ·G 3 − 2.5·10 −3 ·G 2 +
+ 3.3·10 − 2 ·G + 1)
(A.38)
A.3.4 Codo de tres piezas
Solo se emplea en codos circulares con relación R1>0.5.
La pérdida de carga se calcula mediante el método de longitud equivalente. Se
emplea para el cálculo la gráfica de la fig. 7, pág.472, ASHRAE 1972. Se emplean
dos ecuaciones, distinguiendo los casos r/D>2 y r/D≤2:
-
r/D>2
L1 = D·exp(−1.89·10 −2 ·R9 3 + 0.12·R9 2 − 0.103·R9 + 2.82)
-
r/D≤2
L1 = D·exp(−0.159·R9 3 + 0.65·R9 2 − 0.71·R9 + 3.03)
Donde
(A.39)
R9=log(R1)
R1 = r/D
(A.40)
58
Estas ecuaciones devuelven el valor de L1 para un codo de 3 piezas de 90º de ángulo.
Para ángulos distintos de 90º, se emplea la tabla comentada en A.3.2 (ecuaciones
A.33 y A.34).
Una vez obtenido el valor de L1, se procede del mismo modo que un tramo recto.
A.3.5 Codo de cinco piezas
Solo se emplea en codos circulares con relación R1>0.5.
Se emplea también el método de la longitud equivalente, empleando la misma gráfica
que en el apartado anterior.
Se utilizan dos ecuaciones, dependiendo del valor de R1 (r/D):
-
R1≤1.5
L1 = D·exp(−0.2975·R9 3 + 0.362·R9 2 − 0.883·R9 + 2.8)
-
(A.41)
R1>1.5
L1 = D·exp(−0.728·R 9 + 2.78)
Donde
(A.42)
R9=log(R1)
Estas ecuaciones devuelven el valor de L1 para un codo de 5 piezas de 90º de ángulo.
Para ángulos distintos de 90º, se emplea la tabla comentada en A.3.2 (ecuaciones
A.33 y A.34).
Una vez obtenido el valor de L1, se procede del mismo modo que un tramo recto
A.3.6 Codo radio corto y radio largo
Sólo se aplican a conductos circulares y tuberías.
La pérdida se calcula por el método de la longitud equivalente.
Se fija automáticamente para radio corto las relaciones r/D=1 y L1/D=30 para codos
59
de radio corto y r/D=1.5 y L1/D=15 para codos de radio largo.
A.3.7 Codo convergente/divergente
Coeficiente de pérdida dinámica
∆p = K ·Pv
Donde:
(A.43)
K=Kre*Co
Donde:
Kre = factor de corrección función del nº de Reynolds,
El factor Kre se obtiene de la siguiente tabla:
Tabla A. 13 Coeficiente de corrección en función del Reynolds
Siendo la fórmula de ajuste del valor de Kre:
K RE = 1.581 − 0.219·Re+ 0.03737·Re2 − 2.89·10 −3 ·Re3 +
+ 8.124·10 −5 ·Re4
(A.44)
Co = coeficiente real de pérdida dinámica14.
Tabla A. 14 Coeficiente de pérdida para codos convergente/divergentes
Para los valores intermedios de H y Wo se toman valores de coeficientes
14
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, tabla ER3-1
60
conservadores.
A.3.8 Codo Z coplanario
Coeficiente de pérdida dinámica
∆p = K ·Pv
Donde:
(A.45)
K=Kre*Co
Kre = factor de corrección función del nº de Reynolds15:
Donde:
Tabla A. 15 Coeficiente de corrección en función del Reynolds
El ajuste viene dado por la siguiente ecuación:
K RE = 1.581 − 0.219·Re+ 0.03737·Re2 − 2.89·10 −3 ·Re3 +
+ 8.124·10 −5 ·Re4
Co = coeficiente real de pérdida dinámica16.
Co = C1·C2
Donde:
C1= coeficiente en función de L/W
C2= coeficiente en función de W/H
15
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, tabla CR3-17, pág. 35.54
16
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, tabla CR3-17, pág. 35.54
(A.46)
61
Co se obtiene a partir de la siguiente tabla:
Tabla A. 16 Coeficiente de pérdida para codo Z coplanario
Para ajustar los valores, se hace un doble ajuste de curvas, teniendo un coeficiente en
función de L/W y otro en función de H/W.
El primer coeficiente se divide en dos zonas (<2 y >2). Las funciones para estas dos
zonas son las siguientes:
L/W<2:
2
3
L
L
L
L
C1 = 0.042 − 1.56· + 7.4·ï£¬  − 3.76·ï£¬  + 0.47·ï£¬ 
W
ï£W 
ï£W 
ï£W 
4
(A.47)
L/W>2:
2
3
L
L
L
L
C1 = 5.9 − 1.48· + 0.26·ï£¬  − 0.021·ï£¬  + 5.93·10 − 4 ·ï£¬ 
W
ï£W 
ï£W 
ï£W 
4
(A.48)
El coeficiente en función de W/H sigue la siguiente ecuación:
2
3
W
W 
W 
W 
C 2 = 1.142 − 0.16· + 0.023·ï£¬  − 0.00172·ï£¬  + 5.66·10 −5 ·ï£¬ 
H
ï£H
ï£H 
ï£H 
A.3.9 Codo Z no coplanario
Coeficiente de pérdida dinámica
4
(A.49)
62
∆p = K ·Pv
Donde:
(A.50)
K=Kre*Co
Kre = factor de corrección función del nº de Reynolds17:
Donde:
Tabla A. 17 Coeficiente de corrección en función del Reynolds
El ajuste viene dado por la siguiente ecuación:
K RE = 1.580846 − 0.21947·Re+ 0.03737·Re2 −
− 2.89837·10 −3 ·Re3 + 8.12383·10 −5 ·Re4
Co = coeficiente real de pérdida dinámica18.
Co = C1·C2
Donde:
C1= coeficiente en función de L/W
C2= coeficiente en función de W/H
Co se obtiene a partir de la siguiente tabla:
17
ASHRAE Duct fitting loss coefficient tables, tabla CR3-18, pág. 210
18
ASHRAE Duct fitting loss coefficient tables, tabla CR3-18, pág. 210
(A.51)
63
Tabla A. 18 Coeficiente de pérdida para codo Z no coplanario
Para ajustar los valores, se hace un doble ajuste de curvas, teniendo un coeficiente en
función de L/W y otro en función de H/W.
El primer coeficiente se divide en dos zonas (<2 y >2). Las funciones para estas dos
zonas son las siguientes:
L/W<2:
2
3
L
L
L
L
C1 = 1.192 + 3.47· − 0.478·ï£¬  − 1.172·ï£¬  + 0.392·ï£¬ 
W
ï£W 
ï£W 
ï£W 
4
(A.52)
L/W>2:
2
3
4
L
L
L
L
C1 = 3.5 − 0.097· − 6.25·10 −3 ·ï£¬  + 5.3·10 − 4 ·ï£¬  − 1.14·10 − 6 ·ï£¬  (A.53)
W
ï£W 
ï£W 
ï£W 
El coeficiente en función de W/H sigue la siguiente ecuación:
2
3
W
W 
W 
W 
C 2 = 1.142 − 0.16· + 0.023·ï£¬  − 0.00172·ï£¬  + 5.66·10 −5 ·ï£¬ 
H
ï£H
ï£H 
ï£H 
4
(A.54)
64
A.4 Ramales
Como ramal se entiende el elemento que sirve de unión de tres conductos. Los tres
conductos se clasifican dependiendo de dos criterios:
a) según su función en la línea de conductos:
1. Primario: es el tramo por el que se entra en el ramal procedente del
elemento anterior.
2. Secundario: la derivación; no se estudia salvo en el ramal.
3. Saliendo: es el tramo de salida, que conecta con el siguiente elemento.
b) según su disposición geométrica en el elemento:
1. Común: aquel en el confluye el flujo (ramal de entrada), o del que se
bifurca el flujo (ramal de salida).
2. Principal: el que forma ángulo nulo con el común o bien el que
coincide con el primario si no existe ningún ángulo nulo.
3. Ramificación: el que forma ángulo no nulo con el tramo común.
Para todos los tipos de ramales, se calcula la pérdida de carga mediante la expresión:
∆p = K ·Pv
Se tienen los siguientes tipos de ramales:
A.4.1 Ramal de salida con splitter
A.4.2 Ramal de salida sin splitter
A.4.3 Ramal de entrada
A.4.4 Ramal de entrada convergente
(A.45)
65
A.4.5 Ramal de entrada divergente
A.4.6 Ramal de entrada simétrica
A.4.7 Ramal de salida simétrica
A.4.1 Ramal de salida con splitter.
Se considera un valor conservador de K=0.05.
A.4.2 Ramal de salida sin splitter.
Dependiendo del ángulo formado entre los conductos primario y saliendo, se tienen
dos métodos para calcular el coeficiente de pérdida de carga.
A.4.2.1 Ángulo nulo entre primario y saliendo.
Se calcula según el ASHRAE Handbook of Fundamentals 1972 pág. 475 ec 10:
Hm = (1 − R )·(Hv1 − Hv 2)
Donde:
(A.46)
Hm = pérdida de carga total
R = coeficiente de recuperación estática
Hv1 = presión de velocidad conducto primario
Hv2 = presión de velocidad conducto saliendo
Se toma como valor conservador de R = 0.5, con lo que la ecuación queda:
Hm = 0.5·(Hv1 − Hv 2)
Hm = 0.5·(
Hv1
− 1)·Hv 2
Hv 2
(A.47)
(A.48)
Sustituyendo Hv por la función de velocidad:
v1
(
)
Hm = 0.5·( 4005
(v2 4005)
2
2
Lo que simplificado queda:
− 1)·Hv 2
(A.49)
66
Hm = 0.5·(
v12
− 1)·Hv 2
v2 2
(A.50)
De la fórmula anterior se puede extraer un coeficiente K
v12
K = 0.5·( 2 − 1)
v2
(A.51)
Este coeficiente se calcula de la siguiente manera si el conducto secundario tiene
ángulo 0 y el primario y el saliendo tienen la misma sección.
área _ conducto _ sec undario
K = 0.1·
área _ conducto _ saliendo
(A.52)
A.4.2.2 Ángulo mayor que cero entre primario y saliendo.
Se emplea la siguiente ecuación19:
2
wb
 wb 
 wb 
K = A′·[1 + 
 − 2· ·cosα ] − K ′b·ï£¬

wc
ï£ wc 
ï£ wc 
Donde:
2
(A.53)
wb = velocidad media del área en el conducto saliendo
Wc = velocidad media del área en el conducto primario
α = ángulo entre primario y salida
A’ = coeficiente adimensional multiplicador
Si la relación de velocidades es menor que 0.8, A’ vale 1; si la relación es mayor que
0.8. se toma A’=0.9.
K’b= coeficiente adimensional corrector.
•
Si Fs+Fb<>Fc y Fc=Fs, K’b=0
•
Si Fs + Fb=Fc no se presenta en la práctica y el cálculo tiene mucha
incertidumbre, con lo que no se ha incluido.
19
Idelchick, ec 7.6, pág. 251
67
Fi=área de la sección i
Nota: en este caso, se calcula la pérdida de carga para el conducto primario por la
presión de velocidad en el primario (H1·F1). Por coherencia con el resto de
programas, se calcula el coeficiente en el conducto saliendo.
F1·H1=F·H=∆P
(A.54)
A.4.3 Ramal de entrada.
Se tienen 3 casos:
A.4.3.1 Primario es principal: Primario forma ángulo 0º con el de salida y
secundario forma ángulo θº con el de salida.
A.4.3.2 Primario es ramificación: Primario forma ángulo G1 >15º con el de
salida, secundario forma ángulo 0º con el de salida y ÁreaPrimario/Áreasaliendo<0.5.
A.4.3.3 Entrada general: los dos ángulos <>0º ó
ángulo primario-salida α1 <>0, secundario-salida α2 =0, relación áreas >0.5
ángulo primario-salida =0, secundario-salida<15
ángulo primario-salida =0, secundario-salida>15º, relación áreas>0.5
ángulo primario-salida =0, secundario-salida>15, Fs<>Fc, Fs+Fb<>Fc
A.4.3.1 Primario es principal
2
2
Fs  ws 
Fb  wb 
 ws 
K = 1+ 
 − 2· ·ï£¬
 − 2· ·ï£¬
·cosϑ + Ks
Fc ï£ wc 
Fc ï£ wc 
ï£ wc 
Donde:
ws= velocidad media en conducto primario
wc= velocidad media en conducto salida
wb= velocidad media en conducto secundario
20
Idelchick, pág. 250 ec 7.3
(A.55)20
68
Fs, Fb, Fc=áreas de los conductos
θ= ángulo secundario-salida
Ks= factor de corrección, obtenido de la siguiente tabla21:
Los valores se obtienen realizando una interpolación doble entrando con el ángulo y
la relación de áreas.
La tabla es válida para Fs+Fb=Fc.
Para Fs+Fb<>Fc ó Fs=Fc, se toma Ks=0.
A.4.3.2 Primario es ramificación
2
2
Fs  ws 
Fb  wb 
 wb 
K = A·[1 + 
 − 2· ·ï£¬
 − 2· ·ï£¬
·cos G1 + Kb ]
Fc ï£ wc 
Fc ï£ wc 
ï£ wc 
Donde:
w=velocidad media del aire
F=área transversal
c=subíndice de conducto saliendo
s=subíndice de principal (en este caso el secundario)
21
Idelchick
22
Idelchick, ecuación 7.1
(A.56)22
69
b=subíndice de ramificación (en este caso el primario)
A=coeficiente adimensional, tabla…
Kb= coeficiente adimensional, tabla…
Los valores de A se obtienen por interpolación lineal entre G1≤60º y la de G1=90º,
ente los valores más cercanos a Fb/Fc y entre los resultados anteriores.
El valor de Kb se obtiene dependiendo de las siguientes condiciones:
-
Si Fb/Fc≤0.1 o G1≤45º Kb=0
-
Resto: ajuste de curvas para la línea de 60º y otro para la línea de 90º se
interpola linealmente entre el valor 0 (línea de 45º) y línea de 60º ó entre las
líneas de 60 y de 90º.
La función ajustada para 45º K=0
Para 60º:
K = 0.588
Fb
− 0.194
Fc
Válida para 0.33≤Fb/Fc≤0.5
(A.57)
70
3
2
Fb
 Fb 
 Fb 
K = −1.451·ï£¬
 − 0.0893·ï£¬
 + 1.13· − 0.11
Fc
ï£ Fc 
ï£ Fc 
Para 90º:
(A.58)
A.4.3.3 Entrada general
2

v
v ·Q
2  v ·Q
K = 1 + λ3 · 1 2 − ·ï£¬ï£¬ 1 1 ·cosα 1 + 2 2 ·cosα 2 
v 0 ï£ Q0
Q0
v0

(A.59)23
Desarrollando Q=F·V
2
2
K = 1 + λ3 · 2
v0
v
− 2·ï£¬ï£¬ 1
ï£ v0
Donde:
α1’ y α2’se obtienen por la siguiente fórmula:
v1
2
 F1
v  F
 · ·cosα 1′ +  2  · 2 ·cosα 2 ′
 F0
ï£ v0  F0
(A.60)
α ′ = f (α ) = −0.006α 2 + 1.4·α
(A.61)
1=subíndice primario
2= subíndice secundario
0= subíndice salida
λ3=1 (valor conservador)
A.4.4 Ramal de entrada convergente
Se emplea el método de coeficiente de pérdida dinámica.
∆p = K ·Pv
(A.62)
K se obtiene de la siguiente tabla24:
As/Ac Ab/Ac
0,75 0,25
1
0,5
0,75
0,5
0,5
0,5
0,1
0,3
0,17
0,27
1,2
0,2
0,3
0,16
0,35
1,1
0,3
0,2
0,1
0,32
0,9
0,4
-0,1
0
0,25
0,65
Qb/Qc
0,5
0,6
-0,45 -0,92
-0,08 -0,18
0,12
-0,03
0,35
0
23
Pressure Loss in Elbows and Duch Branches; ASME 1994
24
ASHRAE Handbook Fundamentals 1985 pág. 33.41, tabla 6.6
0,7
-1,5
-0,27
-0,23
-0,4
0,8
-2
-0,37
-0,42
-0,8
0,9
-2,6
-0,46
-0,58
-1,3
71
1
0,75
0,5
1
1
1
0,18
0,75
0,8
0,24
0,28
0,87
0,27
0,38
0,8
0,26
0,35
0,68
0,23
0,27
0,55
0,18
0,18
0,4
0,1
0,05
0,25
0
-0,08
0,08
-0,12
-0,22
1
Tabla A. 19 Coeficiente de pérdida en ramales de entrada convergente
Donde:
As/Ac: Relación entre la sección del conducto de entrada principal y
la sección del conducto de salida.
Ab/Ac: Relación entre la sección del conducto de entrada secundario y
la sección del conducto de salida.
Qb/Qc: Relación entre el caudal del conducto de entrada secundario y
el caudal del conducto de salida.
Para valores intermedios de las distintas relaciones se toman valores del coeficiente
conservadores.
A.4.5 Ramal de salida divergente
Se emplea el método de coeficiente de pérdida dinámica.
∆p = K ·Pv
(A.63)
K se obtiene de la siguiente tabla25:
Ab/As Ab/Ac
0,25 0,25
0,33 0,25
0,5
0,5
0,67
0,5
1
0,5
1
1
1,33
1
2
1
0,1
-0,01
0,08
-0,03
0,04
0,72
-0,02
0,1
0,62
0,2
-0,03
0
-0,06
-0,02
0,48
-0,04
0
0,38
0,3
-0,01
-0,02
-0,05
-0,04
0,28
-0,04
0,01
0,23
0,4
0,05
-0,01
0
-0,03
0,13
-0,01
-0,03
0,13
Qb/Qc
0,5
0,13
0,02
0,06
-0,01
0,05
0,06
-0,01
0,08
0,6
0,21
0,08
0,12
0,04
0,04
0,13
0,03
0,05
0,7
0,29
0,16
0,19
0,12
0,09
0,22
0,1
0,06
0,8
0,38
0,24
0,27
0,23
0,18
0,3
0,2
0,1
0,9
0,46
0,34
0,35
0,37
0,3
0,38
0,3
0,2
Tabla A. 20 Coeficiente de pérdida en ramales de salida divergente
Donde:
25
Ab/As: Relación entre la sección del conducto de salida secundario y
ASHRAE Handbook Fundamentals 1985 pág. 33.44, tabla 6.22
72
la sección del conducto de salida principal.
Ab/Ac: Relación entre la sección del conducto de salida secundario y
la sección del conducto de entrada.
Qb/Qc: Relación entre el caudal del conducto de salida secundario y el
caudal del conducto de entrada.
Para valores intermedios de las distintas relaciones se toman valores del coeficiente
conservadores.
A.4.6 Ramal de entrada simétrica
Se emplea el método de coeficiente de pérdida dinámica.
∆p = K ·Pv
(A.64)
K se obtiene de la tabla 6-33, pág. 33-47, ASHRAE 1985, y son:
-
Si Aentrada/Asalida=0.5 K=0.5
-
Si Aentrada/Asalida=1 K=0.07
A.4.7 Ramal de salida simétrica
Se emplea el método de coeficiente de pérdida dinámica.
∆p = K ·Pv
K se obtiene de la tabla 6-33, pág. 33-47, ASHRAE 1985, y son:
-
Si Asalida /Aentrada =0.5 K=0.3
-
Si Asalida /Aentrada =1 K=0.25
A.5 Entradas
Los diferentes casos de entradas que se pueden tener son:
A.5.1 Entrada Normal
(A.65)
73
A.5.2 Entrada de campana
A.5.3 Reentrada
Para todos ellos e emplea el método de coeficiente de pérdida dinámica.
∆p = K ·Pv
(A.66)
A.5.1 Entrada Normal
K se obtiene de la siguiente tabla26:
Se divide la tabla en dos zonas (θ≤60; 60<θ≤180):
-
θ≤60:
K = 0.5 − 0.004·ϑ − 0.3
-
L
D
(A.67)
60<θ≤180
K = 0.11 + 0.0023·ϑ − 0.16
Donde:
L
D
θ: ángulo de la entrada en grados
L: longitud de la pared a la entrada
D: diámetro del conducto
A.5.2 Entrada de Campana
K se obtiene de la siguiente tabla27:
26
ASHRAE Duct fitting loss coefficient tables, pág. 8, tabla ED1-5
(A.68)
74
Tabla A. 21 Coeficiente de pérdida en entradas de campana
Donde:
r=radio de la entrada
D=Diámetro del conducto
Para valores de r/D≤0.2:
K = 0.5·e
−15·
r
D
Para valores superiores de r/D se toma K=0.03.
A.5.3 Reentrada
K se obtiene de la siguiente tabla28:
Tabla A. 22 Coeficiente de pérdida en reentradas
27
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, pág. 35.30, tabla ED1-3
28
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, pág. 35.30, tabla ED1-1
(A.69)
75
Donde:
t: espesor del conducto
L: longitud previa a la pared
D: diámetro del conducto
-
Para t/D≤0.05 y L/D≤0.5:
2
L
t
L
 t 
K = 0.7 + 0.11· − 1.41·ï£¬  − 1.23· + 131.25·ï£¬ 
D
D
ï£D
ï£D
-
(A.70)
Para t/D≤0.05 y L/D>0.5:
K = −9.8 + 0.97·
-
2
t
D
(A.71)
Para t/D>0.05:
K=0.5
A.6 Salidas abruptas
Se emplea el método de coeficiente de pérdida dinámica.
∆p = K ·Pv
(A.72)
K se toma igual a la unidad según ASHRAE duct fitting loss coefficient tables, pág.
11, tabla SD2-1.
A.7 Accesorios
Dentro de los accesorios se puede elegir entre los siguientes elementos:
A.7.1
Reja de intemperie normal
A.7.2
Reja de intemperie acústica 1 Fila
A.7.3
Reja de intemperie acústica 2 Filas
A.7.4
Rejas de puerta
76
A.7.5
Compuerta de regulación 1 sentido
A.7.6
Compuerta de regulación 2 sentidos
A.7.7
Rejilla continua
A.7.8
Difusor circular
A.7.9
Difusor rectangular
A.7.10
Compuerta antirretorno
A.7.11
Compuerta sobrepresión
A.7.12
Compuertas estancas
A.7.13
Compuertas de mariposa
A.7.14
Conexión flexible
A.7.15
Placa perforada
A.7.16
Compuerta cortafuego
A.7.17
Boca de extracción
Los valores de pérdida de carga que se muestran a continuación, obtenidos a partir de
una fórmula principal, están expresados en Pa. En el caso de que se tengan un
coeficiente adicional a la fórmula principal, a no ser que se diga lo contrario, éste
multiplicará a dicha fórmula.
A.7.1 Reja de intemperie normal
La pérdida de carga se calcula a partir de la velocidad del aire a través de ella,
mediante la siguiente fórmula, obtenida del ajuste de la curva de pérdida de carga
según los catálogos de TROX29:
29
Catálogo KLIMA Y FILTER, TROX, Febrero 2009
77
∆p = 0.067 + 0.56·v + 5.48·v 2
Donde:
(A.73)
v=velocidad del aire [m/s]
A.7.2 Reja de intemperie acústica 1 Fila
Se calcula también a partir de curvas del catálogo de TROX30, y en este caso
dependen de la velocidad de la altura del conducto. Tomando como referencia la
curva para la altura H=2250mm, se tiene un coeficiente para cada altura:
30
Catálogo KLIMA Y FILTER, TROX, Febrero 2009
78
∆p = K ·(−2.36 + 3.6·v + 8.51·v 2 )
H
Coeficiente (K)
2250
1
1200
1.28
900
1.67
750
2.12
600
2.96
450
6.87
(A.74)
Tabla A. 23 Coeficiente para rejas de intemperie
Para valores de H distintos de los expuestos en la tabla, se aproxima al valor más
cercano por debajo.
A.7.3 Reja de intemperie acústica 2 Filas
Es prácticamente el mismo caso que para 1 fila, solo que se modifica la curva y los
coeficientes:
79
∆p = K ·(−5.88 + 12.86·v + 10.11·v 2 )
H
Coeficiente (K)
2250
1
1200
1.28
900
1.67
750
2
600
3
450
6.53
(A.75)
Tabla A. 24 Coeficiente para rejas de intemperie 2 filas
A.7.4 Rejas de puerta
En este caso se tiene también una fórmula en función de la velocidad y un coeficiente
en función del área de salida geométrica. Esta área geométrica se obtiene a partir de
los datos de una tabla, en función de la altura y del ancho. Una vez obtenida el área
geométrica, se calcula el valor del coeficiente. Este coeficiente se suma al valor
obtenido con la fórmula en función de la velocidad. Para valores de Ageométrica
80
distintos de los incluidos en la tabla, se considera el más cercano y desfavorable.
∆p = K ·(0.025 − 0.124·v + 2.9·v 2 )
Ancho (mm)
125
125
125
125
125
125
125
125
225
225
225
225
225
225
225
325
325
325
325
325
325
425
425
425
Alto (mm)
1225
1025
825
625
525
425
325
225
1225
1025
825
625
525
425
325
1225
1025
825
625
525
425
1225
1025
825
(A.76)
2
Ageom (mm )
0,048
0,04
0,032
0,024
0,02
0,016
0,012
0,008
0,108
0,09
0,072
0,054
0,045
0,036
0,027
0,168
0,14
0,112
0,084
0,07
0,056
0,228
0,19
0,152
81
425
525
525
625
1225
1025
0,114
0,288
0,24
Tabla A. 25 Área geométrica en rejas de puerta
Ageom
0.0075
0.015
0.03
0.06
0.12
0.24
Coeficiente
-6
-3
0
+3
+6
+9
Tabla A. 26 Coeficiente de pérdida en rejas de puerta
A.7.5 Compuerta de regulación 1 sentido
Se refiere a las compuertas con las lamas orientadas en el mismo sentido.
La fórmula general (también en función de la velocidad del aire) está referida a una
inclinación de las lamas de 50º. Para el resto de ángulo se tiene un coeficiente. Para
ángulos intermedios se considera el valor del ángulo más cercano por encima.
∆p = K ·(12.76 − 8.15·v + 5.8·v 2 )
α
Coeficiente (K)
<10º
0.01
10º
0.014
20º
0.074
(A.77)
82
30º
0.22
40º
0.49
50º
1
60º
2
70º
4
80º
9.4
Tabla A. 27 Coeficiente en puertas de regulación
A.7.6 Compuerta de regulación 2 sentidos
En este caso las lamas están orientadas en sentidos opuestos. El caso es
prácticamente el mismo que para lamas orientadas en el mismo sentido, aunque con
ligeras variaciones en la fórmula y en la tabla. La fórmula en este caso está referida a
una inclinación de las lamas de 40º.
∆p = K ·(10.55 − 10.75·v + 9.22·v 2 − 0.125·v 3 )
α
Coeficiente (K)
<10º
0.02
(A.78)
83
10º
0.028
20º
0.102
30º
0.37
40º
1
50º
2.88
60º
9.52
70º
44.64
80º
214
Tabla A. 28 Coeficiente en compuertas de regulación 2 sentidos
A.7.7 Rejilla continua
La pérdida de carga depende tanto de la velocidad del aire como del grado
(porcentaje) de apertura de la rejilla. La fórmula en función de la velocidad está
referida a un grado de apertura de 50%:
∆p = −2 + 0.57·v + 0.766·v 2
K = −0.317 +
Donde:
69.77
a
a= grado de apertura en %
(A.79)
(A.80)
84
A.7.8 Difusor circular
Para los difusores circulares se han tomado valores pérdida de carga dependiendo del
tamaño estándar de éstos y del número de ranuras que tienen. Cada uno de ellos lleva
asociada una fórmula de pérdida de carga en función del caudal (en l/s) y otra para
un coeficiente en función del ángulo de apertura de la compuerta de regulación
asociada.
Estas fórmulas son:
Diámetro x ranuras
Fórm. General
−4
Coeficiente
e −9.8·10
−5
·α 2
·Q 2
e −9.8·10
−5
·α 2
−5
·Q 2
e −1.5·10
−4
·α 2
e 0.3+0.021·Q−2.62·10
−5
·Q 2
e −1.86·10
−4
·α 2
625 x 24
e 0.3+0.021·Q−2.62·10
−5
·Q 2
e −1.86·10
−4
·α 2
600 x 48
e0.91+0.014·Q−1.17·10
e −1.86·10
−4
·α 2
300 x 8
e 0.7+ 0.065·Q − 2.5·10
400 x 16
e0.89+0.033·Q−6.03·10
500 x 24
e0.65+0.028·Q−4.6·10
600 x 24
·Q 2
−5
−5
·Q 2
85
625 x 54
e 0.644+0.015·Q−1.27·10
825 x 72
e −0.19+0.014·Q−1.2·10
−5
−5
·Q 2
e −1.86·10
−4
·α 2
·Q 2
e −1.86·10
−4
·α 2
Tabla A. 29 Coeficiente de pérdidas en difusores circulares
Donde:
Q= caudal de aire en l/s
α= ángulo de la compuerta asociada en º
A.7.9 Difusor rectangular
Para el cálculo de pérdida de carga en difusores rectangulares la medida indicadora
es la altura del conducto de salida, puesto que es la que marca el tamaño total del
difusor.
También como con difusores circulares, se tienen dos fórmulas, la de pérdida de
carga en función del caudal y el coeficiente en función del ángulo de la compuerta
asociada. La fórmula a continuación representa la pérdida de carga en un difusor de
altura de salida 400 mm. En la tabla se representan dos coeficientes, uno el que
multiplica la fórmula general en función de su tamaño, y el otro, en función del
ángulo.
86
∆p = K1 ·K 2 ·(e −0.13+0.0287·Q−4.33·10
−5
·Q 2
)
(A.81)
Altura conducto
Coef. Fórm.
Coeficiente
salida
General (K1)
angulo (K2)
250
6.5
e −1.078·α
300
3.3
e −1.55·α
2
400
1
e −1.29·α
2
2
87
500
0.4
e −2·α
600 - 625
0.18
e −1.91·α
2
2
Tabla A. 30 Coefciente en difusores rectangulares
A.7.10
Compuerta antirretorno
En este elemento sólo se tiene una fórmula, válida para todos los tamaños, en función
de su velocidad.
∆p = 146.08·e
−2.5
v
(A.82)
88
A.7.11 Compuerta sobrepresión
∆p = 5.8 + 6.4·v
A.7.12
(A.83)
Compuertas estancas
La pérdida de carga se calcula según dos casos altura=1000 o 755 mm y
altura=510 o 270 mm.
·
1000 y 755 mm
∆p = 4 − 1.39·v + 0.804·v 2
(A.84)
89
·
∆p = 2 − 0.54·v + 0.982·v 2
510 y 270 mm
A.7.13
(A.85)
Compuertas de mariposa
La pérdida de carga se calcula con:
∆p = K ·Pv
Donde:
(A.86)
Pv= presión dinámica del aire
K=coeficiente. Su calculo se detalla a continuación.
Cálculo del coeficiente:
Para el cálculo de pérdida de carga en compuertas de mariposa afecta mucho si el
conducto es circular o rectangular.
Las fórmulas de pérdida de carga se obtienen del ajuste de curvas de las tablas CD91 y CR9-131
Conducto circular:
Se considera el diámetro de la compuerta igual al del conducto.
Tabla A. 31 Coeficientes en compuertas de mariposa, conducto circular
Se divide en dos zonas ángulo de apertura >50º y ≤50º:
·
31
α≤50º
K = 0.19·e0.102·α
ASHRAE Duct fitting loss coefficient tables pág 157 y pág 300
(A.87)
90
K = e −1.35·10
α>50º
·
−3
α2
(A.88)
Conducto rectangular:
Tabla A. 32 Coeficientes en compuertas de mariposa, conducto rectangular
A parte de la división como en conducto circular en función del ángulo de apertura,
hay otra división en función de la relación entre la altura y el ancho del conducto.
H/W
K para α≤50
K para α>50
<0.12
5418·e − (11.6−0.146·α +0.12·α )
e −3.04 + 0.12·α
−4
0.25 a 1
e −2.3+0.12·α +1.91·10
>2
e −2.136+0.117·α −1.38·10
·α 2
−4
·α 2
e −2.456 + 0.112·α
e −1.956 + 0.11·α
Tabla A. 33 Coeficientes en compuertas de mariposa, conducto rectangular
A.7.14
Conexión flexible
∆p = K ·Pv
(A.89)
Por criterio de ingeniería se define K=0.1.
A.7.15
Placa perforada
∆p = K ·Pv
(A.90)
K se obtiene del ajuste de curvas de las tablas para placa perforadas en ASHRAE32.
32
ASHRAE Duct fitting loss coefficient tables pág 138
91
Las tablas para conductos circulares y rectangulares son iguales, con lo que se van a
coger los datos de conductos circulares (tabla CD6-2).
n<0.3
0.3≤n<0.5
0.5≤n<0.7
n ≥0.7
K = 187 − 1001·n + 1429.5·n 2 − 10.84·a + 0.6·a 2 + 94.63·n 2 ·a +
+ 2.78·n·a 2 − 13.7·n 2 ·a 2
K = 65.3 − 226.54·n + 205.2·n 2 − 3.52·a + 0.18·a 2 + 12.52·n 2 ·a +
+ 0.67·n·a 2 − 1.92·n 2 ·a 2
K = 21.82 − 53.68·n + 33.81·n 2 − 0.97·a + 0.031·a 2 + 1.82·n 2 ·a +
+ 0.2·n·a 2 − 0.32·n 2 ·a 2
K = 7.71 − 14.8·n + 7.08·n 2 − 0.213·a + 0.007·a 2 + 0.247·n 2 ·a +
+ 0.036·n·a 2 − 0.044·n 2 ·a 2
Tabla A. 34 Coeficiente para placa perforada
a=
Donde:
t
d
Donde:
(A.91)
t = espesor de la placa
d= diámetro de los orificios
n = b·
Donde:
d2
Deq 2
b= nº de orificios
d=diámetro de los orificios
Deq= diámetro equivalente del conducto
A.7.16
Compuerta cortafuego
Dependiendo de las dimensiones del conducto, se tiene un área libre final y un
coeficiente de rozamiento, que vienen dados por tablas33.
33
Catálogo KLIMA Y FILTER, TROX, Febrero 2009
92
En función del área libre se calcula una velocidad (v=Q/Alibre), y en función del
coeficiente de rozamiento, se tiene un coeficiente que multiplica en cada caso a la
fórmula general, basada en los datos para CR=0.6.
∆p = K ·1.63·e0.34·v
(A.92)
CR
K
0.2
0.337
0.4
0.67
0.6
1
0.8
1.26
1
1.66
Tabla A. 35 Coeficiente para compuerta cortafuego
H
200
200
200
200
200
200
200
W
200
300
400
500
600
700
800
Al
0,0145
0,0296
0,0446
0,06
0,0749
0,09
0,105
Cr
1,1
0,82
0,76
0,68
0,64
0,63
0,62
H
W
Al
800
800
800
800
800
800
800
200
300
400
500
600
700
800
0,0721
0,147
0,222
0,297
0,372
0,447
0,522
Cr
0,9
0,61
0,51
0,43
0,37
0,34
0,32
93
300
300
300
300
300
300
300
400
400
400
400
400
400
400
500
500
500
500
500
500
500
600
600
600
600
600
600
600
700
700
700
700
700
700
700
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
0,024
0,049
0,074
0,099
0,124
0,15
0,175
0,0337
0,0688
0,104
0,139
0,174
0,209
0,244
0,041
0,088
0,133
0,1786
0,2237
0,2689
0,3139
0,053
0,108
0,163
0,218
0,273
0,328
0,383
0,062
0,127
0,14
0,258
0,323
0,388
0,453
1,04
0,76
0,67
0,6
0,57
0,51
0,49
0,98
0,71
0,62
0,54
0,48
0,45
0,43
0,95
0,67
0,57
0,5
0,43
0,41
0,39
0,92
0,64
0,54
0,46
0,4
0,37
0,35
0,95
0,63
0,58
0,45
0,38
0,36
0,33
900
900
900
900
900
900
900
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1400
1400
1400
1400
1400
1400
1400
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
0,0817
0,1668
0,252
0,337
0,422
0,507
0,592
0,091
0,186
0,281
0,376
0,471
0,5668
0,662
0,11
0,225
0,34
0,455
0,57
0,686
0,801
0,1297
0,265
0,4
0,53
0,67
0,8
0,94
0,14
0,284
0,43
0,574
0,72
0,865
1
0,89
0,6
0,5
0,42
0,36
0,33
0,31
0,88
0,59
0,49
0,41
0,35
0,32
0,3
0,87
0,58
0,48
0,4
0,33
0,31
0,27
0,86
0,57
0,47
0,39
0,32
0,29
0,27
0,86
0,57
0,49
0,38
0,32
0,29
0,27
Tabla A. 36 Coeficiente de rozamiento para compuerta cortafuego
A.7.17
Bocas de extracción
La pérdida de carga viene determinada en este caso por la apertura de la boca (s, en
mm) y por el caudal de aire (en l/s).
94
∆p = K ·(−22.7 + 1.11·Q )
(A.93)
S
K
15
2
20
1.4
25
1
30
0.8
Tabla A. 37 Coeficiente en boca de extracción
A.8 Filtros
Se puede escoger uno de los siguientes filtros:
A.8.1
Filtro enrollable
A.8.2
Filtro de baja eficiencia
A.8.3
Filtro de media eficiencia
A.8.4
Filtro de alta eficiencia
A.8.5
Filtro de carbón activo, baja concentración
95
A.8.6
Filtro de carbón activo, alta concentración
Todas las fórmulas que se presentan a continuación se han obtenido a partir de
catálogos de TROX34.
A.8.1 Filtro enrollable
(Curva 3)
∆p = 45 + 78·v
Donde:
34
v=velocidad del aire en m/s
Catálogo KLIMA Y FILTER, TROX, Febrero 2009
(A.94)
96
A.8.2 Filtro de baja eficiencia
F711 Media eficiencia
F704 Baja eficiencia
Dentro de los de baja, media y alta eficiencia, físicamente se distinguen entre filtros
planos y filtros diédricos. Aún así para el cálculo de pérdida de carga no afecta el
tipo de filtro que se tenga.
La manera de calcular la pérdida de carga es restar las curvas de máxima pérdida
(cuando el filtro está sucio) y de mínima pérdida (filtro limpio).
Máxima:
∆p = −26 + 35·v
(A.95)
Mínima:
∆p = −52.7 + 54.2·v
(A.96)
A.8.3 Filtro de media eficiencia
Máxima:
∆p = −41.33 + 52·v
(A.97)
Mínima:
∆p = −52.7 + 54.2·v
(A.98)
97
A.8.4 Filtro de alta eficiencia
Máxima:
∆p = −68.33 + 175·v
(A.99)
Mínima:
∆p = −6.67 + 15·v
(A.100)
A.8.5 Filtro de carbón activo, baja concentración
F400alta concentración
F401 baja concentración
Según las tablas obtenidas, la pérdida de carga depende del porcentaje sobre el
caudal nominal del filtro que esté circulando.
98
Teniendo el filtro de baja concentración un caudal nominal de 475 m3/h, se presenta
la curva ya adaptada para no tener que introducir otro dato más, sólo el caudal.
∆p = −8.4 + 0.101·Q
(A.101)
A.8.6 Filtro de carbón activo, alta concentración
Igual que el de baja concentración, sólo que el caudal nominal es de 950 m3/h.
∆p = 7.2 − 0.0141·Q + 1.33·10 −4 ·Q 2
(A.102)
A.9 Equipos
Se han mantenido los equipos que se tenían en el programa anterior. Estos son:
A.9.1
Serpentines de calentamiento/enfriamiento solo carga sensible
A.9.2
Serpentines de enfriamiento latente
A.9.3
Serpentín eléctrico
A.9.1 Serpentines de calentamiento/enfriamiento solo carga
sensible
Se han utilizado las curvas de pérdida de carga de American Air Filter35
Éstos pueden ser de 1, 2, 4, 6 y 8 hileras.
∆p = K ·(−6.12 + 9.37·v )
Donde:
∆p= pérdida de presión en mbar
v= velocidad en m/s
k=nº de hileras
A.9.2 Serpentines de enfriamiento latente
Se han utilizado las curvas de pérdida de carga de American Air Filter36
35
American Air Filter, Chilled water coils-Bulletin NºCC 101 B pag 27 chart 3
(A.103)
99
Éstos pueden ser de 1, 2, 4, 6 y 8 hileras.
∆p = K ·(−8.3 + 15.76·v )
Donde:
(A.104)
∆p= pérdida de presión en mbar
v= velocidad en m/s
k=nº de hileras
A.9.3 Serpentín eléctrico
Se ha utilizado para el ajuste la curva de pérdida de carga del serpentin con aletas de
la firma INDEECO.37
Se emplea el siguiente ajuste:
-
v≤4.5m/s:
∆p = 0.242 + 4.5·v + 0.45·v 2
(A.105)
-
v>4.5m/s:
∆p = 63.73 − 25.24·v + 3.93·v 2
(A.106)
A.10 Equipo no programado
En este apartado se encuentran todos los equipos, accesorios y elementos de los que
se conoce su pérdida de carga por ser un dato suministrado por el fabricante.
En el programa se pregunta el nombre y la pérdida de carga del equipo.
36
American Air Filter, Chilled water coils-Bulletin NºCC 101 B pag 27 chart 3
37
Catálogo C20, Indeeco, Finned Tubular Blast Coil Duch Heaters 1972 figura 16, pág.7
100
Anejo B: Programa Hourly Analysis Program (CARRIER)
Este programa, diseñado por la empresa CARRIER, es una herramienta muy útil para
diseñar sistemas de ventilación, calefacción y aire acondicionado en edificios.
Basándose en funciones de transferencia, el programa es capaz de calcular hora a
hora durante todo el año el comportamiento de los sistemas de calefacción y aire
acondicionado del edificio. También ofrece otros datos, como los días críticos para
los que debe diseñarse el sistema HVAC, calculando la carga máxima de calefacción
y la potencia máxima de refrigeración.
Descripción general del programa:
En el momento de abrir un nuevo proyecto, se pueden visualizar varios apartados:
B.1
Weather
B.2
Spaces
B.3
Systems
Plants
Buildings
B.4
Project Libraries
Aunque el orden en el que aparecen en el programa es el indicado anteriormente,
para poder definir Spaces y Systems, es necesario haber definido Project Libraries,
con lo cual se recomienda leer primero el apartado B.4.
Plants y Buildings, al no utilizarse habitualmente, no se van a explicar en este anejo.
101
B.1 Weather:
En esta ventana el programa pide las condiciones exteriores del proyecto. El propio
programa tiene en su base de datos interna una serie de datos sobre las ciudades más
importantes del mundo clasificadas por continente y por país. No obstante, puede ser
que el emplazamiento de la central sometida a análisis no se encuentre dentro del
listado interno. En ese caso, habría que definir manualmente en la pestaña de
Parámetros de diseño las condiciones necesarias, modificando los datos de la ciudad
que se encuentre más cercana al lugar a estudiar en la base de datos del programa.
Las condiciones que se pueden modificar son:
-
Latitud
-
Longitud
-
Elevación
-
Tª seca de diseño en verano
-
Tª de bulbo húmedo coincidente en vearano
-
Rango diario de temperaturas en verano
-
Tª seca de diseño en invierno
-
Tª de bulbo húmedo coincidente en invierno
-
Claridad atmosférica
-
Conductividad del suelo
-
Meses de diseño para aire acondicionado
-
Zona horaria
-
Meses de año durante los cuales se modifica la hora.
102
B.2 Spaces:
Aquí es donde se definen las distintas salas que se van a considerar. Para definir cada
sala, se tienen diferentes pestañas:
•
General: se define el área, la altura, el peso del edificio, y el aire exterior
necesario. Para definir el aire exterior necesario se puede o bien tomar un
dato del listado del programa (por ejemplo, aula de un colegio, o habitación
de un hotel) o bien introducir los datos necesarios en ese caso específico. El
dato se puede introducir en L/s, L/(s·m2), L/(s·persona), % de aire
impulsado.
•
Internals: aquí se introducen las distintas cargas que se tienen en la sala,
distinguiendo entre iluminación alta (normalmente, 20 W/m2), iluminación
adicional (un segundo tipo de iluminación), equipos eléctricos, ocupación,
otras cargas (si se tienen otras cargas, es necesario introducir la carga
sensible y la carga latente que aportan).
•
Walls, Windows, Doors: en esta pestaña se definen las caras que dan al
exterior; para ello se da su orientación, su área, la cantidad de ventanas, el
tipo de ventanas que se tiene (se pueden introducir hasta dos tipos de
ventana por sala) y la cantidad de puertas que se tiene, así como el tipo de
puerta que es. El tipo de ventana y de puerta, se define a partir de los datos
introducidos en Project Libraries.
•
Roofs, Skylights: se define el techo de la sala y la cantidad de tragaluces
presentes. Datos a introducir: orientación, área, nº de tragaluces, tipo de
103
techo (obtenido a partir de los tipos definidos en Project Libraries) y tipo de
tragaluz (también definidos en Project Libraries).
•
Infiltration: se introducen los datos de infiltraciones tanto en el diseño de
invierno como en el de verano.
•
Floors: Se define el área, la transmitancia térmica, y se indica si la sala a
estudiar está situada sobre una sala acondicionada, no acondicionada y las
temperaturas máxima y mínima de dicha sala, así como la temperatura
ambiente máxima y mínima.
•
Partitions: aquí se introducen datos de salas con las que limita la sala
estudiar que estén diseñadas para temperaturas distintas a las de las de
diseño de la sala que se está definiendo. Para definir este apartado hay que
introducir la superficie de la pared entre las dos salas, su transmitancia
térmica, las temperaturas máxima y mínima de la sala contigua y la
temperatura ambiente máxima y mínima.
B.3 Systems:
En este apartado se definen los equipos que se van a tener para acondicionar las
distintas salas definidas en el apartado anterior. En este caso también se tienen
diferentes pestañas:
•
General: Se define el tipo de equipo y el tipo de sistema de aire, así como el
número de zonas que se van a tener (las salas previamente definidas se
pueden agrupar por zonas).
104
•
System Components: se introduce información sobre el aire de ventilación,
humidificador/deshumidificador, temperatura de impulsión, ventilador,
conductos…
•
Zone components: Se define qué sala se encuentra en cada zona, las
temperaturas que se quieren mantener en cada zona, el mínimo aire a
introducir en cada zona…
•
Sizing data: aquí se dan datos para dimensionar el sistema (por ejemplo, el
coeficiente de seguridad). Se puede o bien coger los datos que calcula el
programa o bien introducir otros datos.
•
Equipment: esta pestaña sólo afecta cuando se realiza un análisis energético.
B.6 Project Libraries:
En esta ventana del programa puede definirse lo siguiente:
a) Schedule: define los horarios de funcionamiento de equipos, iluminación,
ocupación, termostatos, etc. Dentro de cada horario se pueden tener ocho
perfiles distintos del mismo horario pudiendo después asignar a cada mes del
año un perfil distinto. Por ejemplo, en el caso de la iluminación, es posible
distinguir entre dos perfiles distintos, uno para invierno y otro para verano.
b) Walls: permite introducir las características de muros y tabiques, capa a capa,
calculando la resistencia térmica total del elemento..
c) Roof: permite introducir las características de cubiertas o techos, capa a capa,
calculando la resistencia térmica total del elemento.
d) Windows: permite definir distintos tipos de ventanas, tantas como nos
vayamos a encontrar en el proyecto. Se definen mediante el área, el
105
coeficiente de transmisión de calor, el coeficiente de sombra y otros
parámetros.
e) Doors: permite definir distintos tipos de puertas, tantas como nos vayamos a
encontrar en el proyecto. Se definen mediante el área y el coeficiente de
transmisión de calor.
106
Anejo C: Lista de elementos en conductos de impulsión y
retorno.
C.1: Conducto de impulsión.
Dimensiones
mm*mm
560*970
Elemento
1
Conexión flexible
2
Transformación
concéntrica
4
5
6
7
8
Compuerta de
regulación y
cierre
Descarga abrupta
Entrada
Tramo recto
Codo vaned
Tramo recto
9
Ramal salida
3
10
Ramal salida
11
Transformación
concéntrica
12
13
14
15
Tramo recto
Ramal Splitter
Codo vaned
Tramo recto
16
17
Ramal salida
560*970
300
21,28
6200
21,42
1400*800
1400*800
1400*800
1400*800
1400*800
Principal 1400*800
Secundario 260*260
Salida
1400*800
Principal 1400*800
Secundario 260*260
Salida
1400*800
23,60
24,40
24,54
25,09
25,15
25,16
θ=90º
θ=0º
6200
6200
6200
6200
6200
6200
800
4600
6200
800
4600
1200*600
6200
200
25,27
6200
6200
2427
2427
2427
215
2212
316
25,28
25,84
26,62
27,44
27,47
1400*800
Principal
Secundario
Salida
Tramo recto
Ramal salida
6200
1100*1000
Principal
18
1100*1000
Caudal Longitud
ΔP
m^3/h
mm
mmH2O
6200
0,01
Secundario
Salida
1200*600
1200*600
600*600
600*600
600*600
600*600
θ=90º
θ=0º
600*600
θ=90º
θ=0º
600*600
600*600
600*600
2212
2212
θ=90º
θ=0º
212
2000
500
5000
2362
25,17
10630
3962
27,78
27,80
107
19
Tramo recto
600*600
20
Transformación
concéntrica
600*600
21
Compuerta
cortafuego
600*500
2000
600*500
2000
22
23
24
Tramo recto
Compuerta de
regulación y
cierre
Tramo recto
600*500
2000
2161
27,92
2000
200
28,02
31,71
741
2000
32,02
4850
32,44
32,60
600*500
θ=90º
θ=0º
2000
2000
400
1600
600*500
600*400
1600
300
32,73
3300
33,06
33,18
600*400
θ=90º
θ=0º
1600
1600
400
1200
600*400
600*300
1200
200
33,30
3500
33,74
33,81
600*300
θ=90º
θ=0º
1200
1200
400
800
600*300
400*300
800
400
33,97
3500
34,50
34,56
400*300
θ=90º
θ=0º
800
800
400
400
400*300
225*225
400
350
34,78
3500
36,00
43,67
38 Rejilla impulsión
400
400
0
400
400
39 Descarga abrupta
400
25
Ramal salida
26
Transformación
concéntrica
27
Tramo recto
28
Ramal salida
29
Transformación
concéntrica
30
Tramo recto
31
Ramal salida
32
Transformación
concéntrica
33
Tramo recto
34
Ramal salida
35
Transformación
concéntrica
36
Tramo recto
37
Ramal salida
Principal
Secundario
Salida
Principal
Secundario
Salida
Principal
Secundario
Salida
Principal
Secundario
Salida
Principal
Secundario
Salida
600*500
600*500
31,78
600*400
600*400
600*300
600*300
400*300
400*300
225*225
225*225
225*225
θ=0º
θ=90º
45,85
49,85
108
C.2: Conducto de retorno.
Elemento
Dimensiones
Caudal
Longitud
ΔP
mm*mm
m^3/h
mm
mmH2O
1
Entrada normal
400
0,96
2
Rejilla extracción
400
3,14
θ=90º
400
15,23
θ=0º
0
Principal
3
Ramal entrada
Secundario
225*225
Salida
225*225
400
400
3300
350
4
Tramo recto
225*225
5
Transformación
concéntrica
225*225
400*300
400
400*300
θ=0º
800
θ=90º
400
Principal
6
Ramal entrada
Secundario
Salida
400*300
400
800
3500
Tramo recto
400*300
8
Transformación
concéntrica
400*300
600*300
800
400
600*300
θ=0º
θ=90º
1200
400
800
1200
3500
200
9
Ramal entrada
10
Tramo recto
11
Transformación
concéntrica
Principal
12
Ramal entrada
600*300
600*300
600*300
600*400
1200
600*400
θ=0º
1600
θ=90º
400
Secundario
Salida
1200
1600
3300
300
Tramo recto
600*400
14
Transformación
concéntrica
600*400
600*500
1600
600*500
θ=0º
2000
θ=90º
400
Principal
15
Ramal entrada
Secundario
Salida
1600
2000
4850
2000
200
Tramo recto
600*500
17
Transformación
concéntrica
600*500
18
Codo vaned
600*600
2000
19
Tramo recto
600*600
2000
600*600
21,1
19,02
19,46
19,92
18,78
19,1
17,94
600*500
16
20,36
18,45
600*400
13
22,56
19,84
7
Principal
Secundario
Salida
16,38
600
18,35
18,69
19,22
19,25
109
20
Codo vaned
600*600
21
Compuerta
cortafuego
22
Tramo recto
600*600
2000
23
Codo vaned
600*600
2000
24
Tramo recto
600*600
2000
2650
25
Transformación
concéntrica
600*600
2000
200
26
Codo vaned
700*700
2000
27
Tramo recto
700*700
2000
7501
28
Transformación
concéntrica
700*700
700*800
2000
200
700*800
θ=0º
5550
θ=90º
3550
Ramal entrada
19,78
2000
Principal
29
2000
Secundario
Salida
700*700
1400*800
2000
30
Tramo recto
1400*800
5550
31
Codo vaned
1400*800
5550
32
Tramo recto
1400*800
5550
21,09
8851
21,57
22,1
22,24
22,55
22,84
23,02
23,16
22,68
1520
22,71
23,15
5000
23,26
33 Descarga abrupta
5550
34
Entrada normal
5550
25,01
25,59
35
Codo vaned
900*1300
5550
25,98
36
Tramo recto
900*1300
5550
37
Codo vaned
900*1300
5550
38
Tramo recto
900*1300
5550
Principal
39
Ramal salida
900*1300
Secundario
Salida
900*1300
θ=90º
5550
θ=0º
5550
5550
1741
26,02
26,41
2506
26,46
26,57
1
DOCUMENTO Nº2, PLANOS
ÍNDICE GENERAL
2.1 LISTA DE PLANOS ..............................................................................................2
2.2 PLANOS
PLANO 1 - DISPOSICION GENERAL
PLANO 2 - EDIFICIO ELECTRICO
PLANO 3 - CONDUCTOS EDIFICIO ELECTRICO
PLANO 4 – CONDUCTOS CUBIERTA
2
2.1 LISTA DE PLANOS
PLANO 1 - DISPOSICION GENERAL
PLANO 2 - EDIFICIO ELECTRICO
PLANO 3 - CONDUCTOS EDIFICIO ELECTRICO
PLANO 4 – CONDUCTOS CUBIERTA
DOCUMENTO Nº3, PLIEGO DE CONDICIONES
ÍNDICE GENERAL
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS ..........................................................................1
3.2 TECNICAS Y PARTICULARES ..........................................................................6
1
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
2
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS ..........................................................................1
3.1.1
Comprobación de la ejecución......................................................................3
3.1.2
Puesta en marcha y recepción .......................................................................3
3.1.3
Recepción provisional ..................................................................................3
3.1.3
Recepción definitiva y garantía ....................................................................4
3.1.4
Condiciones de pago .....................................................................................5
3.1.5
Validez y formula de revisión de precios .....................................................5
3
3.1.1 Comprobación de la ejecución
Independientemente de los controles de recepción y de las pruebas parciales
realizadas durante la ejecución, se comprobara la correcta ejecución del montaje y la
limpieza y cuidado en el buen acabado de la instalación.
3.1.2 Puesta en marcha y recepción
Para la puesta en funcionamiento de la instalación es necesaria la autorización del
organismo territorial competente, para lo que se deberá presentar ante el mismo un
certificado suscrito por el director de la instalación, cuando sea preceptiva la
presentación de proyecto y por un instalador que posea carné, de la empresa que ha
realizado el montaje.
El certificado de instalación tendrá como mínimo el contenido que se señala en el
modelo que se indica en el apéndice de esta instrucción técnica.
En el certificado se expresará que la instalación ha sido ejecutada de acuerdo con el
proyecto presentado y registrado por el organismo territorial competente y que
cumple con los requisitos exigidos en este reglamento y sus instrucciones técnicas.
Se harán constar también los resultados de las pruebas a que hubiese lugar.
3.1.3 Recepción provisional
Una vez realizadas las pruebas finales con resultados satisfactorios en presencia del
director de obra, se procederá al acto de recepción provisional de la instalación, con
el que se dará por finalizado el montaje de la instalación. En el momento de la
recepción provisional la empresa instaladora deberá entregar al director de obra la
documentación siguiente:
4
•
Una copia de los planos de la instalación realmente ejecutada en la que
figuren como mínimo el esquema de principio, el esquema de control y
seguridad, el esquema eléctrico, los planos de la sala de máquinas y los
planos de plantas, donde debe indicarse el recorrido de las conducciones de
distribución de todos los fluidos y la situación de las unidades terminales.
•
Una memoria descriptiva de la instalación realmente ejecutada en la que se
incluyan las bases de proyecto y los criterios adoptados para su desarrollo
•
Una relación de los materiales y los equipos empleados en la que se indique
el fabricante, la marca, el modelo y las características de funcionamiento,
junto con catálogos y con la correspondiente documentación de origen y
garantía.
•
Los manuales con las instrucciones de manejo, funcionamiento y
mantenimiento, junto con la lista de repuestos recomendados.
•
Un documento en el que se recopilen los resultados de las pruebas realizadas.
•
El certificado de la instalación firmado.
El director de obra entregará los mencionados documentos, una vez comprobado su
contenido y firmado el certificado, al titular de la instalación, quien lo presentará a
registro en el organismo territorial competente.
En cuanto a la documentación de la instalación se estará además a lo dispuesto en la
Ley General de la Defensa de los Consumidores y Usuarios y disposiciones que la
desarrollan.
3.1.4 Recepción definitiva y garantía
Transcurrido el plazo de garantía, que será de un año si en el contrato no se estipula
5
otro de mayor duración, la recepción provisional se transformará en recepción
definitiva, salvo que por parte del titular haya sido cursada alguna reclamación antes
de finalizar el periodo de garantía.
Si durante el periodo de garantía se produjesen averías o defectos de funcionamiento,
éstos deberán ser subsanados gratuitamente por la empresa instaladora, salvo que se
demuestre que las averías han sido producidas por falta de mantenimiento o uso
incorrecto de la instalación.
3.1.5 Condiciones de pago
• 20% con el pedido
• 20% al acopio de los materiales
• 20% al comienzo del montaje
• 30% al acabar el montaje
• 10% a la puesta en marcha
3.1.6 Validez y formula de revisión de precios
Los precios han sido calculados según tarifa y costes vigentes. Tendrán validez
durante dos meses.
En caso de pedido y pasada la fecha ceda certificación de obra o pago comercial,
estará revisado para compensar todas las posibles variaciones oficiales de costes de
material y mano de obra.
6
3.2 TECNICAS Y PARTICULARES
7
3.2 TECNICAS Y PARTICULARES ..........................................................................6
3.2.1 Instrucciones técnicas y de montaje. ..........................................................10
IT. INSTRUCCIONES TÉCNICAS. .......................................................................10
IT.1 Diseño y dimensionado ...........................................................................10
IT. 2 Conductos de aire ...................................................................................10
IT. 2.1 Conductos rectangulares de fibra de vidrio ....................................10
IT. 2 .2 Filtros de aire .................................................................................10
IT.2.3. Conexiones de unidades terminales ................................................11
IT. 3 Equipos de generación de frío................................................................11
IT. 3.1 Condiciones generales ....................................................................11
IT.3.2 Placas de identificación....................................................................11
IT.4 Control de las instalaciones de climatización .........................................12
IT.4.1 Control de las condiciones termo-higrometricas .............................12
IT. 4. 2. Control de la calidad del aire interior ...........................................12
IT. 5 Equipos de agua caliente sanitaria .........................................................12
IT.5.1 Tuberías............................................................................................12
IT.5.2 Valvuleria .........................................................................................13
IT.5.3. Accesorios .......................................................................................13
IT.5.4. Termómetros para el control de líquidos ........................................13
IT.5.5. Manómetros para circuitos hidráulicos ...........................................13
IT.6. Condiciones de materiales y equipos .....................................................14
ITM: INSTRUCCIONES TÉCNICAS DE MONTAJE. ...........................................15
ITM.1. Generalidades .....................................................................................15
8
ITM.2. Empresa instaladora ...........................................................................15
ITM.2.2 Proyecto .....................................................................................15
ITM.2.3 Planos y esquemas de instalación ..............................................15
ITM.2.4 Cooperación con otros contratistas. ...........................................16
ITM.3
Acopio de materiales .....................................................................16
ITM.3.1 Generalidades ............................................................................16
ITM.3.2 Almacenamiento. .......................................................................17
ITM.3.2.1
Protección ..............................................................................17
ITM.3.2.2 Consideraciones especiales de almacenamiento .....................17
ITM.3.2.2.1 Colectores ............................................................................17
ITM.3.2.2.2 Acumuladores ......................................................................18
ITM.3.2.2.3 Equipo de control .................................................................18
ITM.4
Pruebas ..........................................................................................18
ITM.4.1 Equipos ......................................................................................18
ITM.4.2 Pruebas de recepción de redes de conductos de aire. ................18
ITM.4.2.1 Preparación y limpieza ...........................................................18
ITM.4.2.2 Pruebas de resistencia estructural y estanqueidad ..................19
ITM.4.2.3 Pruebas finales ........................................................................19
ITM.4.3 Pruebas de ruido y vibraciones ..................................................19
ITM.5
Ajuste y equilibrado ......................................................................19
ITM.5.1 Sistema de distribución y difusión de aire .................................19
ITM.5.2 Control automático ....................................................................20
ITM.7
Accesibilidad .................................................................................21
ITM.8
Identificación de equipos...............................................................21
9
3.2.2 Pliego de eficiencia energética ...................................................................21
3.2.3 Pliego de condiciones de mantenimiento. ..................................................23
ITMA
INSTRUCCIONES TÉCNICAS DE MANTENIMIENTO ........................23
ITMA.1
Generalidades ................................................................................23
ITMA.2
Programa de mantenimiento preventivo........................................23
10
3.2.1 Instrucciones técnicas y de montaje.
IT. INSTRUCCIONES TÉCNICAS.
IT.1 DISEÑO Y DIMENSIONADO
El diseño y dimensionado de las instalaciones térmicas se realizará siguiendo las
directrices del RITE aprobado por Real Decreto 1027/2007 de 20.07.2007.
IT. 2 CONDUCTOS DE AIRE
IT. 2.1 Conductos rectangulares de fibra de vidrio
Los conductos estarán realizados partiendo de paneles rígidos de fibra de vidrio, de
25 mm de espesor, con una densidad mínima de 70 Kg. /m3. La obra de conductos de
fibra de vidrio requerida por el sistema, se construirá y montará en forma
irreprochable. Los conductos, a no ser que se apruebe de otro modo, se ajustarán con
exactitud a las dimensiones indicadas en los planos y serán rectos y lisos en su
interior, con juntas o uniones esmeradamente terminadas. Los conductos se anclarán
firmemente al edificio, de una manera adecuada y se instalarán de tal modo, que
estén exentos por completo de vibraciones en todas las condiciones de
funcionamiento.
Los conductos de aire dispondrán de una capa de aislamiento térmico tal que la
pérdida de calor no sea mayor que el 4% de la potencia que transportan y siempre
que sea suficiente para evitar condensaciones.
IT. 2 .2 Filtros de aire
Los filtros de aire serán del tipo seco regenerable e irán dispuestos en secciones,
cuyos tamaños serán los normales del comercio. Su instalación será tal que filtren,
tanto el aire exterior como el de recirculación y que permitan un fácil desmontaje
11
para las periódicas limpiezas.
Las secciones del filtro estarán constituidas por marcos metálicos galvanizados, con
malla metálica que sirva de soporte al material filtrante. Todos los materiales
utilizados en la construcción de los filtros deberán ser anticorrosivos.
IT.2.3. Conexiones de unidades terminales
Los conductos flexibles que se utilicen para la conexión de la red a las unidades
terminales se instalarán totalmente desplegados y con curvas de radio igual o mayor
que el diámetro nominal.
IT. 3 EQUIPOS DE GENERACIÓN DE FRÍO
IT. 3.1 Condiciones generales
Los equipos de producción de frío como aparatos acondicionadores de aire y equipos
autónomos, deberán cumplir lo que a este respecto especifique el Reglamento de
Seguridad para Plantas e Instalaciones Frigoríficas y el Reglamento de Aparatos a
Presión.
IT.3.2 Placas de identificación
Todos los equipos deberán ir provistos de placas de identificación en las que deberán
constar los datos siguientes:
• Nombre o razón social del fabricante
• Número de fabricación
• Designación del modelo
• Características de la energía de alimentación
• Potencia nominal absorbida
• Potencia frigorífica total útil
12
• Tipo de refrigerante.
• Cantidad de refrigerante.
• Coeficiente de eficiencia energética EER y COP
• Etiqueta energética
IT.4
CONTROL
DE
LAS
INSTALACIONES
DE
CLIMATIZACIÓN
IT.4.1 Control de las condiciones termo-higrometricas
Las instalaciones térmicas estarán dotadas de los sistemas de control automáticos
necesarios para que se puedan mantener en los locales las condiciones de diseño
previstas, ajustando los consumos de energía a las variaciones de la carga. En su
conjunto la instalación contara con control tipo THM-C4, al contar con regulación
automática de temperatura y humidificación. En el caso de las unidades Roof-Top
este grado de control se eleva hasta el THM-C5 al contar a su vez con control
automático de deshumidificación.
IT. 4. 2. Control de la calidad del aire interior
Los sistemas de ventilación controlarán la calidad del aire interior de forma
continuada.
IT. 5 EQUIPOS DE AGUA CALIENTE SANITARIA
IT.5.1 Tuberías
Las tuberías de agua caliente y fría en circuito cerrado serán de acero negro sin
soldadura según DIN 2440 para diámetros hasta 6” y DIN 2448 para diámetros de 8”
y superiores.
Las de circuito abierto en acero galvanizado con las mismas normas que en el
13
apartado anterior.
IT.5.2 Valvuleria
Las válvulas serán estancas, interior y exteriormente, es decir, con la válvula en
posición abierta o cerrada, a una presión hidráulica igual a vez y media la de trabajo,
con un mínimo de 600kPa. Esta estanqueidad se podrá lograr accionando
manualmente la válvula.
IT.5.3. Accesorios
Los espesores mínimos de metal para embridar o roscar, serán los adecuados para
soportar las máximas presiones y temperaturas a las que hayan de estar sometidos.
Donde se requieran accesorios especiales, estos reunirán unas características tales
que permitan su prueba hidrostática a una presión doble de la correspondiente al
vapor de suministro.
IT.5.4. Termómetros para el control de líquidos
Serán de alcohol vidriado y envolvente metálica exterior, rectos o acoplados de
forma que permitan su colocación paralela a la tubería en que se controla la
temperatura.
IT.5.5. Manómetros para circuitos hidráulicos
Se instalaran manómetros en todas las tuberías de aspiración e impulsión de bombas,
en las entradas y salidas de bombas y en los colectores.
La posición de los manómetros será tal que permita una rápida y fácil lectura y su
conexión a la tubería estará situada en tramos rectos, lo mas alejad posible de codos
y curvas de las tuberías.
14
IT.6. CONDICIONES DE MATERIALES Y EQUIPOS
Todos los materiales serán de buena calidad y de reconocida casa comercial. Tendrán
las dimensiones que indiquen los documentos del proyecto y fije la dirección
facultativa.
15
ITM: INSTRUCCIONES TÉCNICAS DE MONTAJE.
ITM.1. GENERALIDADES
Esta instrucción tiene por objeto establecer el procedimiento a seguir para efectuar
las pruebas de puesta en servicio de la instalación térmica. Ha de entenderse como la
exigencia de que los trabajos de montaje, pruebas y limpieza se realicen
correctamente de forma que:
• Se garantice que a la entrega, la instalación cumpla con los requisitos que
señala el RITE aprobado por RD 1027/2007.
•
La ejecución de las tareas parciales interfiera lo menos posible con el trabajo
de otros oficios.
ITM.2. EMPRESA INSTALADORA
El montaje de las instalaciones deberá ser efectuado por una empresa instaladora
registrada de acuerdo a lo desarrollado en el RITE aprobado por RD 1027/2007.
Es responsabilidad de la empresa instaladora el cumplimiento de la buena práctica
desarrollada en este epígrafe, cuya observancia normalmente escapa a las
especificaciones del proyecto de instalación.
La empresa instaladora dispondrá de los medios humanos y materiales necesarios
para efectuar las pruebas parciales y finales de la instalación.
ITM.2.2
Proyecto
La empresa instaladora seguirá estrictamente los criterios expuestos en el presente
proyecto.
ITM.2.3
Planos y esquemas de instalación
La empresa instaladora deberá efectuar dibujos detallados de equipos, aparatos, etc...,
16
que indiquen claramente dimensiones, espacios libres, situación de conexiones, peso
y cuanta información sea necesaria para su correcta evaluación. Los planos de detalle
podrán ser sustituidos por folletos o catálogos del fabricante del aparato o equipo.
ITM.2.4
Cooperación con otros contratistas.
La empresa instaladora deberá cooperar plenamente con los otros contratistas,
entregando toda la documentación necesaria a fin de que los trabajos transcurran sin
interferencias ni retrasos.
ITM.3
ACOPIO DE MATERIALES
ITM.3.1
Generalidades
Los materiales serán reconocidos en obra antes de su empleo por la dirección
facultativa, sin cuya aprobación no podrán ser empleados en la obra.
Los materiales procederán de fábricas reconocidas convenientemente y embalados
con el objeto de protegerlos contra elementos climatológicos, golpes y malos tratos
durante el trasporte, así como durante su permanencia en el lugar de
almacenamiento.
Cuando el transporte se realice por mar, los materiales llevaran un embalaje especial,
así como las protecciones necesarias para evitar la posibilidad de corrosión marina.
Los embalajes de componentes pesados o voluminosos dispondrán de los
convenientes refuerzos de protección y elementos de enganche que faciliten las
operaciones de carga y descarga, con la debida seguridad y corrección
Externamente al embalaje y en lugar visible se colocarán etiquetas que identifiquen
inequívocamente el material contenido en el interior.
A la llegada a la obra se comprobara que las características técnicas de todos los
17
materiales corresponden con las especificadas en el proyecto.
ITM.3.2
Almacenamiento.
La empresa instaladora ira almacenando en el lugar establecido de antemano todos
los materiales necesarios para ejecutar la obra, de forma escalonada según las
necesidades.
ITM.3.2.1
Protección
Durante el almacenamiento de los materiales en la obra y una vez instalados, se
deberán proteger todos los materiales de desperfectos y daños, así como de la
humedad.
Las aberturas de conexión de todos los aparatos deberán estar convenientemente
protegidas durante el transporte, almacenamiento y montaje, hasta que se proceda a
su unión. Las protecciones deberán tener forma y resistencia adecuadas para evitar la
entrada de cuerpos extraños y suciedades, así como daños mecánicos que puedan
sufrir las superficies de acoplamiento de bridas, roscas, manguitos, etc.
ITM.3.2.2
Consideraciones especiales de almacenamiento
ITM.3.2.2.1 Colectores
Los colectores serán suministrados en jaulas de madera adecuadas para su traslado o
elevación mediante carretillas elevadoras. Las jaulas se almacenarán depositándolas
sobre suelo plano y a cubierto. En caso de almacenaje exterior, las jaulas se cubrirán
para protegerlas del agua de lluvia.
En el caso de que los colectores, una vez desembalados y previamente a su montaje
sobre los perfiles de apoyo, deban ser dejados de forma interina a la intemperie, se
colocarán con un ángulo mínimo de inclinación de 20º y máximo de 80º, con la
cubierta de cristal orientada hacia arriba. Se evitará la posición horizontal y vertical.
18
Hasta que los colectores no estén llenos de fluido caloportador es conveniente
cubrirlos, a fin de evitar excesivas dilataciones.
ITM.3.2.2.2 Acumuladores
En espera de su instalación, han de ser almacenados verticalmente en el suelo sin
desembalar, par evitar golpes.
ITM.3.2.2.3 Equipo de control
Se tendrá especial cuidado con los materiales de control durante su almacenamiento
por su elevada fragilidad. Deberán por tanto quedar protegidos.
ITM.4
PRUEBAS
Todas las pruebas se efectuaran en presencia del director de obra o persona en quien
delegue, quien deberá dar su conformidad tanto al procedimiento seguido como a los
resultados.
ITM.4.1
Equipos
Se tomara nota de los datos de funcionamiento de los equipos y aparatos, que pasarán
a formar parte de la documentación final de la instalación. Se registrarán los datos
nominales de funcionamiento y los datos reales de funcionamiento.
ITM.4.2
Pruebas de recepción de redes de conductos de aire.
ITM.4.2.1
Preparación y limpieza
La limpieza interior de las redes de conductos se realizara una vez se haya
completado el montaje de la red y de las unidades de tratamiento de aire, pero antes
de conectar las unidades terminales y de montar los elementos de acabado y los
muebles.
Antes de que la red se haga inaccesible por la instalación de aislamiento o el cierre
19
de obras de albañilería y de falsos techos, se realizaran pruebas de resistencia
mecánica y estanqueidad. Para realizar dichas pruebas de estanqueidad las aperturas
de los conductos, donde irán conectados los elementos de difusión, deben cerrarse
rígidamente y quedar perfectamente selladas.
ITM.4.2.2
Pruebas de resistencia estructural y estanqueidad
Las redes de conductos deben someterse a pruebas de resistencia estructural y
estanqueidad
ITM.4.2.3
Pruebas finales
Se realizaran conforme las instrucciones de la norma UNE-EN 12599:01 en lo q
respecta a controles y mediciones en los capítulos 5 y 6.
ITM.4.3
Pruebas de ruido y vibraciones
Se llevaran a cabo las pertinentes pruebas de ruido y vibraciones
Toda instalación deberá funcionar bajo cualquier condición de carga, sin producir
ruidos o vibraciones que puedan considerarse inaceptables o que rebasen los niveles
máximos establecidos
Las correcciones que deban introducirse en los equipos para reducir su ruido o
vibración, deberán adecuarse a las recomendaciones del fabricante de los equipos y
no deberán reducir las necesidades mínimas especificadas en el presente proyecto.
ITM.5
AJUSTE Y EQUILIBRADO
La empresa instaladora deberá presentar un informe final de las pruebas efectuadas
que contenga las condiciones de funcionamiento final de los equipos y aparatos.
ITM.5.1
Sistema de distribución y difusión de aire
La empresa instaladora procederá al ajuste y equilibrado del sistema de conductos de
20
aire, de acuerdo con lo siguiente:
•
De cada circuito se deben conocer el caudal nominal y la presión, así como
los caudales nominales y unidades terminales.
•
El punto de trabajo de cada ventilador, de los que se debe conocer la curva
característica, deberán ser ajustados al caudal y presión correspondiente de
diseño.
•
Las unidades terminales de impulsión y retorno serán ajustadas al caudal de
diseño mediante sus dispositivos de regulación.
•
Para cada local se debe conocer el caudal nominal del aire impulsado y
extraído mediante sus dispositivos de regulación
•
El caudal de las unidades terminales deberá quedar ajustado al valor
especificado.
•
En los locales donde la presión diferencial del aire respecto a los locales de su
entorno o al exterior sea condicionante, se deberá ajustar la presión
diferencial de diseño mediante actuaciones sobre los elementos de regulación
de los caudales de impulsión y extracción, en función de la diferencia de
presión a mantener en el local, manteniendo a su vez constante la presión del
conducto. El ventilador adaptara, en cada caso, su punto de trabajo a las
variaciones de la presión diferencial mediante un dispositivo adecuado.
ITM.5.2
Control automático
Se ajustarán los parámetros del sistema de control automático a los valores e diseño
especificados y se comprobara el funcionamiento de los componentes.
21
ITM.7
ACCESIBILIDAD
Los elementos de medida, control, protección y maniobra se deben instalar en
lugares visibles y fácilmente accesibles, sin necesidad de desmontar ninguna parte de
la instalación, particularmente cuando cumpla funciones de seguridad.
Los equipos que necesitan operaciones periódicas de mantenimiento deben situarse
en emplazamientos que permitan la plena accesibilidad de todas sus partes,
ateniéndose a los requisitos mínimos más exigentes entre los marcados por la
reglamentación vigente y las recomendaciones del fabricante.
Para aquellos equipos dotados de válvulas, compuertas, unidades terminales,
elementos de control, etc. que por alguna razón, deban quedar ocultos, se preverá un
sistema de acceso.
ITM.8
IDENTIFICACIÓN DE EQUIPOS
Al final de la obra los aparatos, equipos y cuadros eléctricos que no vengan
reglamentariamente identificados con la placa de fábrica, deben marcarse mediante
una chapa de identificación, sobre la cual se indicara su nombre y características
técnicas.
En los cuadros eléctricos los bornes de salida deben tener un número de
identificación que corresponderá al indicado en ele esquema de mando y potencia.
La información contenida en las placas debe escribirse en lengua castellana por lo
menos y con caracteres indelebles y claros, de altura no menos a 5cm.
3.2.2 Pliego de eficiencia energética
La empresa instaladora realizara y documentara las siguientes pruebas de eficiencia
energética de la instalación:
22
1. Comprobación del funcionamiento de la instalación en las condiciones de
régimen;
2. Comprobación de la eficiencia energética de los equipos de generación de
calor y frío en las condiciones de trabajo.
3. Comprobación de los intercambiadores de calor. Climatizadores y demás
equipos que efectúen una transferencia de energía térmica.
4. Comprobación de la eficiencia y la aportación energética de la producción de
los sistemas de generación de energía de origen renovable.
5. Comprobación del funcionamiento de los elementos de regulación y control.
6. Comprobación de las temperaturas y saltos de todos los circuitos de
generación, distribución y de las unidades terminales en las condiciones de
régimen.
7. Comprobación de que los consumos energéticos se hallan dentro de los
márgenes previstos.
23
3.2.3 Pliego de condiciones de mantenimiento.
ITMA
INSTRUCCIONES TÉCNICAS DE MANTENIMIENTO
ITMA.1
GENERALIDADES
Esta instrucción técnica contiene las exigencias de mantenimiento que se deben
cumplir en las instalaciones térmicas con el fin de asegurar que su funcionamiento se
realice con la máxima eficiencia energética, garantizando la seguridad, la durabilidad
y la protección del medio ambiente, así como las exigencias establecidas en el
proyecto de la instalación.
Desde el momento en que se realiza la recepción provisional de la instalación, el
titular de ésta debe realizar las funciones de mantenimiento, sin que éstas puedan ser
sustituidas por la garantía de la empresa instaladora.
El mantenimiento será efectuado por empresas manteadoras o por mantenedores
debidamente autorizados por la correspondiente Comunidad autónoma.
ITMA.2
PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO
Las instalaciones térmicas se mantendrán de acuerdo con las operaciones periódicas
contenidas en el programa de mantenimiento preventivo establecido en el “Manual
de uso” que serán al menos, las indicadas a continuación a cada cambio de
temporada.
• Comprobación de la estanquidad y niveles de refrigerante y aceite en equipos
frigoríficos
• Revisión y limpieza de los filtros de aire
• Revisión de los aparatos de humectación
• Revisión y limpieza de los aparatos de recuperación de calor
24
• Revisión de las unidades terminales de distribución de aire
• Revisión y limpieza de las unidades de impulsión y retorno
• Revisión de los equipos autónomos
• Revisión de ventiladores
• Revisión del sistema de preparación de agua caliente
• Revisión del estado del aislante térmico
• Revisión del sistema de control automático
DOCUMENTO Nº4, PRESUPUESTO
ÍNDICE GENERAL
4.1 PRECIOS UNITARIOS ............................................................................................1
4.2. SUMAS PARCIALES ..............................................................................................4
4.3. PRESUPUESTO GENERAL ....................................................................................7
4.1 PRECIOS UNITARIOS
4.1
PRECIOS UNITARIOS .......................................................................................1
4.1.1
Precios unitarios de las unidades Roof-Top ...............................................3
4.1.2
Precios unitarios de las rejillas de impulsión .............................................3
4.1.3
Precio unitario del humectador...................................................................3
4.1.4
Precios unitarios de los conductos..............................................................3
4.1.5
Precios unitarios de las compuertas cortafuegos ........................................3
3
4.1.1 Precios unitarios de las unidades Roof-Top
Fabricante
Modelo
Precio unitario (€)
CLIMAVENETA
WORK-T 352
20.569
Tabla 4. 1 Precios unitarios de las unidades Roof-Top
4.1.2 Precios unitarios de las rejillas de impulsión
Fabricante
Modelo
Precio unitario (€)
Trox Technik
AT-AG 625*425
115
Trox Technik
AT-AG 625*325
115
Trox Technik
AT-AG 825*225
153
Trox Technik
AT-AG 525*325
130,4
Tabla 4. 2 Precios unitarios de las rejillas de impulsión
4.1.3 Precio unitario del humectador
Fabricante
Modelo
Precio unitario (€)
Meir
18 Kgv
348,8
Tabla 4. 3 Precio unitario del humectador
4.1.4 Precios unitarios de los conductos
Precio unitario por metro (€)
89,23
Tabla 4. 4 Precio unitario de los conductos
4.1.5 Precios unitarios de las compuertas cortafuegos
Fabricante
Modelo
Precio unitario (€)
Trox Technik
FKA 3.5
256,08
Tabla 4. 5 Precios unitarios de las compuertas cortafuegos
4
4.2. SUMAS PARCIALES
5
4.2. SUMAS PARCIALES ..............................................................................................4
4.2.1
Sumas parciales de las unidades Roof-Top ................................................6
4.2.2
Sumas parciales de las rejillas de impulsión ..............................................6
4.2.3
Sumas parciales del humectador ................................................................6
4.2.4
Sumas parciales de los conductos ..............................................................6
4.2.5
Sumas parciales de las compuertas cortafuegos .........................................6
6
4.2.1 Sumas parciales de las unidades Roof-Top
Precio
Fabricante
Modelo
CLIMAVENETA
WORK-T 352
unitario (€)
Unidades
20.569
2
Precio
total (€)
41.138
Tabla 4. 6 Sumas parciales de las unidades Roof-Top
4.2.2 Sumas parciales de las rejillas de impulsión
Fabricante
Modelo
Trox Technik
AT-AG 625*425
Precio
unitario (€)
115
4
Precio total
(€)
460
Trox Technik
AT-AG 625*325
115
2
230
Trox Technik
AT-AG 825*225
153
10
530
Trox Technik
AT-AG 525*325
130,4
4
521,6
Unidades
Tabla 4. 7 Sumas parciales de las rejillas de impulsión
4.2.3 Sumas parciales del humectador
Fabricante
Modelo
Precio unitario (€)
Unidades
Precio total
(€)
Meir
18 Kgv
348,8
1
348,8
Tabla 4. 8 Suma parcial del humectador
4.2.4 Sumas parciales de los conductos
Precio unitario por metro (€)
Metros
Precio total (€)
89,23
200
17.632
Tabla 4. 9 Suma parcial de los conductos
4.2.5 Sumas parciales de las compuertas cortafuegos
Fabricante
Modelo
Precio unitario (€)
Unidades
Precio total (€)
Trox Technik
FKA 3.5
256,08
6
1536,48
Tabla 4. 10 Sumas parciales de las compuertas cortafuegos
7
4.3. PRESUPUESTO GENERAL
8
4.3.1 Presupuesto general
Elemento
Fabricante
Modelo
Unidades
Precio total
(€)
Roof-Top
CLIMAVENETA
WORK-T 352
2
41.138
Trox Technik
AT-AG
625*425
4
460
Trox Technik
AT-AG
625*325
2
230
Trox Technik
AT-AG
825*225
10
530
Trox Technik
AT-AG
525*325
4
521,6
Meir
18 Kgv
1
348,8
17632
1536,48
63.396,88
Rejillas de
impulsión
Humectador
Conducto
Cortafuegos
Precio total
200
Trox Technik
FKA 3.5
Tabla 4. 11 Presupuesto General
6
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
Ingeniero Industrial
PROYECTO FIN DE CARRERA
DISEÑO DEL SISTEMA DE HVAC DE
UN EDIFICIO ELÉCTRICO DE UNA
CENTRAL TÉRMICA Y DESARROLLO
DE LA HERRAMIENTA DE CÁLCULO
DE PÉRDIDA DE CARGA DE LA
INSTALACIÓN.
AUTORA:
ANA DE ANDRÉS GUERETA
MADRID, Junio de 2010
I
DISEÑO DEL SISTEMA DE HVAC DE UN EDIFICIO ELÉCTRICO
DE UNA CENTRAL TÉRMICA Y DESARROLLO DE LA
HERRAMIENTA DE CÁLCULO DE PÉRDIDA DE CARGA DE LA
INSTALACIÓN.
Autor: Andrés Guereta, Ana de.
Director: Huete García, Emma.
Entidad colaboradora: Empresarios Agrupados.
RESUMEN DEL PROYECTO:
El objeto del presente proyecto es la determinación de la instalación de climatización
de un edificio eléctrico de una central térmica situada en la localidad de Río Turbio,
Argentina, basándose en las condiciones técnicas y legales establecidas. Estas
instalaciones de climatización permiten cubrir adecuadamente las necesidades de
refrigeración y calefacción durante cualquier día del año.
El edificio a climatizar consta de una planta de forma rectangular de unos 700 m2, en
la que se sitúan 6 salas de diferentes dimensiones y que serán destinadas a diferentes
usos. La fachada exterior principales del edificio está situada al sureste, lindando el
resto con el edificio de turbina.
Para cada una de las salas se han definido sus características constructivas, su
orientación, su nivel de ocupación así como el nivel de actividad de sus ocupantes y
las cargas de iluminación y posibles equipos existentes en el mismo.
La instalación de climatización se diseña para superar las condiciones más
desfavorables de verano y de invierno. En todas las salas será necesario mantener las
condiciones de confort: entre 20 y 24 ºC y 50+/-5% humedad. Para la evaluación de
cargas en verano y en invierno, se tendrá en cuenta las cargas térmicas generadas
por: transmisión a través de los cerramientos, infiltración, radiación, ocupación,
iluminación y equipos situados en su interior, para el caso del verano, y,
conservadoramente, solamente transmisión a través de los cerramientos e infiltración
II
para el caso del invierno.
Para contrarrestar las cargas térmicas se ha diseñado una unidad Roof-top que trata el
aire a impulsar a las salas y el correspondiente sistema de distribución hasta cada una
de ellas. Las condiciones del aire a impulsar, en cuanto a temperatura y humedad se
obtienen mezclando aire exterior con aire interior retornado.
El cálculo tanto de las cargas térmicas (menos las cargas por equipos, que se estiman
a partir de datos del fabricante) como de la potencia del equipo a instalar se realiza
con el programa CARRIER. Con los datos de orientación de las salas, tamaño, salas
colindantes… que se han introducido en el programa, éste devuelve unos valores de
cargas para verano e invierno de: 74.5kW y 2.3kW de carga sensible y latente
respectivamente en verano y de 51kW de carga sensible en invierno. Para
contrarrestar estos valores el programa calcula una potencia del equipo de 80.3kW. A
partir de datos disponibles de fabricantes de Roof-tops, se escogen dos equipos de
115,4kW (uno en funcionamiento y otro en reserva).
Una vez determinada la potencia del equipo es necesario comprobar si las
condiciones de confort se cumplen. Analizando resultados obtenidos también con el
CARRIER, se observa que en invierno la humedad resultante es de un 10%, menor
que 45%, mínimo requerido, con lo que será necesario instalar un humectador. A
partir del caudal de aire, las humedades reales y deseadas y la densidad del aire, se
obtiene la capacidad del humectador, que resulta de 18kgv/h.
Otro aspecto necesario para el diseño completo del sistema de climatización es la
pérdida de carga que resulta del paso del aire por elementos como conductos,
entradas, salidas, compuertas… Por ello, para asegurar que el aire mantendrá una
presión determinada a lo largo de todo su recorrido, hay que estudiar la pérdida de
carga que se produce y con ello determinar la presión a la que tiene que impulsar el
aire el equipo Roof-top.
La segunda parte del proyecto fin de carrera es desarrollar una aplicación de cálculo
para determinar esta pérdida de carga.
La aplicación se ha programado en lenguaje Visual Basic y se ha apoyado en un
programa existente (HVAC P.C). El programa en el que se basa presenta varios
problemas, puesto que se implementó en el año 1972, con lo que el sistema operativo
para el que se diseñó ha quedado obsoleto. Por otra parte, el programa HVAC P.C es
III
incómodo de utilizar puesto que los datos introducidos no se pueden modificar una
vez introducidos, con lo que si hay una equivocación, es necesario repetir todo el
proceso. Por último, otro problema que presenta el programa anterior es que las
normas a las que se atiene son muy antiguas.
Por ello se ha realizado un programa en el que es posible modificar los datos en
cualquier momento, dando la opción de guardar tanto datos como resultados en una
hoja Excel, para poder abrirla en un momento posterior y modificar (desde el
programa) los datos que se requieran.
En cuanto al método para calcular la pérdida de carga, se han seguido tanto fórmulas
de mecánica de fluidos (Darcy-Weisbach, diagrama de Moody, Reynolds…) como
curvas de pérdida de carga en elementos obtenidas tanto de la norma ASHRAE como
de fabricantes de accesorios.
El diseño de las dimensiones de los conductos se ha realizado en base al criterio de
velocidad constante (velocidad que no debe superar los 7 m/s). Las rejillas de
impulsión y retorno se seleccionan en base al caudal.
La instalación del sistema de climatización cuenta con las dos unidades Roof-top, los
conductos de circulación de aire y otros elementos como son las rejillas de impulsión
y retorno, las compuertas cortafuegos y un humectador, situado en el tramo de
conducto de impulsión común a las salas.
El valor total de la ejecución del proyecto asciende a 63.396,88 € (sesenta y tres mil
trescientos noventa y seis con ochenta y ocho céntimos).
Madrid, 23 de junio de 2010
Autor
Director
Ana de Andrés Guereta
Emma Huete García
IV
HVAC SYSTEM DESIGN FOR A THERMAL POWER CENTRAL
ELECTRICAL BUILDING AND DEVELOPMENT OF A TOOL FOR
CALCULATING THE CHARGE LOSS OF THE INSTALLATION.
Author: Andrés Guereta, Ana de.
Director: Huete García, Emma.
Collaborating organization: Empresarios Agrupados.
PROJECT ABSTRACT:
The purpose of this project is the determination of the air conditioning system of an
electric building of a thermal power station located in Rio Turbio, Argentina, based
on established legal and technical conditions. These air conditioned installations
allow properly covering the needs of cooling and heating any day of the year.
The building needed to be conditioned consists of a rectangular shaped floor of about
700 m2, in which six rooms of various sizes and designed for different uses are
located. The main exterior facade of the building is located southeast, bordering the
others with the turbine building.
For each of the rooms have been defined construction characteristics, orientation,
occupancy levels and the activity level of occupants and lighting loads and possible
equipment in it.
The air conditioning system is designed to overcome the most unfavorable conditions
for summer and winter. In all rooms will be necessary to maintain the comfort
conditions: between 20 and 24 º C and 50 + / -5% RH. For the evaluation of loads in
summer and winter, it takes into account the heat loads generated by: transmission
through the walls, infiltration, radiation, occupation, lighting and equipment in the
interior, in the event of the summer, and conservatively, only transmission through
the walls and infiltration for the winter.
In order to thwart the heat loads, it has been designed a Roof-top unit that treats the
air that will be pushed to the rooms, and the associated distribution system that leads
to each of them. The boost air conditions, in terms of temperature and humidity are
V
obtained by mixing outside air with indoor air returned.
The calculation of both thermal loads (unless charges for equipment, which are
estimated from manufacturer's data) and the power of the air conditioning equipment
needed to be installed is done with the CARRIER program. From the data of the
orientation of rooms, size, adjacent rooms ... that have been introduced in the
program, this returns the following values of charges for summer and winter: 2.3kW
74.5kW of sensible and latent load respectively in summer and 51kW of sensitive
load during the winter. The power of the equipment needed to counteract these
values, calculated by the program, is 80.3kW. Based on data available from
manufacturers of Roof-tops, we choose two equipments of 115.4 kW (one running
and one in reserve).
Once the power of the equipment is established, it is necessary to determine whether
comfort conditions are met. Analyzing the results obtained from CARRIER, it can be
seen that in winter the resulting humidity is 10%, less than 45% minimum required,
which means that it will be necessary to install a humidifier. From the air flow, the
actual and desired humidity and air density is obtained Humidifier capacity, resulting
from 18kgv / h.
Another necessary aspect for the HVAC system complete design is the pressure drop
resulting from the flow of air through elements such as ducts, entrances, exits, gates
... Therefore, to ensure that air maintains a specified pressure throughout path, it is
needed to study the pressure drop that occurs and thus the pressure that air must be
impulse with from the air roof-top equipment can be determined.
The second part of the final project is to develop an application of calculation to
determine this loss.
The application has been programmed in Visual Basic and has relied on an existing
program (HVAC PC). This previous program has several problems, since it was
implemented in 1972, which means that the operating system that the program was
based on obsolete. In addition, the HVAC PC program is cumbersome to use as the
data entered cannot be changed once introduced, which means that if there is a
mistake, it is necessary to repeat the whole process. Finally, another problem with
the mentioned program is that the standards which followed are very old.
Due to that a new program has been enhanced that allows you to modify data any
VI
time that is needed, giving the option of saving not only data, but also results in an
Excel sheet, in order to be able to open it in a further time and change (from the
program) the needed data.
Regarding the method for calculating the pressure loss, both formulations of fluid
mechanics (Darcy-Weisbach, Moody diagram, Reynolds ...) and head loss curves of
elements (obtained from ASHRAE standard and from the accessories manufacturers)
have been used.
The design of the pipes dimensions is based on the criterion of constant velocity (air
speed should not exceed 7 m / s). The supply and return grilles are selected based on
the flow.
The HVAC system installation has two roof-top units, air circulation ducts and other
elements such as supply and return grilles, gates firewall, and a humidifier, located
on the stretch of common pipe rooms.
The total value of the project amounts to 63,396.88 € (sixty-three thousand three
hundred ninety-six eighty-eight cents).
Madrid, 23rd June, 2010
Author
Director
Ana de Andrés Guereta
Emma Huete García
DOCUMENTO Nº1, MEMORIA
ÍNDICE GENERAL
1.1 MEMORIA DESCRIPTIVA ..................................................................................1
1.2 CÁLCULOS .........................................................................................................18
1.3 ANEJOS ...............................................................................................................31
1
1.1 MEMORIA DESCRIPTIVA
2
1.1 MEMORIA DESCRIPTIVA ..................................................................................1
1.1.1 Objeto y Alcance .............................................................................................3
1.1.2 Introducción .....................................................................................................4
1.1.2.1 Introducción a la central termoeléctrica ...................................................4
1.1.2.2 Descripción de la planta. ..........................................................................6
1.1.2.3 Descripción del edificio eléctrico y de control. ........................................7
1.1.2.4 Características exteriores de proyecto. .....................................................9
1.1.2.5 Condiciones interiores de diseño. .............................................................9
1.1.2.6 Características de los cerramientos. ........................................................10
1.1.3 Cálculo de cargas térmicas. ...........................................................................11
1.1.3.1 Cargas térmicas por transmisión.............................................................12
1.1.3.2 Cargas térmicas por insolación. ..............................................................12
1.1.3.3 Cargas térmicas por infiltración. ............................................................13
1.1.3.4 Cargas internas. ......................................................................................13
1.1.3.5 Resumen de cargas. ................................................................................14
1.1.4 Cálculo de los caudales de ventilación ..........................................................14
1.1.5 Descripción del sistema de climatización ......................................................15
1.1.5.1 Descripción de la unidad: .......................................................................15
1.1.5.2 Descripción del sistema de distribución: ................................................15
1.1.6 Desarrollo del programa de cálculo. ..............................................................17
3
1.1.1 Objeto y Alcance
La finalidad del presente proyecto es el diseño de la instalación de aire
acondicionado del edificio de eléctrico de una central termoeléctrica de carbón.
En este proyecto se tienen dos objetivos principales. El primer objetivo comprende el
diseño de la instalación de climatización, la selección de los equipos necesarios, y
elementos tales como difusores y rejillas. Por otro lado, es necesario también diseñar
los conductos de ventilación. En el diseño de estos conductos se tiene que evaluar la
pérdida de carga que se produce desde el equipo de climatización hasta la impulsión
del aire en las distintas salas.
El segundo objetivo del proyecto es desarrollar un programa de cálculo que calcule la
pérdida de carga que se produce en cada elemento de la instalación. Este programa
no se crea desde cero, si no que se basa en un programa ya existente (HVAC PC 2.0).
El desarrollo de un nuevo programa es necesario puesto que el programa del que se
dispone fue programado para un sistema operativo ya obsoleto. Esto implica no sólo
que no es cómodo de utilizar en los sistemas operativos actuales, si no que es
probable que las ecuaciones en las que se basa para el cálculo de pérdida de carga,
que eran las vigentes en el momento en el que se creó el programa, hayan sido
modificadas. Por ello es necesario analizar las ecuaciones que utiliza, sabiendo las
normas a las que se atiene, y compararlas con las normas vigentes en este momento.
Por otro lado, la pérdida de carga en elementos específicos como rejillas, filtros,
difusores… se obtiene a partir de datos que proporciona el fabricante de estos
elementos en los catálogos. El programa existente se basa en los catálogos que se
tenían en el momento que se creó, que han sido modificados, por lo que es necesario
actualizar los datos con los que se tienen actualmente.
4
1.1.2 Introducción
1.1.2.1 Introducción a la central termoeléctrica
Una central termoeléctrica, o central térmica, es una central que genera electricidad a
partir del refinado de un combustible fósil. El combustible puede ser carbón, fuel, o
gas natural, dependiendo de la central. En esta central el combustible utilizado es
carbón, que se obtiene de las minas en las que se encuentra situada la central.
Para todos los combustibles, el proceso de generación de energía es el mismo. Este
proceso consiste en obtener energía a través del combustible en una caldera para
evaporar agua, y mediante el paso del vapor por una turbina, generar electricidad. El
ciclo que sigue el agua es un ciclo Rankine, que se explicará más adelante. La única
diferencia entre los distintos combustibles es el tratamiento previo que sufren antes
de entrar en la caldera.
El tratamiento previo del carbón en este caso consiste en una reducción a polvo fino
tras haber sido extraído de las minas contiguas a la central Este polvo se almacena en
unos silos, y posteriormente se bombea a la caldera.
En la caldera se quema el combustible, y la energía liberada durante la combustión se
utiliza para calentar el agua. Como ya se ha comentado, el ciclo que sigue el agua es
un ciclo Rankine.
El ciclo Rankine es un ciclo termodinámico cerrado mediante el cual se obtienen
grandes potencias. Las partes fundamentales que se encuentran en este ciclo son la
caldera (donde el agua se evapora y se recalienta), una turbina de vapor donde se
expande el fluido, un condensador y una bomba (mediante la cual se aumenta la
presión del agua hasta la presión de aportación de valor):
5
Figura 1.1 Ciclo de Rankine
Figura 1.2 Ciclo termodinámico de Rankine
En esta central, el condensador se compone de unos aerogeneradores que condensan
el vapor mediante unos ventiladores que mueven el aire para enfriarlo. Esta agua
condensada se lleva a unos tanques para almacenarla antes de ser devuelta al ciclo.
Acoplando el eje de la turbina por la que pasa el vapor a un generador, se genera
electricidad. Tras el generador, se pasa la corriente eléctrica por un transformador y
desde éste se lleva a la red eléctrica.
6
1.1.2.2 Descripción de la planta.
Figura 1.3 Esquema de la planta
Para ver el plano de disposición, consultar Plano 1.
Como se observa en el esquema, la planta consta de 7 zonas principales. A parte de
estas zonas, al sureste del edificio de calderas se encuentra un edificio en el que se
maneja el carbón y se almacenan las cenizas resultantes de la combustión del carbón
(edificio de manejo del carbón). Alrededor de este edificio se encuentran dos barreras
ecológicas, una al suroeste y otra al noroeste, entre éste y el edificio de calderas.
La combustión del carbón se realiza en el edificio de calderas, y se lleva a cabo en
dos calderas. En este edificio se encuentra tanto las calderas como los silos en los
que se almacena el carbón tratado y triturado.
En el edificio al noroeste del edificio de calderas se encuentran dos zonas anexas en
el mismo edificio: el edificio de turbinas y el edificio eléctrico y de control. El
edificio eléctrico y de control es el que se estudia en este proyecto y se explica con
más detalle en el próximo apartado. En el edificio de turbinas, se encuentran dos
7
turbinas, cada una de las cuales es movida por el vapor proveniente de una de las
calderas.
Del edificio de turbinas, por una parte se lleva la electricidad generada por las
turbinas a los transformadores, y por otra se lleva el vapor (a baja presión después de
haber pasado por las turbinas) hacia los aerocondensadores.
La corriente eléctrica que pasa por los transformadores se lleva posteriormente a la
subestación, y de ahí se introduce a la red.
Tras pasar por los aerocondensadores, el agua condensada se lleva al edificio de
tratamiento de agua, en el que se trata y se almacena el agua que posteriormente se
volverá a bombear hacia el edificio de calderas.
Al sur se encuentra un edificio de oficinas, donde a parte de las oficinas de
explotación se encuentran aparcamientos para los empleados, un taller de reparación,
un almacén y unos vestuarios.
1.1.2.3 Descripción del edificio eléctrico y de control.
Como se puede apreciar en la Figura 1.3 , el edificio eléctrico se encuentra al
noroeste del edificio de calderas, y está anexo al edificio de turbinas en su fachada
noroeste. El resto de fachadas dan al exterior.
El edificio eléctrico es un edificio de planta rectangular de dimensiones aproximadas
80 m de largo, 11 m de ancho y 16 m de altura. Se tienen tres elevaciones a las
siguientes alturas:
-
+0,000: se encuentran las dos salas de cables, la sala de dosificación
química, la sala de muestreo y la sala de baterías.
-
+6,000: se encuentra la sala eléctrica.
-
+11,000: se encuentra el edificio de control. En él se tiene la sala de control,
8
dos salas de electrónica, el despacho del jefe, la sala de reuniones, la sala de
ingeniería y los aseos.
En las dos primeras elevaciones, no es necesario instalar un equipo de aire
acondicionado puesto que las salas sólo tienen equipos y cables, que no requieren
condiciones tan estrictas como las condiciones de confort de las personas (entre 20 y
24 ºC, 50 +/- 5% de humedad relativa). En la última elevación las salas (todas menos
los aseos) estarán ocupadas por un cierto número de personas (detallado en el
apartado 1.2.2.4 ), por lo que será necesario instalar un sistema de aire
acondicionado. Los aseos no requieren las condiciones de confort puesto que no van
a presentar una ocupación permanente, con lo que tampoco se instalará un sistema de
aire acondicionado, si no que se ventilará con aire procedente del edificio.
A continuación se muestra un esquema de las salas a climatizar y la superficie de
cada una:
Figura 1.4 Distribución salas elevación +11,000 edificio eléctrico
Para ver el plano de disposición, consultar Plano 2.
Salas
Superficie
m2
Sala de control
252
despacho jefe
32
sala de ingeniería
32
sala de reuniones
32
9
sala electrónica 1
171
sala electrónica 2
177
Tabla 1.1 Superficie de las salas a climatizar
1.1.2.4 Características exteriores de proyecto.
La central se encuentra situada en la localidad de Río Turbio, Departamento de Güer
Aike, Provincia de Santa Cruz, en la República Argentina.
Los datos climatológicos del emplazamiento (que se muestran a continuación) se han
obtenido a partir del ASHRAE 2005 Fundamentals, en base a un percentil del 0,4%
en verano y del 99.6% en invierno, a partir de los datos obtenidos de la estación
Davis Weatherlink 4.04 de Río Turbio en los años 2001-2008.
Latitud :
51º 33’ S = 51,55 S
Longitud :
72º 14’ O = 72,23 O
Altitud :
200 m
Presión atmosférica normal :
983,6 Pa
Diseño verano TBS/TBH :
22 ºC / 17,1 ºC
Diseño invierno TBS/HR :
- 11 ºC / 100%
Rango diario :
9,6 ºC
Tabla 1.2 Condiciones exteriores de proyecto
El emplazamiento se encuentra a 200 m sobre el nivel de mar.
1.1.2.5 Condiciones interiores de diseño.
La temperatura y la humedad a mantener en cada sala vienen impuestas tanto por las
condiciones que marcan los fabricantes de los equipos como por la ocupación en la
misma.
En todas las salas será necesario mantener las condiciones de confort: entre 20 y 24
ºC y 50+/-5% humedad.
10
1.1.2.6 Características de los cerramientos.
Para analizar las cargas debidas a transmisiones y/o disipaciones de las salas es
necesario primero conocer qué tipos de cerramientos se tiene en cada sala. A partir
de las características constructivas de éstos, se calculan los coeficientes de
transmisión térmica. Estos coeficientes indican el flujo de calor por unidad de tiempo
que atraviesa una superficie de lados paralelos cuando se establece una diferencia de
temperatura entre los lados de un grado.
Figura 1.5 Transmisión de calor a través de una superficie de lados paralelos
A partir de estos valores, y junto con las condiciones climáticas tanto exteriores (que
afectan a los cerramientos exteriores) como de las salas contiguas a la que se quiere
estudiar (que afectan a los cerramientos medianeros), se obtienen los valores de las
cargas.
Los cerramientos se dividen en tres grupos: cerramientos verticales, cerramientos
horizontales y huecos. Las características se muestran en los cálculos (apartado 1.2.1
).
En las tablas que se muestran en los cálculos, se puede observar tanto la resistencia
térmica de cada capa del elemento como la transmitancia térmica total. La
transmitancia térmica se calcula como la inversa de la resistencia total.
11
En el caso de la ventana, el valor de la transmitancia se obtiene a partir del programa
CARRIER. Este valor lo calcula teniendo en cuenta las capas que se hayan definido
de cristal y el hueco que se deje entre estas capas. En este caso se ha definido la
ventana con una capa de cristal de 3 mm y otra de 6 mm, con un espacio de 13 mm
de aire entre ellas.
1.1.3 Cálculo de cargas térmicas.
Las cargas térmicas que se consideran en el diseño son cargas por transmisión, por
insolación, por infiltración y cargas internas. La carga térmica puede ser sensible
(sólo aumenta el valor de la temperatura) y latente (aumenta la humedad en el aire).
Más adelante se explicará cada tipo de carga por separado, y se indicará qué tipo de
carga térmica representa (sensible y/o latente).
Para el cálculo de las cargas por transmisión, insolación e infiltración se utiliza el
programa de cálculo Hourly Analysis Program (CARRIER). Para llevar a cabo ese
cálculo, el programa necesita información de las características constructivas de los
cerramientos que se van a tener en las zonas a modelar. Por otro lado necesita
también las temperaturas a cada lado de la pared (temperatura interna de la sala y
temperatura exterior adyacente). En el caso en que la sala contigua a la sala a
estudiar no esté climatizada, sería necesario introducir también la temperatura de esa
sala.
Por último el programa necesita las dimensiones de la sala a modelar, la orientación
de las paredes en contacto con el exterior y, si hubiera alguna ventana o puerta, el
tipo de elemento, la superficie de éste y la pared en la que está situado.
Para tener noción de cómo introducir estos datos en el programa, consultar el Anexo
B.
12
Para el modelaje final de las cargas, el programa considera las dos situaciones
extremas que se pueden dar a lo largo del año: en verano, el día de máxima
temperatura, considera que en las salas hay plena ocupación y todos los elementos
que generan calor (luces, equipos…) están encendidos; en invierno, el día más frío
del año, considera que las salas están vacías y que no hay nada que genere calor
encendido.
1.1.3.1 Cargas térmicas por transmisión.
La carga térmica por transmisión se da cuando existe una diferencia de temperatura
entre los dos lados de un elemento. Este elemento puede ser un muro, una partición
interior, techo/suelo, una puerta o una ventana. En el caso de muros, es necesario
tener en cuenta que debido a la construcción de éste, el calor no lo atraviesa
instantáneamente, si no que se tiene un cierto retraso (inercia térmica). Por ello, el
momento de máxima carga térmica puede no ser el de máxima temperatura en el
exterior.
Este tipo de carga sólo tiene el efecto de aumentar la temperatura al otro lado del
elemento, con lo que sólo se tiene carga sensible.
Los valores resultantes de la carga térmica por transmisión para cada sala se pueden
ver en el apartado 1.2.2.1
1.1.3.2 Cargas térmicas por insolación.
Debido a la incidencia de la luz solar, las paredes exteriores se calentarán (en mayor
o menor medida dependiendo de la orientación de la fachada). Este calentamiento
producirá también un aumento de la temperatura en el interior del edificio. Al
aumentar sólo la temperatura, se tiene solamente carga térmica sensible.
Los valores resultantes de la carga térmica por insolación para cada sala se pueden
13
ver en el apartado 1.2.2.2
1.1.3.3 Cargas térmicas por infiltración.
La carga térmica por infiltración se tiene cuando existe una cierta diferencia de
presión entre el interior del edificio y el exterior (o entre una sala y otra). Esto
provoca que el aire se mueva de una zona a otra, lo que provoca un cambio de
temperatura y un cambio de humedad (con lo que se tiene tanto carga sensible como
carga latente). Si se quiere evitar que el aire exterior entre en una sala, se debe
aumentar la presión interior de la sala.
Los valores resultantes de la carga térmica por infiltración para cada sala se pueden
ver en el apartado 1.2.2.3
Se podrá observar en los resultados que los valores resultan negativos. Esto significa
que la infiltración beneficia a las condiciones de la sala. Se puede comprobar que la
temperatura exterior que considera el programa es de 22ºC, mientras que la
temperatura que se intenta conseguir en el interior de la sala es de 24ºC, lo que
significa que la infiltración ayudará a mantener la temperatura de la sala.
1.1.3.4 Cargas internas.
Las cargas internas se dividen a su vez en cargas por ocupación y cargas por
iluminación y por equipos.
La carga sensible y latente que genera cada persona depende del tipo de actividad
que esté realizando. El programa de cálculo CARRIER considera estas cargas
atendiendo a los valores normalizados establecidos por ASHRAE. Para una actividad
de oficina, estos valores son 71.8 W/persona de carga sensible y 60.1 W/persona de
carga latente.
En cuanto a las cargas por iluminación, el CARRIER considera un valor para la
14
carga en función del área (20 W/m2, dato tomado del ASHRAE), con lo que
introduciendo la superficie de la sala, se tiene una carga por iluminación. En el caso
de que se tengan valores de iluminación distintos del considerado por el programa,
éste da la posibilidad de introducir el valor (en W) de las cargas que se tienen en la
sala. Si no se tiene un valor claro de la carga que se tendrá, se puede hacer una
estimación considerando valores conocidos.
Las cargas por equipos se calculan o bien a partir de datos del fabricante, o bien a
partir de estimaciones considerando valores conocidos. Estos valores se introducen
en el programa en W.
Los valores resultantes de la carga interna por ocupación e iluminación y equipos
para cada sala se pueden ver en el apartado 1.2.2.4
1.1.3.5 Resumen de cargas.
Una vez que se ha obtenido el total de cargas, se tiene en cuenta un factor de
seguridad del 10%.
En las tablas del apartado 1.2.2.5 se han reflejado tanto las cargas en verano como en
invierno.
1.1.4 Cálculo de los caudales de ventilación
El caudal necesario de ventilación se obtiene mediante el programa CARRIER. El
programa calcula este caudal a partir de los valores de las cargas térmicas y a partir
también de una diferencia de temperaturas. Esta diferencia de temperaturas es la
diferencia entre la temperatura de impulsión (dato que se introduce al programa, en
este caso, 13.5ºC) y la temperatura de la sala (comprendida entre 20 y 25 ºC).
En el apartado 1.2.3 se muestran los valores de caudal de ventilación devueltos por el
programa para cada sala.
15
1.1.5 Descripción del sistema de climatización
1.1.5.1 Descripción de la unidad:
Para la climatización de las salas se ha escogido un único equipo compuesto por dos
unidades Roof-Top solo frío, con calentador eléctrico, redundantes de forma que una
sola de ellas esté en funcionamiento y la otra en reserva.
Las unidades disponen de:
·
Compuertas motorizadas de lamas paralelas para el aislamiento de la unidad
que se encuentre en reserva.
·
Una sección de enfriamiento tipo free-cooling con ventilador de retorno y tres
compuertas motorizadas de expulsión, de toma de aire exterior y de retorno.
·
Una compuerta de regulación de aire exterior mínimo de ventilación.
·
Sondas de entalpía para control de las mismas. Se encargan de controlar que
la entalpía del aire exterior sea inferior a la entalpía del aire de retorno
(condición para el funcionamiento del free-cooling).
·
Sección de calentamiento formada por un calentador eléctrico de tres etapas.
Se encarga de precalentar el aire hasta una temperatura de impulsión de unos
18ºC (valor ajustable).
El cambio de las unidades de modo frío a modo batería eléctrica debe ser efectuado
automáticamente por el sistema de control en función de la temperatura del aire de
retorno (<18ºC modo calor, >26ºC modo frío, valores preliminares ajustables).
1.1.5.2 Descripción del sistema de distribución:
El sistema de distribución está formado por los conductos y otros elementos (rejillas,
compuertas…) que se encargan de llevar el aire desde el equipo hasta las diferentes
16
salas.
El diseño del sistema se ha realizado bajo criterio de caudal de aire de impulsión
variable (velocidad constante) y temperatura de impulsión variable.
·
Para mantener la velocidad de aire constante en las unidades, se incluye entre
los conductos de impulsión y retorno una compuerta de regulación de bypass, regulada por un controlador de presión en el conducto de impulsión.
·
La distribución de aire a la sala se realizará por medio de difusores lineales de
alto poder de inducción.
·
En los ramales de impulsión a cada sala se incluirán compuertas de
regulación de caudal y calentadores eléctricos de conducto, estando
controlados ambos elementos por el respectivo termostato de sala. Las
compuertas serán regulables del 100% al 50% y si aún estando al límite del
50% del caudal nominal la sala demanda calor, arrancará el calentador de
conducto correspondiente.
·
En el conducto de impulsión de aire principal se dispondrán de un
humectador para mantener la humedad relativa de las salas entre los límites
establecidos (50±5%), regulada por una sonda de humedad en el conducto de
retorno de aire a la unidad.
·
Se dispondrán compuertas cortafuegos en los conductos de impulsión, retorno
y extracción de las salas electrónicas y de control para aislar dichas salas en
caso de incendio. Estas compuertas cierran ante señal de detección de
incendios en cualquiera de las dos áreas que separan o por fusión de su
fusible térmico. En el caso de detectarse incendio en las salas electrónicas o
en sala de control, se dará orden de cierre de las compuertas cortafuegos
17
asociadas y la roof-top continuará operativa, mientras que ante en el caso de
detectarse incendio en los despachos asociados se parará la unidad roof-top
que se encuentre en funcionamiento y los ventiladores extractores.
Los conductos de suministro serán de chapa galvanizada con aislamiento térmico.
1.1.6 Desarrollo del programa de cálculo.
El desarrollo del programa de cálculo está incluido en el Anexo A.
18
1.2 CÁLCULOS
19
1.2 CÁLCULOS .........................................................................................................18
1.2.1 Cálculo de los cerramientos ...........................................................................20
1.2.1.1 Cerramientos verticales: .........................................................................20
1.2.1.2 Cerramientos horizontales: .....................................................................21
1.2.1.3 Ventanas: ................................................................................................21
1.2.2 Cálculo de cargas térmicas ............................................................................22
1.2.2.1 Cargas térmicas por transmisión.............................................................22
1.2.2.2 Cargas térmicas por insolación ...............................................................23
1.2.2.3 Cargas térmicas por infiltración .............................................................24
1.2.2.4 Cargas internas .......................................................................................24
1.2.2.5 Resumen de cargas .................................................................................25
1.2.3 Cálculo de los caudales de ventilación ..........................................................27
1.2.4 Cálculo de los equipos ...................................................................................27
1.2.5 Cálculo del humectador .................................................................................28
1.2.6 Cálculo de la pérdida de carga en los conductos ...........................................29
20
1.2.1 Cálculo de los cerramientos
1.2.1.1 Cerramientos verticales:
Muro exterior:
calor
Resistencia
Peso
específico térmica
kg/m^3 kJ/kg·K m^2-K/W kg/m^2
espesor densidad
mm
Resistencia a la convección
del aire interior
16mm yeso
15,875
Chapa de acero
0,853
aislante RSI-1.9
80
Chapa de acero
0,853
Resistencia a la convección
del aire exterior
Total
0,12064
800,9
7833
8
7833
1,09
0,5
0,84
0,5
0,09863
0,00002
1,77781
0,00002
12,7
6,7
0,6
6,7
0,05864
2,05576
Tabla 2.1 · Características constructivas: Cerramientos verticales: Muro exterior
U=
1
1
W
=
= 0.48643810 6 2
RT 2.05576
m ·K
(2.1)
Muro interior o partición:
espesor densidad
mm
kg/m^3
calor
Resistencia
específico térmica
kJ/kg/K
m^2-k/W
Peso
kg/m^2
Resistencia a la
convección del aire
interior
16mm yeso
15,875
800,9
1,09
0,09863
12,7
ladrillo común
203,2
1922,2
0,84
0,27954
390,6
16mm yeso
15,875
800,9
1,09
0,09863
12,7
Resistencia a la
convección del aire
exterior
Total
0,12064
0,05864
0,65608
21
Tabla 2.2 Características constructivas: cerramientos verticales: Muro interior o partición
U=
1
1
W
=
= 1.52420436 5 2
RT 0.65608
m ·K
(2.2)
1.2.1.2 Cerramientos horizontales:
Cubierta:
espesor densidad
mm
calor
Resistencia
específico térmica
kg/m^3 kJ/kg/K m^2-k/W
Peso
kg/m^2
Resistencia a la convección
del aire interior
203mm HW hormigón
aislante RSI-1.9
cubierta
260
100
9,525
977,1
8
1121,3
0,84
0,84
1,47
0,25038
2,22227
0,05855
254
0,8
10,7
asfalto
1,588
1121,3
1,51
0,02698
1,8
0,12064
Resistencia a la convección
del aire exterior
Total
0,05864
2,73746
Tabla 2.3 · Características constructivas: Cerramientos horizontales: Cubierta
U=
1
1
W
=
= 0.36530214 1 2
RT 2.73746
m ·K
(2.3)
1.2.1.3 Ventanas:
espesor
(mm)
transparente
hueco aire
transparente
3
13
6
transmitividad reflectividad absortividad
0,841
0,078
0,081
0,639
0,116
0,245
Tabla 2.4 · Características constructivas: Ventanas: Cristales
U TOTAL = 2.751
W
m 2 ·K
(2.4)
22
1.2.2 Cálculo de cargas térmicas
1.2.2.1 Cargas térmicas por transmisión
DESIGN COOLING
DESIGN HEATING
COOLING DATA AT Jan 1500
HEATING DATA AT DES HTG
COOLING OA DB / WB 22,0 °C / 17,1 °C HEATING OA DB / WB -11,0 °C / -11,0 °C
OCCUPIED T-STAT 24,0 °C
OCCUPIED T-STAT 21,6 °C
Sensible
Latent
Sensible
Latent
SPACE LOADS
Details
(W)
(W)
Details
(W)
(W)
TABLE 1.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Control room '' IN ZONE '' Zone 1 ''
Wall Transmission
90 m²
803
90 m²
1427
Roof Transmission
252 m²
151
252 m²
3001
Window Transmission
6 m²
-61
6 m²
538
Skylight Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Door Loads
0 m²
0
0 m²
0
Floor Transmission
252 m²
5945
252 m²
10458
Partitions
97 m²
1848
97 m²
2175
Ceiling
0 m²
0
0 m²
0
>> Total Zone Loads
8686
0
17599
0
TABLE 2.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Despacho jefe '' IN ZONE '' Zone 2 ''
Wall Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Roof Transmission
25 m²
15
25 m²
297
Window Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Skylight Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Door Loads
0 m²
0
0 m²
0
Floor Transmission
32 m²
755
32 m²
1320
Partitions
32 m²
465
32 m²
552
Ceiling
0 m²
0
0 m²
0
>> Total Zone Loads
1235
0
2169
0
TABLE 3.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala de ingeniería '' IN ZONE '' Zone 3 ''
Wall Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Roof Transmission
25 m²
15
25 m²
297
Window Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Skylight Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Door Loads
0 m²
0
0 m²
0
Floor Transmission
32 m²
755
32 m²
1320
Partitions
46 m²
578
46 m²
692
Ceiling
0 m²
0
0 m²
0
>> Total Zone Loads
1348
0
2309
0
TABLE 4.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala de reuniones '' IN ZONE '' Zone 4 ''
Wall Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Roof Transmission
25 m²
15
25 m²
297
Window Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Skylight Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Door Loads
0 m²
0
0 m²
0
Floor Transmission
25 m²
590
25 m²
1031
Partitions
32 m²
465
32 m²
552
Ceiling
0 m²
0
0 m²
0
>> Total Zone Loads
1070
0
1880
0
TABLE 5.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala electronica 1 '' IN ZONE '' Zone 5 ''
Wall Transmission
28 m²
321
28 m²
443
Roof Transmission
135 m²
81
135 m²
1603
Window Transmission
2 m²
-21
2 m²
179
Skylight Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Door Loads
0 m²
0
0 m²
0
-
23
Floor Transmission
135 m²
3159
135 m²
5569
Partitions
182 m²
2636
182 m²
3146
Ceiling
0 m²
0
0 m²
0
>> Total Zone Loads
6176
0
10940
TABLE 6.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala electronica 2 '' IN ZONE '' Zone 6 ''
Wall Transmission
26 m²
6
26 m²
411
Roof Transmission
135 m²
81
135 m²
1603
Window Transmission
2 m²
-20
2 m²
179
Skylight Transmission
0 m²
0
0 m²
0
Door Loads
0 m²
0
0 m²
0
Floor Transmission
135 m²
3185
135 m²
5569
Partitions
222 m²
3028
222 m²
3605
Ceiling
0 m²
0
0 m²
0
>> Total Zone Loads
6280
0
11367
TOTAL
24795
0
44384
0
0
0
Tabla 2.5 Cargas térmicas por transmisión
1.2.2.2 Cargas térmicas por insolación
DESIGN COOLING
DESIGN HEATING
COOLING DATA AT Jan 1500
HEATING DATA AT DES HTG
COOLING OA DB / WB 22,0 °C / 17,1 °C HEATING OA DB / WB -11,0 °C / -11,0 °C
OCCUPIED T-STAT 24,0 °C
OCCUPIED T-STAT 21,6 °C
Sensible
Latent
Sensible
Latent
SPACE LOADS
Details
(W)
(W)
Details
(W)
(W)
TABLE 1.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Control room '' IN ZONE '' Zone 1 ''
Window & Skylight
6 m²
886
6 m²
Solar Loads
TABLE 2.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Despacho jefe '' IN ZONE '' Zone 2 ''
Window & Skylight
0 m²
0
0 m²
Solar Loads
TABLE 3.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala de ingeniería '' IN ZONE '' Zone 3 ''
Window & Skylight
0 m²
0
0 m²
Solar Loads
TABLE 4.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala de reuniones '' IN ZONE '' Zone 4 ''
Window & Skylight
0 m²
0
0 m²
Solar Loads
TABLE 5.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala electronica 1 '' IN ZONE '' Zone 5 ''
Window & Skylight
2 m²
406
2 m²
Solar Loads
TABLE 6.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala electronica 2 '' IN ZONE '' Zone 6 ''
Window & Skylight
2 m²
131
2 m²
Solar Loads
TOTAL
1423
Tabla 2.6 Cargas térmicas por insolación
24
1.2.2.3 Cargas térmicas por infiltración
DESIGN COOLING
DESIGN HEATING
COOLING DATA AT Jan 1500
HEATING DATA AT DES HTG
COOLING OA DB / WB 22,0 °C / 17,1 °C
HEATING OA DB / WB -11,0 °C / -11,0 °C
OCCUPIED T-STAT 24,0 °C
OCCUPIED T-STAT 21,6 °C
Sensible
Latent
Sensible
Latent
SPACE LOADS
Details
(W)
(W)
Details
(W)
(W)
TABLE 1.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Control room '' IN ZONE '' Zone 1 ''
Infiltration
-132
241
0
0
TABLE 2.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Despacho jefe '' IN ZONE '' Zone 2 ''
Infiltration
-17
28
0
0
TABLE 3.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala de ingeniería '' IN ZONE '' Zone 3 ''
Infiltration
-17
27
0
0
TABLE 4.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala de reuniones '' IN ZONE '' Zone 4 ''
Infiltration
-13
21
0
0
TABLE 5.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala electronica 1 '' IN ZONE '' Zone 5 ''
Infiltration
-102
140
0
0
TABLE 6.1.A. COMPONENT LOADS FOR SPACE '' Sala electronica 2 '' IN ZONE '' Zone 6 ''
Infiltration
-93
143
0
0
TOTAL
-374
600
0
Tabla 2.7 Cargas térmicas por infiltración
1.2.2.4 Cargas internas
Ocupación:
Previsión
de
ocupación
Sala de control
Despacho Jefe
Sala de
ingeniería
Sala de
reuniones
Sala electrónica
1
Sala electrónica
2
Total
10
2
Carga
sensible
(W)
718
143,6
Carga
latente
(W)
601
120,2
7
502,6
420,7
430,8
360,6
0
0
0
0
0
1795
0
1502,5
6
Tabla 2.8 Cargas internas por ocupación
Iluminación y equipos:
Cargas internas
Iluminación
(W/m^2)
Área (m^2)
Carga
iluminación
(W)
Equipos
(W)
Carga total
(W)
0
25
Sala de
control
20
252
5040
1688
6728
despacho
jefe
20
32
640
290
930
sala de
ingeniería
20
32
640
1008
1648
sala de
reuniones
20
32
640
228
868
sala
electrónica
1
20
171
3420
12111
15531
sala
electrónica
2
20
177
3540
10896
14436
40141
Total
Tabla 2.9 Cargas térmicas por iluminación y equipos
1.2.2.5 Resumen de cargas
26
Verano
Tipo de cargas térmicas (W)
Sala
Transmisión
Infiltración
Radiación
Ocupación
Iluminación &
Equipos
Sensible Latente
Sensible
Latente
Sensible
Latente
Sensible
Latente
Sensible
Latente
Sala de control
8686
-
-132
241
886
-
718
601
6728
Despacho Jefe
1235
-
-17
28
0
-
143,6
120,2
Sala de ingeniería
1348
-
-17
27
0
-
502,6
Sala de reuniones
1070
-
-13
21
0
-
Sala electrónica 1
6176
-
-102
140
406
Sala electrónica 2
6280
-
-93
143
131
Total
Total (con
F.S=10%)
Sensible Latente
Sensible
Latente
-
16886
842
18574,6
926,2
930
-
2291,6
148,2
2520,76
163,02
420,7
1648
-
3481,6
447,7
3829,76
492,47
430,8
360,6
868
-
2355,8
381,6
2591,38
419,76
-
0
0
15531
-
22011
140
24212,1
154
-
0
0
14436
-
20754
143
22829,4
157,3
67780
2102,5
74558
2312,75
Tabla 2.10 Resumen cargas térmicas; Verano
Invierno
Tipo de cargas térmicas (W)
Sala
Transmisión
Infiltración
Radiación
Total
Total (con
F.S=10%)
Sensible Latente
Sensible
Latente
Sensible
Latente
Sensible
Latente
Sensible
Latente
Sala de control
17599
-
0
0
0
0
17599
0
19358,9
0
Despacho Jefe
2169
-
0
0
0
0
2169
0
2385,9
0
Sala de ingeniería
2309
-
0
0
0
0
2309
0
2539,9
0
Sala de reuniones
1880
-
0
0
0
0
1880
0
2068
0
Sala electrónica 1
10940
-
0
0
0
0
10940
0
12034
0
Sala electrónica 2
11367
-
0
0
0
0
11367
0
12503,7
0
46264
0
50890,4
0
Tabla 2.11 Resumen de cargas térmicas; Invierno
27
1.2.3 Cálculo de los caudales de ventilación
Maximum
Design
Minimum
Time
Maximum
Zone
Cooling
Air
Air
of
Heating
Floor
Area
Sensible
Flow
Flow
Peak
Load
Zone Name
(kW)
(L/s)
(L/s)
Load
(kW)
Zone
Zone 1
19,8
1599
1599 Jan 1500
19,4
252,0
6,35
Zone 2
2,7
215
215 Jan 1500
2,4
32,0
6,72
Zone 3
3,5
284
284 Jan 1500
2,5
32,0
8,88
(m²) L/(s-m²)
Zone 4
2,6
212
212 Jan 1500
2,1
25,0
8,49
Zone 5
25,0
2017
2017 Jan 1600
12,0
171,0
11,79
Zone 6
23,6
1907
1907 Jan 1500
12,5
177,0
10,77
Tabla 2.12 Caudales de ventilación
Cooling
Time
Air
Heating
Floor
Sensible
of
Flow
Load
Area
Space
Mult.
(kW)
Load
(L/s)
(kW)
(m²)
L/(s-m²)
1
19,8
Jan 1500
1599
19,4
252,0
6,35
1
2,7
Jan 1500
215
2,4
32,0
6,72
1
3,5
Jan 1500
284
2,5
32,0
8,88
1
2,6
Jan 1500
212
2,1
25,0
8,49
1
25,0
Jan 1600
2017
12,0
171,0
11,79
1
23,6
Jan 1500
1907
12,5
177,0
10,77
Zone Name /
Space Name
Zone 1
Control room
Zone 2
Despacho jefe
Zone 3
Sala de ingeniería
Zone 4
Sala de reuniones
Zone 5
Sala electronica 1
Zone 6
Sala electronica 2
Tabla 2.13 Caudales de ventilación
1.2.4 Cálculo de los equipos
A partir de los valores obtenidos por CARRIER, se precisan dos unidades Roof-Top
de una potencia mínima de 80,3 kW.
A partir de los datos de unidades disponibles (fabricante CLIMAVENETA) dos
unidades (una de reserva) de 115,4 kW.
Caudal
Caudal de aire impulsión = 22500 m^3/h (6250 L/s).
28
Caudal de aire retorno = 20000 m^3/h (5550 L/s).
El equipo tendrá que ser capaz de contrarrestar la pérdida de carga indicada en el
apartado 1.2.6.
1.2.5 Cálculo del humectador
Las condiciones ambientales a mantener en las salas son como se ha indicado en el
apartado 1.1.2.5:
Temperatura entre 20 y 24 ºC y 50+/-5% humedad relativa.
Condiciones ambientales de verano:
De acuerdo a los resultados obtenidos por el programa CARRIER, las salas se
encuentran en las siguientes condiciones:
Tempeatura seca:
23,6 ºC
Humedad absoluta:
0.00913 kg/kg
Humedad relativa:
48,96% (dentro del límite requerido)
Condiciones ambientales de invierno
De acuerdo a los resultados obtenidos por el programa CARRIER, las salas se
encuentran en las siguientes condiciones:
Tempeatura seca:
20,1 ºC
Humedad absoluta:
0,00150 kg/kg
Humedad relativa:
10,08% ≤ 45% (fuera de límite requerido)
Las salas climatizadas del edificio requieren de la instalación de un humectador en
condiciones de invierno, al resultar la humedad relativa inferior al 45%, mínimo
requerido.
Dimensionamiento del humectador.
El cálculo el humectador se realiza de acuerdo a la expresión:
29
P=
donde:
(ω 2 − ω1 ) × Q × ρ × k
1.000
P:
Capacidad del humectador en kgv/h
Q:
Caudal de aire en m3/h
ω2
Humedad absoluta para las condiciones de salida del aire en g/
kgas
ω1
Humedad absoluta para las condiciones entrada del aire en g/
kgas
ρ:
Densidad del aire en kg/m3
k:
Coeficiente de seguridad adimensional
Sustituyendo valores: Q = 2.500 m3/h
ω1 = 1,5070 g/kgas (-11ºC y 100% HR)
ω2 = 6,7272 g/kgas
(20ºC y 45% HR)
ρ = 1,2 kg/m3
k = 10 % (1,1)
P=
(ω 2 − ω1 ) × Q × ρ × k (6,7272 − 1,5070) × 2.500 × 1,2 × 1,1
=
= 17,2 kg v / h
1.000
1.000
Se instalará un humectador con una capacidad de 18 kgv/h.
El humectador se localizara en el tramo de conducto de impulsión común a las salas.
1.2.6 Cálculo de la pérdida de carga en los conductos
Siguiendo las condiciones de diseño indicadas en el apartado 1.1.5.2 y a partir de la
disposición de los conductos que se muestra en los Planos 3 y 4, se realiza la lista de
elementos presentes tanto en el conducto de impulsión como en el conducto de
retorno. Esta lista incorpora tanto el tipo de elemento como las dimensiones de éste y
30
el caudal que circula por él.
Una vez que se tiene la lista de elementos, se introducen en el programa desarrollado
y se calcula la pérdida de carga.
La lista de elementos en los conductos de impulsión y retorno se especifican en el
Anejo 3.
La pérdida de carga en la impulsión es de 49,85 mmH2O, con lo que habrá que
instalar un ventilador de 50 mmH2O.
La pérdida de carga en el conducto de retorno es de 26,57 mmH20, por lo que se
instalará un ventilador de 30 mmH2O.
31
1.3 ANEJOS
32
1.3 ANEJOS ...............................................................................................................31
Anejo A: Desarrollo del programa de cálculo. ...........................................................37
A.1 Tramo recto: ........................................................................................................38
A.1.1 Factor de fricción ........................................................................................38
A.1.2 Presión dinámica ..........................................................................................39
A.1.3 Diámetro ......................................................................................................39
A.2 Transformaciones: ..............................................................................................40
A.2.1 Kforma: .......................................................................................................41
A.2.1.1 Contracción pura:.................................................................................43
A.2.1.2 Expansión: ...........................................................................................43
A.2.2 Kfricción: ....................................................................................................45
A.2.2.1 Media de tramos rectos equivalentes; Uno de los ángulos menor que 0º;
los dos ángulos menores que 2º ..........................................................................46
A.2.2.2 Difusor plano; Un ángulo nulo y otro superior a 2º; un ángulo inferior a
2º y el otro superior a 2º y mayor de 3 veces el valor del otro ángulo. ..............46
A.2.2.3 Difusor Piramidal; Los dos ángulos superiores a 2º; un ángulo mayor
que 2º y el otro comprendido entre dos tercios de grado y 2 grados (de modo
que el ángulo mayor no supere en 3 veces al menor). ........................................46
A.2.3 Transformación circular-circular: ...............................................................47
A.2.3.1 Contracción: ..........................................................................................48
A.2.3.2 Expansión: ...........................................................................................48
A.2.4 Transformación rectangular- rectangular: ..................................................48
A.2.4.1 Contracción en las dos direcciones: .....................................................48
33
A.2.4.2 Expansión en las dos direcciones: .......................................................48
A.2.4.3 Expansión en una dirección, contracción en la otra. .............................49
A.2.5 Transformación rectangular- circular ó circular-rectangular: .......................50
A.2.5.1 Compresión en las dos direcciones .......................................................50
A.2.5.3 Expansión en una dirección, contracción en la otra: ............................50
A.3 Codos ...................................................................................................................51
A.3.1 Codo Vaned .................................................................................................51
A.3.2 Codo horizontal y vertical............................................................................52
A.3.2.1
Conducto circular: .............................................................................52
A.3.2.2 Conducto rectangular: ............................................................................54
A.3.3 Codo de una pieza .......................................................................................56
A.3.3.1 Codo circular: ........................................................................................56
A.3.3.2 Codo rectangular:...................................................................................56
A.3.4 Codo de tres piezas .....................................................................................57
A.3.5 Codo de cinco piezas ..................................................................................58
A.3.6 Codo radio corto y radio largo ....................................................................58
A.3.7 Codo convergente/divergente .....................................................................59
A.3.8 Codo Z coplanario ......................................................................................60
A.3.9 Codo Z no coplanario .................................................................................61
A.4 Ramales ................................................................................................................64
A.4.1 Ramal de salida con splitter. .........................................................................65
A.4.2 Ramal de salida sin splitter. ........................................................................65
A.4.2.1 Ángulo nulo entre primario y saliendo. ...............................................65
A.4.2.2 Ángulo mayor que cero entre primario y saliendo. .............................66
34
A.4.3 Ramal de entrada. .......................................................................................67
A.4.3.1 Primario es principal ..............................................................................67
A.4.3.2 Primario es ramificación ........................................................................68
A.4.3.3 Entrada general ......................................................................................70
A.4.4 Ramal de entrada convergente ......................................................................70
A.4.5 Ramal de salida divergente ...........................................................................71
A.4.6 Ramal de entrada simétrica ...........................................................................72
A.4.7 Ramal de salida simétrica .............................................................................72
A.5 Entradas ...............................................................................................................72
A.5.1 Entrada Normal .............................................................................................73
A.5.2 Entrada de Campana .....................................................................................73
A.5.3 Reentrada ......................................................................................................74
A.6 Salidas abruptas ...................................................................................................75
A.7 Accesorios ............................................................................................................75
A.7.1
Reja de intemperie normal ......................................................................76
A.7.2
Reja de intemperie acústica 1 Fila ..........................................................77
A.7.3
Reja de intemperie acústica 2 Filas ........................................................78
A.7.4
Rejas de puerta........................................................................................79
A.7.5
Compuerta de regulación 1 sentido ........................................................81
A.7.6
Compuerta de regulación 2 sentidos .......................................................82
A.7.7
Rejilla continua .......................................................................................83
A.7.8
Difusor circular .......................................................................................84
A.7.9
Difusor rectangular .................................................................................85
A.7.10
Compuerta antirretorno ...........................................................................87
35
A.7.11 Compuerta sobrepresión .............................................................................88
A.7.12
Compuertas estancas...............................................................................88
A.7.13
Compuertas de mariposa ........................................................................89
A.7.14
Conexión flexible ...................................................................................90
A.7.15
Placa perforada .......................................................................................90
A.7.16
Compuerta cortafuego ............................................................................91
A.7.17
Bocas de extracción ................................................................................93
A.8 Filtros ...................................................................................................................94
A.8.1
Filtro enrollable ......................................................................................95
A.8.2
Filtro de baja eficiencia ..........................................................................96
A.8.3
Filtro de media eficiencia .......................................................................96
A.8.4
Filtro de alta eficiencia ...........................................................................97
A.8.5
Filtro de carbón activo, baja concentración ............................................97
A.8.6
Filtro de carbón activo, alta concentración .............................................98
A.9 Equipos ................................................................................................................98
A.9.1
Serpentines de calentamiento/enfriamiento solo carga sensible.............98
A.9.2
Serpentines de enfriamiento latente ........................................................98
A.9.3
Serpentín eléctrico ..................................................................................99
A.10 Equipo no programado.......................................................................................99
Anejo B: Programa Hourly Analysis Program (CARRIER) ....................................100
Descripción general del programa: ...........................................................................100
B.1 Weather: .............................................................................................................101
B.2 Spaces: ...............................................................................................................102
B.3 Systems: .............................................................................................................103
36
B.6 Project Libraries: ................................................................................................104
Anejo C: Lista de elementos en conductos de impulsión y retorno. ........................106
C.1:
Conducto de impulsión. ................................................................................106
C.2:
Conducto de retorno. ....................................................................................108
37
Anejo A: Desarrollo del programa de cálculo.
El programa que se ha desarrollado se ha basado en el programa HVAC-PC-02. El
programa calcula la pérdida de carga en distintos elementos a través de fórmulas
indicadas en distintas normas y manuales de mecánica de fluidos y diseño de
conductos (ASHRAE, IDELCHIK, CRANE…).
Para el desarrollo del programa de cálculo se ha diseñado una nueva interface y se
han revisado las fórmulas utilizadas por el programa anterior. Esta revisión es
necesaria puesto que el programa anterior fue desarrollado en el año 1994, con lo que
las normas a las que se atiene pueden haber sido actualizadas.
En el programa se distinguen distintos tipos de elementos que pueden estar presentes
en los conductos de ventilación. Estos elementos se pueden clasificar en los
siguientes bloques:
A.1
tramo recto
A.2
transformaciones
A.3
codos
A.4
ramales
A.5
entradas
A.6
salida abrupta
A.7
accesorios
A.8
filtros
A.9
equipos
A.10
equipo no programado.
38
A continuación se va a describir para cada elemento, la formulación usada en el
programa anterior, la norma a la que se atenía y si ha sido necesario modificar la
formulación.
A.1 Tramo recto:
La pérdida de carga se calcula a partir de la ecuación de Darcy-Weisbach:
∆p =
f ·L·Pv
d
Donde:
(A.1)1
f=factor de fricción [adimensional]
L=longitud del tramo [mm]
Pv=presión dinámica del fluido [mbar]
d=diámetro (interior o equivalente, según el caso) [mm]
Para el cálculo de las variables de la ecuación A.1, se siguen las siguientes
ecuaciones:
A.1.1 Factor de fricción
f =
Donde:
1



 2·log 2.51 + ∆  
 Re· f 3.7  

ï£

ï£
2
(A.2)
Re= nº de Reynolds [adimensional]
Re =
Donde:
D·v·ρ
µ
D=diámetro [mm]
1
CRANE, flujo de fluidos en válvulas, accesorios y tuberías
2
CRANE, Pág. 1-5
(A.3)2
39
v=velocidad media equivalente [m/s]
ρ=densidad del fluido [1.201 kg/m3]
µ=viscosidad [0.018 centipoises]
∆= rugosidad relativa [adimensional]
∆=
Donde:
ε
(A.4)3
d
ε=rugosidad absoluta [mm]
d=diámetro [mm]
El valor de f se obtiene resolviendo A.2 por Newton-Raphson y ajustando curvas
aproximando al diagrama de Moody.
A.1.2 Presión dinámica
γ ·v 2
v2
Pv =
= ρ·
2·g
2
Donde:
(A.5)
ρ=densidad del fluido [kg/m3]
v=velocidad media equivalente [m/s]
Si se considera el aire en condiciones estándar, la densidad sería ρ=1.204 kg/m3,
con lo que la fórmula quedaría :
Pv = 0.602·v 2 Pa = 0.00602·v 2
[mbar]
A.1.3 Diámetro
a) Conducto circular: diámetro.
b) Conducto tubular: diámetro interior.
c) Conducto rectangular: diámetro equivalente.
3
Idelchik, Pág. 76
(A.6)
40
( A·B )0.625
( A + B )0.25
Deq = 1.30·
Donde:
(A.7)4
A= ancho del conducto [mm]
B= alto del conducto [mm]
A.2 Transformaciones:
Una transformación conecta conductos de diferente forma (rectangular/circular) y
tamaño. Se define por dos ángulos:
Imagen A. 1Ángulos en transformaciones
El método de cálculo de pérdida de carga en una transformación depende del tipo de
transformación que se tenga. Los diferentes tipos son:
4
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, Pág. 35.9
41
A.2.3
Transformación circular-circular
A.2.4
Transformación rectangular-rectangular
A.2.5
Transformación rectangular-circular / circular-rectangular
Aunque los tipos de transformaciones sean diferentes, la fórmula que se utiliza para
todos es la misma, lo único que difiere es una constante, como se detalla a
continuación:
Método general de cálculo de pérdida de carga:
∆P = K ·Pv
Donde:
(A.8)
K=coeficiente de pérdida total. Se descompone en dos coeficientes:
K=Kforma+Kfricción.
Pv= presión dinámica (A.5)
A.2.1 Kforma:
Para el cálculo del coeficiente de forma se emplean dos métodos, uno para el caso de
contracción pura y otro para el caso de expansión pura.
Para los dos casos se van a utilizar las siguientes tablas. Estas tablas muestran los
coeficientes para contracción y expansión en transformaciones circulares,
rectangulares y circular-rectangulares. No se muestra la tabla para transformaciones
rectangulares-circulares puesto que es la misma que para circular-rectangulares.
42
Tabla A. 1Coeficiente de pérdida por choque en contracciones circulares5
Tabla A. 2 Coeficiente de pérdida por choque en contracciones Rectangulares
Tabla A. 3 Coeficiente de pérdida por choque en contracciones circular-rectangulares
5
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, tabla SD4-1, pág.35.48
43
A.2.1.1 Contracción pura:
Como se puede observar en las tres tablas, los coeficientes para relaciones de área
menores que 1, son iguales o prácticamente iguales. Por ello se ha desarrollado una
formulación válida para los 3 casos. Para el desarrollo de de esta formulación se han
considerado cuatro zonas:
-
10º≤θ<60º y D≤0.5:
K forma = 0.066 − 0.126·D + 0.19·D 2 − 5.3·10 −4 ·G + 1.5·10 −5 ·G 2
-
(A.9)
θ ≥60º y D≤0.5:
K forma = −0.2 + 5.5·10 −3 ·G − 1.16·10 −5 ·G 2 − 0.15·D + 0.65·D 2 +
+ 1.26·10 −5 ·G 2 ·D − 9.03·10 −3 ·G·D 2 − 4.13·10 −6 ·G 2 ·D 2
-
(A.10)
10º≤θ<60º y 0.5<D≤1:
K forma = 0.027 + 0.152·D − 0.17·D 2 − 1.06·10 −3 ·G + 2.3·10 −5 ·G 2
-
(A.11)
θ ≥60º y0.5<D≤1:
K forma = 0.089 − 0.312·D − 0.21·D 2 + 2.7·10 −3 ·G − 4.76·10 −6 ·G 2
Donde:
(A.12)
D=relación de áreas A0/A1, siendo A0 el área de salida y A1 el área de
entrada.
G= ángulo de la transformación en grados.
A.2.1.2 Expansión:
En este caso se observa que los valores difieren mucho dependiendo del tipo de
transformación, con lo que hay que realizar un ajuste para cada tipo. El análisis se ha
vuelto a realizar dividiendo la tabla en 4 zonas:
Circular:
-
10º≤θ≤60º y 1≤D<4:
44
K forma = 0.46 − 0.346·D + 3.65·10 −3 ·D 2 − 0.032·G + 7.24·10 −4 ·G 2 +
−4
−5
+ 0.023·D ·G − 5.4·10 ·D·G − 6.27·10 ·D ·G
2
-
2
2
2
10º≤θ≤60º y 4≤D≤16:
K forma = −0.65 + 0.5·D − 0.13·D 2 − 0.165·G + 5.27·10 −3 ·G 2 +
−3
−4
+ 0.031·D ·G − 1.2·10 ·D·G − 1.78·10 ·D ·G
2
-
2
2
2
(A.14)
60º<θ≤180º y 1≤D<4:
K forma = 1.7 − 1.98·D + 1.1·D 2 − 0.011·G + 3.6·10 −5 ·G 2
-
(A.13)
(A.15)
60º<θ≤180º y 4≤D≤16:
K forma = −1.75 − 1.6·D + 0.976·D 2 + 0.047·G − 1.78·10 −4 ·G 2
(A.16)
Rectangular:
-
10º≤θ≤60º y 1≤D<4:
K forma = 0.3 − 0.15·D − 0.01·D 2 − 0.03·G + 6.3·10 −4 ·G 2 +
+ 0.018·D 2 ·G − 4.87·10 −4 ·D·G 2 − 3.9·10 −6 ·D 2 ·G 2
-
10º≤θ≤60º y 4≤D≤16:
K forma = 0.43 − 0.57·D + 0.087·D 2 − 0.037·G + 6.6·10 −4 ·G 2 +
+ 0.019·D 2 ·G − 1.3·10 −4 ·D·G 2 − 8.6·10 −5 ·D 2 ·G 2
-
(A.19)
60º<θ≤180º y 4≤D≤16:
K forma = −22.44 − 3.6·D + 1.07·D 2 + 0.054·G − 2.6·10 −3 ·G 2 + 0.016·D·G
Circular-rectangular:
-
(A.18)
60º<θ≤180º y 1≤D<4:
K forma = 0.45 − 1.78·D + 1.08·D 2 + 6.6·10 −3 ·G − 3.4·10 −5 ·G 2
-
(A.17)
10º≤θ≤60º y 1≤D<4:
(A.20)
45
K forma = 0.62 − 0.77·D + 0.25·D 2 − 0.03·G + 5.3·10 −4 ·G 2 + 0.02·D 2 ·G −
−4
−4
− 2.710 ·D·G − 1.53·10 ·D ·G
-
2
2
10º≤θ≤60º y 4≤D≤16:
K forma = −1.95 + 0.01·D + 0.18·D 2 + 0.027·G − 7.3·10 −4 ·G 2 +
−4
−4
+ 0.021·D ·G − 1.4·10 ·D·G − 1.45·10 ·D ·G
2
-
2
2
2
(A.22)
60º<θ≤180º y 1≤D<4:
K forma = 0.56 − 1.9·D + 1.06·D 2 + 4.9·10 −3 ·G − 1.9·10 −5 ·G 2
-
(A.21)
2
(A.23)
60º<θ≤180º y 4≤D≤16:
K forma = −35.75 − 1.44·D + 1.04·D 2 + 0.61·G − 2.3·10 −3 ·G 2
(A.24)
A.2.2 Kfricción:
Dependiendo del tipo de transformación que se tenga, se tienen tres métodos posibles
de cálculo del coeficiente de fricción. Estos tres métodos dependen de los ángulos de
la transformación:
A.2.2.1
Media de tramos equivalentes; Uno de los ángulos menor que
0º; los dos ángulos menores que 2º
A.2.2.2
Difusor plano; Un ángulo nulo y otro superior a 2º; un ángulo
inferior a 2º y el otro superior a 2º y mayor de 3 veces el valor del otro
ángulo.
A.2.2.3
Difusor piramidal; Los dos ángulos superiores a 2º; un ángulo
mayor que 2º y el otro comprendido entre dos tercios de grado y 2 grados
(de modo que el ángulo mayor no supere en 3 veces al menor).
46
A.2.2.1 Media de tramos rectos equivalentes; Uno de los ángulos
menor que 0º; los dos ángulos menores que 2º
El método consiste en calcular la pérdida de carga con las fórmulas de tramo recto
tanto con los de entrada como con los de salida. Una vez calculados esos dos valores,
se hace la media. El valor del factor de fricción será el cociente entre dicha media y
la presión dinámica.
A.2.2.2 Difusor plano; Un ángulo nulo y otro superior a 2º; un ángulo
inferior a 2º y el otro superior a 2º y mayor de 3 veces el valor del otro ángulo.
ζ FR
Donde:

f a 1 
1
1
1

=  0·
·ï£¬1 −  +
·ï£¬1 − 2
α
α
4  b0
n1 
tg ï£
2·sen ï£ n1

2
2





(A.15)6
a0 y b0: datos del lado de entrada, considerando b0 el lado que se
mantiene constante;
α: ángulo mayor
f = factor de fricción calculado como el máximo entre entrada y salida
utilizando la fórmula A.2.
1/n1=relación de áreas (<1)
A.2.2.3 Difusor Piramidal; Los dos ángulos superiores a 2º; un ángulo
mayor que 2º y el otro comprendido entre dos tercios de grado y 2 grados (de
modo que el ángulo mayor no supere en 3 veces al menor).
ζ FR
6




1
f
1


=
·ï£¬1 − 2 +
·ï£¬1 − 2  
α
β
16·sen  n1 16·sen ï£ n1  
2 ï£
2

Idelchik, Pág. 252
f
(A.16)7
47
Donde:
α: ángulo en sentido vertical
β: ángulo en sentido horizontal
f = factor de fricción calculado como el máximo entre entrada y salida
utilizando la fórmula A.2
1/n1=relación de áreas (<1)
Tras haber explicado los métodos generales de cálculo de los distintos factores de
pérdida de carga, se procede a un estudio detallado de los distintos elementos que se
encuentran en el bloque de transformaciones:
A.2.3 Transformación circular-circular:
Puede ser concéntrica o excéntrica, sólo afecta al ángulo tomado:
-
concéntrica: la mitad a cada lado.
-
excéntrica: planos en un lado y todo el ángulo en el otro.
Imagen A. 2 Ángulos en transformación circular-circular
Por otra parte, se consideran dos casos, contracción y expansión, que se estudian por
separado:
7
Idelchik, Pág.251
48
A.2.3.1 Contracción:
El coeficiente de forma se calcula por el método de contracción pura (apartado
A.2.1.1), siendo la relación de áreas la relación de los diámetros al cuadrado.
El coeficiente de fricción se calcula por el método de la media de los tramos rectos
(A.2.2.1).
A.2.3.2 Expansión:
El coeficiente de forma se calcula por el método de expansión pura (apartado
A.2.1.2 , fórmulas A.13 a A.16).
El coeficiente de fricción se calcula por el método de difusor piramidal (A.2.2.3).
A.2.4 Transformación rectangular- rectangular:
Se pueden dar diferentes configuraciones, que se estudian por separado:
A.2.4.1 Contracción en las dos direcciones
A.2.4.2 Expansión en las dos direcciones
A.2.4.3 Contracción en una dirección y expansión en la otra.
A.2.4.1 Contracción en las dos direcciones:
Es un caso de contracción pura. Tanto el coeficiente de forma como el coeficiente de
fricción se estudian igual que el caso de contracción pura para transformaciones
circular-circular.
A.2.4.2 Expansión en las dos direcciones:
El coeficiente de forma se calcula según el apartado A.2.1.2 (fórmulas A.17 a A.20)
Dependiendo de la relación entre los ángulos vertical y horizontal, el coeficiente de
fricción se puede calcular bien por el método de la media equivalente (A.2.2.1), bien
por el de difusor plano (A.2.2.2) o bien por el de difusor piramidal (A.2.2.3). La
49
relación de ángulos para cada caso se muestra en la siguiente tabla:
A
B
Condiciones
G7>2º y G8>2º
G7>2º, G8>0º, G7<3*G8
G8>2º, G7>0º, G8<3*G7
G7>2º, G7>3*G8
G8>2º, G8>3*G7
C
D
E
F
G7=0º y G8>2º
G8=0º y G7>2º
G7<2º y G8<2º
G7=180º o G8=180º
Método
Difusor piramidal
Difusor piramidal
Difusor plano
Difusor plano
media equivalente
media equivalente
Tabla A. 4 Método de cálculo en función de los ángulos de la transformación
A.2.4.3 Expansión en una dirección, contracción en la otra.
Coeficiente de forma:
Para este coeficiente se calculan dos valores: uno considerando la expansión del
primer lado mientras el otro se mantiene plano, y otro considerando el primer lado
plano y la contracción del otro.
Para la determinación del coeficiente de forma se tomará el mayor de estos dos
valores.
Contracción-plano
Se calcula mediante las fórmulas de contracción pura (A.2.1.1), tomando como el
área de salida el producto de la altura de la salida por la anchura de la entrada.
Plano-expansión
Para el cálculo de este coeficiente se sigue el método de expansión pura (A.2.1.2 ,
fórmulas A.17 a A.20), tomando como el área de salida el producto de la anchura de
la salida por la altura de la entrada.
Coeficiente de fricción:
50
Al ser un ángulo negativo y el otro positivo, el coeficiente de fricción se calcula
mediante la media de tramos equivalentes (A.2.2.1).
A.2.5
Transformación
rectangular-
circular
ó
circular-
rectangular:
A.2.5.1 Compresión en las dos direcciones
Coeficiente de forma:
Se calcula mediante el método de contracción pura (A.2.1.1), considerando el ángulo
de la transformación como el mayor entre los ángulos en las dos direcciones.
Coeficiente de fricción:
Se calcula según el método de media de tramos equivalentes (A.2.2.1).
A.2.5.2 Expansión en las dos direcciones
Coeficiente de forma:
Se calcula por el método de expansión pura (A.2.1.2 , fórmulas A.21 a A.24),
considerando el ángulo de la transformación como el mayor entre los ángulos en las
dos direcciones.
Coeficiente de fricción:
Se calcula como el caso de rectangular-rectangular en expansión (tabla Y).
A.2.5.3 Expansión en una dirección, contracción en la otra:
Este caso se estudian los mismos casos que en la transformación rectangularrectangular equivalente:
Contracción-plano
Se calcula mediante las fórmulas de contracción pura (A.2.1.1), tomando como el
área de salida el producto de la altura de la salida por la anchura de la entrada. En el
51
caso de conducto circular, tanto anchura como altura se consideran iguales al
diámetro.
Plano-expansión
Para el cálculo de este coeficiente se sigue el método de expansión pura (A.2.1.2 ,
fórmulas A.21 a A.24), tomando como el área de salida el producto de la anchura de
la salida por la altura de la entrada. En el caso de conducto circular, tanto anchura
como altura se consideran iguales al diámetro.
A.3 Codos
Dependiendo de la forma del codo se pueden clasificar de la siguiente manera:
A.3.1
Codo Vaned
A.3.2
Codo horizontal y vertical
A.3.3
Codo de 1 pieza
A.3.4
Codo de 3 piezas
A.3.5
Codo de 5 piezas
A.3.6
Radio corto y radio largo
A.3.7
Convergente/divergente
A.3.8
Codo Z coplanario
A.3.9
Codo Z no coplanario
A.3.1 Codo Vaned
La pérdida de carga se calcula mediante el método del coeficiente de pérdida
dinámica.
∆p = K ′·Pv
(A.23)
52
El coeficiente K’ para un ángulo de 90º vale8 0.25. Para ángulos distintos de 90º, se
utiliza la siguiente tabla9:
Tabla A. 5 factor de corrección para ángulos en codos
Los datos de la tabla se modelan según la siguiente ecuación:
K = 1.62·10 −3 + 0.016·G − 5.8·10 −5 ·G 2
(A.24)
(K’=K·0.25)
A.3.2 Codo horizontal y vertical
Para este caso es necesario estudiar por separado las pérdidas en un conducto circular
y en un conducto rectangular:
A.3.2.1
Conducto circular:
El codo para conducto circular está definido por tres variables.
r = radio del codo
D = diámetro del conducto
θ = ángulo del codo
La pérdida de carga depende de la relación r/D, del ángulo y del diámetro. Solamente
se tienen valores10 para los siguientes casos:
-
r/D = 1.5 y θ=90º
8
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, pág. 35.53, tabla CR3-15
9
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, pág. 35.52, tabla CR3-3
10
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, pág 35.27 tablas CD3-1 y CD3-3; ASHRAE Duct fitting
loss coefficient tables, pág 20 tabla CD3-2, pág 22 tabla CD3-4
53
D, mm
Co
75
0,3
100
0,21
125
0,16
150
0,14
180
0,12
200
0,11
230
0,11
250
0,11
Tabla A. 6 pérdidas en un conducto circular para r/D=1.5 y 90º
Se modela según la siguiente fórmula:
K = 0.0906 −
-
1.44 1294
+ 2
D
D
(A.25)
r/D = 1,5 y θ=45º
D, mm
Co
75
0,18
100
0,13
125
0,1
150
0,08
180
0,07
200
0,07
230
0,07
250
0,07
Tabla A. 7 pérdidas en un conducto circular para r/D=1.5 y 45º
Se modela según la siguiente fórmula:
K = 0.06 −
-
1.82 823
+ 2
D
D
(A.26)
r/D = 1 y θ=90º
D, mm
Co
75
0,44
100
0,37
125
0,3
150
0,25
180
0,24
200
0,24
230
0,24
250
0,24
Tabla A. 8 pérdidas en un conducto circular para r/D=1 y 90º
Se modela según la siguiente fórmula:
K = 0.197 −
-
3.33 1162
+ 2
D
D
(A.27)
r/D = 1 y θ=45º
D, mm
Co
75
0,2
100
0,17
125
0,14
150
0,11
180
0,11
200
0,11
230
0,11
250
0,11
Tabla A. 9 pérdidas en un conducto circular para r/D=1 y 45º
Para valores de D menores de 150, se modela según la siguiente fórmula:
K = −0.104 +
41.6 1410
− 2
D
D
Para valores de D mayores de 150, se toma K=0.11.
(A.28)
54
Para el resto de relaciones r/D y el resto de ángulos se tomarán valores conservadores
(el más desfavorable de los que se tienen, en este caso el ángulo más cercano por
encima y la relación r/D más cercana por abajo).
En el caso en que r/D resulte menor de 0.5, se estudiará como un codo de una pieza
(A.3.3).
A.3.2.2 Conducto rectangular:
En un conducto rectangular se tienen 4 variables:
r = radio del codo
H = altura del conducto
W = ancho del conducto
θ = ángulo del codo
En este caso la pérdida de carga depende de las relaciones r/W y H/W, y del ángulo.
Para modelar las pérdidas se tienen las siguientes tablas11:
Tabla A. 10 Coeficiente de pérdida en codos horizontales y verticales
Como se puede observar, los valores de r/W comienzan en 0.5. Para valores menores
de 0.5 se estudian como un codo de una pieza (A.3.3).
11
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, pág 35.52, tabla CR3-1
55
Para realizar el ajuste, se ha tomado por un lado las relaciones H/W y r/W, y por otro
el ángulo.
-
Función de H/W y r/W (a y b respectivamente de aquí en adelante):
Debido a la complejidad de encontrar una fórmula que se ajustara a toda la tabla, se
ha dividido la tabla en 4 zonas:
a<2; b<1
Cp = 5.31 − 0.75·a − 0.15·a 2 − 9.61·b + 4.58·b 2 + 0.94·a 2 ·b +
+ 0.68·a·b 2 − 0.78·a 2 ·b 2
(A.29)
a<2, b>1
Cp = 0.46 − 0.11·a + 0.026·a 2 − 0.21·b + 0.043·b 2 − 0.0043·a 2 ·b +
+ 0.005·a·b 2 + 0.0013·a 2 ·b 2
(A.30)
a>2; b<1
Cp = 3.3 + 0.066·a + 0.0082·a 2 − 6.5·b + 3.3·b 2 − 0.031·a 2 ·b −
− 0.063·a·b 2 + 0.023·a 2 ·b 2
(A.31)
a>2; b>1
Cp = 0.32 + 0.014·a − 0.0014·a 2 − 0.23·b + 0.064·b 2 +
+ 9.9·10 − 4 ·a 2 ·b − 1.6·10 −3 ·a·b 2 − 2.45·10 − 4 ·a 2 ·b 2
-
(A.32)
Función del ángulo:
Se puede observar que hasta 90º, los valores son los mismos que para codos Vaned
(A.24):
K = 1.62·10 −3 + 0.016·G − 5.8·10 −5 ·G 2
(A.33)
Para ángulos mayores que 90º:
K = 4.3·10 −3 + 0.64·G
(A.34)
56
A.3.3 Codo de una pieza
A.3.3.1 Codo circular:
Se tienen los siguientes valores, obtenidos de diferentes tablas12 (una tabla por
ángulo):
D [mm]
ángulo
75
150
230
300
380
450
530
600
690
1500
90
60
45
30
1.45
0.55
0.34
0.22
1.31
0.55
0.34
0.13
1.24
0.55
0.34
0.09
1.2
0.55
0.34
0.08
1.18
0.55
0.34
0.07
1.16
0.55
0.34
0.07
1.15
0.55
0.34
0.06
1.14
0.55
0.34
0.06
1.14
0.55
0.34
0.05
1.11
0.55
0.34
0.05
Tabla A. 11 Coeficiente de pérdida para codos circulares de una pieza
Los valores de la tabla se ajustan según la siguiente ecuación:
K = −0.26 − 1.43·10 −4 ·D + 6.41·10 −8 ·D 2 + 0.011·G + 5.5·10 −5 ·G 2
(A.35)
A.3.3.2 Codo rectangular:
Los valores de coeficientes de pérdida se obtienen a partir de la tabla13 siguiente:
Tabla A. 12 Coeficiente de pérdida para codos rectangulares de una pieza
Haciendo un doble ajuste de curvas, teniendo en cuenta por un lado el ángulo y por
otro la relación de aspecto, se tienen los siguientes coeficientes:
Coeficiente de aspecto:
12
ASHRAE Duct fitting loss coefficient tables, pág 33 a 36, tablas CD3-15,16,17 y 18
13
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, pág. 35.52, tabla CR3-6
57
•
Para la relación Q (H/W)<0.25 se toma el coeficiente de aspecto X8=1.32
•
Para Q>5 se toma X8=0.9
•
Para los valores intermedios se ajusta mediante la siguiente ecuación (siendo
Q9=log(Q)):
X 8 = 1.48·(7.31·10 −3 ·Q9 5 − 1.895·10 −3 ·Q9 4 − 1.27·10 −2 ·Q9 3 −
− 2.36·10 − 2 ·Q9 2 − 9.646·10 −2 ·Q9 + 81226)
(A.36)
Coeficiente de ángulo:
•
Si el ángulo es <20º:
X 9 = log(6.994142·10 −3 ·G + 1)
•
(A.37)
Si el ángulo es mayor o igual a 20:
X 9 = log(4.43·10 −9 ·G 5 − 9.7·10 −7 ·G 4 + 7.82·10 −5 ·G 3 − 2.5·10 −3 ·G 2 +
+ 3.3·10 − 2 ·G + 1)
(A.38)
A.3.4 Codo de tres piezas
Solo se emplea en codos circulares con relación R1>0.5.
La pérdida de carga se calcula mediante el método de longitud equivalente. Se
emplea para el cálculo la gráfica de la fig. 7, pág.472, ASHRAE 1972. Se emplean
dos ecuaciones, distinguiendo los casos r/D>2 y r/D≤2:
-
r/D>2
L1 = D·exp(−1.89·10 −2 ·R9 3 + 0.12·R9 2 − 0.103·R9 + 2.82)
-
r/D≤2
L1 = D·exp(−0.159·R9 3 + 0.65·R9 2 − 0.71·R9 + 3.03)
Donde
(A.39)
R9=log(R1)
R1 = r/D
(A.40)
58
Estas ecuaciones devuelven el valor de L1 para un codo de 3 piezas de 90º de ángulo.
Para ángulos distintos de 90º, se emplea la tabla comentada en A.3.2 (ecuaciones
A.33 y A.34).
Una vez obtenido el valor de L1, se procede del mismo modo que un tramo recto.
A.3.5 Codo de cinco piezas
Solo se emplea en codos circulares con relación R1>0.5.
Se emplea también el método de la longitud equivalente, empleando la misma gráfica
que en el apartado anterior.
Se utilizan dos ecuaciones, dependiendo del valor de R1 (r/D):
-
R1≤1.5
L1 = D·exp(−0.2975·R9 3 + 0.362·R9 2 − 0.883·R9 + 2.8)
-
(A.41)
R1>1.5
L1 = D·exp(−0.728·R 9 + 2.78)
Donde
(A.42)
R9=log(R1)
Estas ecuaciones devuelven el valor de L1 para un codo de 5 piezas de 90º de ángulo.
Para ángulos distintos de 90º, se emplea la tabla comentada en A.3.2 (ecuaciones
A.33 y A.34).
Una vez obtenido el valor de L1, se procede del mismo modo que un tramo recto
A.3.6 Codo radio corto y radio largo
Sólo se aplican a conductos circulares y tuberías.
La pérdida se calcula por el método de la longitud equivalente.
Se fija automáticamente para radio corto las relaciones r/D=1 y L1/D=30 para codos
59
de radio corto y r/D=1.5 y L1/D=15 para codos de radio largo.
A.3.7 Codo convergente/divergente
Coeficiente de pérdida dinámica
∆p = K ·Pv
Donde:
(A.43)
K=Kre*Co
Donde:
Kre = factor de corrección función del nº de Reynolds,
El factor Kre se obtiene de la siguiente tabla:
Tabla A. 13 Coeficiente de corrección en función del Reynolds
Siendo la fórmula de ajuste del valor de Kre:
K RE = 1.581 − 0.219·Re+ 0.03737·Re2 − 2.89·10 −3 ·Re3 +
+ 8.124·10 −5 ·Re4
(A.44)
Co = coeficiente real de pérdida dinámica14.
Tabla A. 14 Coeficiente de pérdida para codos convergente/divergentes
Para los valores intermedios de H y Wo se toman valores de coeficientes
14
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, tabla ER3-1
60
conservadores.
A.3.8 Codo Z coplanario
Coeficiente de pérdida dinámica
∆p = K ·Pv
Donde:
(A.45)
K=Kre*Co
Kre = factor de corrección función del nº de Reynolds15:
Donde:
Tabla A. 15 Coeficiente de corrección en función del Reynolds
El ajuste viene dado por la siguiente ecuación:
K RE = 1.581 − 0.219·Re+ 0.03737·Re2 − 2.89·10 −3 ·Re3 +
+ 8.124·10 −5 ·Re4
Co = coeficiente real de pérdida dinámica16.
Co = C1·C2
Donde:
C1= coeficiente en función de L/W
C2= coeficiente en función de W/H
15
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, tabla CR3-17, pág. 35.54
16
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, tabla CR3-17, pág. 35.54
(A.46)
61
Co se obtiene a partir de la siguiente tabla:
Tabla A. 16 Coeficiente de pérdida para codo Z coplanario
Para ajustar los valores, se hace un doble ajuste de curvas, teniendo un coeficiente en
función de L/W y otro en función de H/W.
El primer coeficiente se divide en dos zonas (<2 y >2). Las funciones para estas dos
zonas son las siguientes:
L/W<2:
2
3
L
L
L
L
C1 = 0.042 − 1.56· + 7.4·ï£¬  − 3.76·ï£¬  + 0.47·ï£¬ 
W
ï£W 
ï£W 
ï£W 
4
(A.47)
L/W>2:
2
3
L
L
L
L
C1 = 5.9 − 1.48· + 0.26·ï£¬  − 0.021·ï£¬  + 5.93·10 − 4 ·ï£¬ 
W
ï£W 
ï£W 
ï£W 
4
(A.48)
El coeficiente en función de W/H sigue la siguiente ecuación:
2
3
W
W 
W 
W 
C 2 = 1.142 − 0.16· + 0.023·ï£¬  − 0.00172·ï£¬  + 5.66·10 −5 ·ï£¬ 
H
ï£H
ï£H 
ï£H 
A.3.9 Codo Z no coplanario
Coeficiente de pérdida dinámica
4
(A.49)
62
∆p = K ·Pv
Donde:
(A.50)
K=Kre*Co
Kre = factor de corrección función del nº de Reynolds17:
Donde:
Tabla A. 17 Coeficiente de corrección en función del Reynolds
El ajuste viene dado por la siguiente ecuación:
K RE = 1.580846 − 0.21947·Re+ 0.03737·Re2 −
− 2.89837·10 −3 ·Re3 + 8.12383·10 −5 ·Re4
Co = coeficiente real de pérdida dinámica18.
Co = C1·C2
Donde:
C1= coeficiente en función de L/W
C2= coeficiente en función de W/H
Co se obtiene a partir de la siguiente tabla:
17
ASHRAE Duct fitting loss coefficient tables, tabla CR3-18, pág. 210
18
ASHRAE Duct fitting loss coefficient tables, tabla CR3-18, pág. 210
(A.51)
63
Tabla A. 18 Coeficiente de pérdida para codo Z no coplanario
Para ajustar los valores, se hace un doble ajuste de curvas, teniendo un coeficiente en
función de L/W y otro en función de H/W.
El primer coeficiente se divide en dos zonas (<2 y >2). Las funciones para estas dos
zonas son las siguientes:
L/W<2:
2
3
L
L
L
L
C1 = 1.192 + 3.47· − 0.478·ï£¬  − 1.172·ï£¬  + 0.392·ï£¬ 
W
ï£W 
ï£W 
ï£W 
4
(A.52)
L/W>2:
2
3
4
L
L
L
L
C1 = 3.5 − 0.097· − 6.25·10 −3 ·ï£¬  + 5.3·10 − 4 ·ï£¬  − 1.14·10 − 6 ·ï£¬  (A.53)
W
ï£W 
ï£W 
ï£W 
El coeficiente en función de W/H sigue la siguiente ecuación:
2
3
W
W 
W 
W 
C 2 = 1.142 − 0.16· + 0.023·ï£¬  − 0.00172·ï£¬  + 5.66·10 −5 ·ï£¬ 
H
ï£H
ï£H 
ï£H 
4
(A.54)
64
A.4 Ramales
Como ramal se entiende el elemento que sirve de unión de tres conductos. Los tres
conductos se clasifican dependiendo de dos criterios:
a) según su función en la línea de conductos:
1. Primario: es el tramo por el que se entra en el ramal procedente del
elemento anterior.
2. Secundario: la derivación; no se estudia salvo en el ramal.
3. Saliendo: es el tramo de salida, que conecta con el siguiente elemento.
b) según su disposición geométrica en el elemento:
1. Común: aquel en el confluye el flujo (ramal de entrada), o del que se
bifurca el flujo (ramal de salida).
2. Principal: el que forma ángulo nulo con el común o bien el que
coincide con el primario si no existe ningún ángulo nulo.
3. Ramificación: el que forma ángulo no nulo con el tramo común.
Para todos los tipos de ramales, se calcula la pérdida de carga mediante la expresión:
∆p = K ·Pv
Se tienen los siguientes tipos de ramales:
A.4.1 Ramal de salida con splitter
A.4.2 Ramal de salida sin splitter
A.4.3 Ramal de entrada
A.4.4 Ramal de entrada convergente
(A.45)
65
A.4.5 Ramal de entrada divergente
A.4.6 Ramal de entrada simétrica
A.4.7 Ramal de salida simétrica
A.4.1 Ramal de salida con splitter.
Se considera un valor conservador de K=0.05.
A.4.2 Ramal de salida sin splitter.
Dependiendo del ángulo formado entre los conductos primario y saliendo, se tienen
dos métodos para calcular el coeficiente de pérdida de carga.
A.4.2.1 Ángulo nulo entre primario y saliendo.
Se calcula según el ASHRAE Handbook of Fundamentals 1972 pág. 475 ec 10:
Hm = (1 − R )·(Hv1 − Hv 2)
Donde:
(A.46)
Hm = pérdida de carga total
R = coeficiente de recuperación estática
Hv1 = presión de velocidad conducto primario
Hv2 = presión de velocidad conducto saliendo
Se toma como valor conservador de R = 0.5, con lo que la ecuación queda:
Hm = 0.5·(Hv1 − Hv 2)
Hm = 0.5·(
Hv1
− 1)·Hv 2
Hv 2
(A.47)
(A.48)
Sustituyendo Hv por la función de velocidad:
v1
(
)
Hm = 0.5·( 4005
(v2 4005)
2
2
Lo que simplificado queda:
− 1)·Hv 2
(A.49)
66
Hm = 0.5·(
v12
− 1)·Hv 2
v2 2
(A.50)
De la fórmula anterior se puede extraer un coeficiente K
v12
K = 0.5·( 2 − 1)
v2
(A.51)
Este coeficiente se calcula de la siguiente manera si el conducto secundario tiene
ángulo 0 y el primario y el saliendo tienen la misma sección.
área _ conducto _ sec undario
K = 0.1·
área _ conducto _ saliendo
(A.52)
A.4.2.2 Ángulo mayor que cero entre primario y saliendo.
Se emplea la siguiente ecuación19:
2
wb
 wb 
 wb 
K = A′·[1 + 
 − 2· ·cosα ] − K ′b·ï£¬

wc
ï£ wc 
ï£ wc 
Donde:
2
(A.53)
wb = velocidad media del área en el conducto saliendo
Wc = velocidad media del área en el conducto primario
α = ángulo entre primario y salida
A’ = coeficiente adimensional multiplicador
Si la relación de velocidades es menor que 0.8, A’ vale 1; si la relación es mayor que
0.8. se toma A’=0.9.
K’b= coeficiente adimensional corrector.
•
Si Fs+Fb<>Fc y Fc=Fs, K’b=0
•
Si Fs + Fb=Fc no se presenta en la práctica y el cálculo tiene mucha
incertidumbre, con lo que no se ha incluido.
19
Idelchick, ec 7.6, pág. 251
67
Fi=área de la sección i
Nota: en este caso, se calcula la pérdida de carga para el conducto primario por la
presión de velocidad en el primario (H1·F1). Por coherencia con el resto de
programas, se calcula el coeficiente en el conducto saliendo.
F1·H1=F·H=∆P
(A.54)
A.4.3 Ramal de entrada.
Se tienen 3 casos:
A.4.3.1 Primario es principal: Primario forma ángulo 0º con el de salida y
secundario forma ángulo θº con el de salida.
A.4.3.2 Primario es ramificación: Primario forma ángulo G1 >15º con el de
salida, secundario forma ángulo 0º con el de salida y ÁreaPrimario/Áreasaliendo<0.5.
A.4.3.3 Entrada general: los dos ángulos <>0º ó
ángulo primario-salida α1 <>0, secundario-salida α2 =0, relación áreas >0.5
ángulo primario-salida =0, secundario-salida<15
ángulo primario-salida =0, secundario-salida>15º, relación áreas>0.5
ángulo primario-salida =0, secundario-salida>15, Fs<>Fc, Fs+Fb<>Fc
A.4.3.1 Primario es principal
2
2
Fs  ws 
Fb  wb 
 ws 
K = 1+ 
 − 2· ·ï£¬
 − 2· ·ï£¬
·cosϑ + Ks
Fc ï£ wc 
Fc ï£ wc 
ï£ wc 
Donde:
ws= velocidad media en conducto primario
wc= velocidad media en conducto salida
wb= velocidad media en conducto secundario
20
Idelchick, pág. 250 ec 7.3
(A.55)20
68
Fs, Fb, Fc=áreas de los conductos
θ= ángulo secundario-salida
Ks= factor de corrección, obtenido de la siguiente tabla21:
Los valores se obtienen realizando una interpolación doble entrando con el ángulo y
la relación de áreas.
La tabla es válida para Fs+Fb=Fc.
Para Fs+Fb<>Fc ó Fs=Fc, se toma Ks=0.
A.4.3.2 Primario es ramificación
2
2
Fs  ws 
Fb  wb 
 wb 
K = A·[1 + 
 − 2· ·ï£¬
 − 2· ·ï£¬
·cos G1 + Kb ]
Fc ï£ wc 
Fc ï£ wc 
ï£ wc 
Donde:
w=velocidad media del aire
F=área transversal
c=subíndice de conducto saliendo
s=subíndice de principal (en este caso el secundario)
21
Idelchick
22
Idelchick, ecuación 7.1
(A.56)22
69
b=subíndice de ramificación (en este caso el primario)
A=coeficiente adimensional, tabla…
Kb= coeficiente adimensional, tabla…
Los valores de A se obtienen por interpolación lineal entre G1≤60º y la de G1=90º,
ente los valores más cercanos a Fb/Fc y entre los resultados anteriores.
El valor de Kb se obtiene dependiendo de las siguientes condiciones:
-
Si Fb/Fc≤0.1 o G1≤45º Kb=0
-
Resto: ajuste de curvas para la línea de 60º y otro para la línea de 90º se
interpola linealmente entre el valor 0 (línea de 45º) y línea de 60º ó entre las
líneas de 60 y de 90º.
La función ajustada para 45º K=0
Para 60º:
K = 0.588
Fb
− 0.194
Fc
Válida para 0.33≤Fb/Fc≤0.5
(A.57)
70
3
2
Fb
 Fb 
 Fb 
K = −1.451·ï£¬
 − 0.0893·ï£¬
 + 1.13· − 0.11
Fc
ï£ Fc 
ï£ Fc 
Para 90º:
(A.58)
A.4.3.3 Entrada general
2

v
v ·Q
2  v ·Q
K = 1 + λ3 · 1 2 − ·ï£¬ï£¬ 1 1 ·cosα 1 + 2 2 ·cosα 2 
v 0 ï£ Q0
Q0
v0

(A.59)23
Desarrollando Q=F·V
2
2
K = 1 + λ3 · 2
v0
v
− 2·ï£¬ï£¬ 1
ï£ v0
Donde:
α1’ y α2’se obtienen por la siguiente fórmula:
v1
2
 F1
v  F
 · ·cosα 1′ +  2  · 2 ·cosα 2 ′
 F0
ï£ v0  F0
(A.60)
α ′ = f (α ) = −0.006α 2 + 1.4·α
(A.61)
1=subíndice primario
2= subíndice secundario
0= subíndice salida
λ3=1 (valor conservador)
A.4.4 Ramal de entrada convergente
Se emplea el método de coeficiente de pérdida dinámica.
∆p = K ·Pv
(A.62)
K se obtiene de la siguiente tabla24:
As/Ac Ab/Ac
0,75 0,25
1
0,5
0,75
0,5
0,5
0,5
0,1
0,3
0,17
0,27
1,2
0,2
0,3
0,16
0,35
1,1
0,3
0,2
0,1
0,32
0,9
0,4
-0,1
0
0,25
0,65
Qb/Qc
0,5
0,6
-0,45 -0,92
-0,08 -0,18
0,12
-0,03
0,35
0
23
Pressure Loss in Elbows and Duch Branches; ASME 1994
24
ASHRAE Handbook Fundamentals 1985 pág. 33.41, tabla 6.6
0,7
-1,5
-0,27
-0,23
-0,4
0,8
-2
-0,37
-0,42
-0,8
0,9
-2,6
-0,46
-0,58
-1,3
71
1
0,75
0,5
1
1
1
0,18
0,75
0,8
0,24
0,28
0,87
0,27
0,38
0,8
0,26
0,35
0,68
0,23
0,27
0,55
0,18
0,18
0,4
0,1
0,05
0,25
0
-0,08
0,08
-0,12
-0,22
1
Tabla A. 19 Coeficiente de pérdida en ramales de entrada convergente
Donde:
As/Ac: Relación entre la sección del conducto de entrada principal y
la sección del conducto de salida.
Ab/Ac: Relación entre la sección del conducto de entrada secundario y
la sección del conducto de salida.
Qb/Qc: Relación entre el caudal del conducto de entrada secundario y
el caudal del conducto de salida.
Para valores intermedios de las distintas relaciones se toman valores del coeficiente
conservadores.
A.4.5 Ramal de salida divergente
Se emplea el método de coeficiente de pérdida dinámica.
∆p = K ·Pv
(A.63)
K se obtiene de la siguiente tabla25:
Ab/As Ab/Ac
0,25 0,25
0,33 0,25
0,5
0,5
0,67
0,5
1
0,5
1
1
1,33
1
2
1
0,1
-0,01
0,08
-0,03
0,04
0,72
-0,02
0,1
0,62
0,2
-0,03
0
-0,06
-0,02
0,48
-0,04
0
0,38
0,3
-0,01
-0,02
-0,05
-0,04
0,28
-0,04
0,01
0,23
0,4
0,05
-0,01
0
-0,03
0,13
-0,01
-0,03
0,13
Qb/Qc
0,5
0,13
0,02
0,06
-0,01
0,05
0,06
-0,01
0,08
0,6
0,21
0,08
0,12
0,04
0,04
0,13
0,03
0,05
0,7
0,29
0,16
0,19
0,12
0,09
0,22
0,1
0,06
0,8
0,38
0,24
0,27
0,23
0,18
0,3
0,2
0,1
0,9
0,46
0,34
0,35
0,37
0,3
0,38
0,3
0,2
Tabla A. 20 Coeficiente de pérdida en ramales de salida divergente
Donde:
25
Ab/As: Relación entre la sección del conducto de salida secundario y
ASHRAE Handbook Fundamentals 1985 pág. 33.44, tabla 6.22
72
la sección del conducto de salida principal.
Ab/Ac: Relación entre la sección del conducto de salida secundario y
la sección del conducto de entrada.
Qb/Qc: Relación entre el caudal del conducto de salida secundario y el
caudal del conducto de entrada.
Para valores intermedios de las distintas relaciones se toman valores del coeficiente
conservadores.
A.4.6 Ramal de entrada simétrica
Se emplea el método de coeficiente de pérdida dinámica.
∆p = K ·Pv
(A.64)
K se obtiene de la tabla 6-33, pág. 33-47, ASHRAE 1985, y son:
-
Si Aentrada/Asalida=0.5 K=0.5
-
Si Aentrada/Asalida=1 K=0.07
A.4.7 Ramal de salida simétrica
Se emplea el método de coeficiente de pérdida dinámica.
∆p = K ·Pv
K se obtiene de la tabla 6-33, pág. 33-47, ASHRAE 1985, y son:
-
Si Asalida /Aentrada =0.5 K=0.3
-
Si Asalida /Aentrada =1 K=0.25
A.5 Entradas
Los diferentes casos de entradas que se pueden tener son:
A.5.1 Entrada Normal
(A.65)
73
A.5.2 Entrada de campana
A.5.3 Reentrada
Para todos ellos e emplea el método de coeficiente de pérdida dinámica.
∆p = K ·Pv
(A.66)
A.5.1 Entrada Normal
K se obtiene de la siguiente tabla26:
Se divide la tabla en dos zonas (θ≤60; 60<θ≤180):
-
θ≤60:
K = 0.5 − 0.004·ϑ − 0.3
-
L
D
(A.67)
60<θ≤180
K = 0.11 + 0.0023·ϑ − 0.16
Donde:
L
D
θ: ángulo de la entrada en grados
L: longitud de la pared a la entrada
D: diámetro del conducto
A.5.2 Entrada de Campana
K se obtiene de la siguiente tabla27:
26
ASHRAE Duct fitting loss coefficient tables, pág. 8, tabla ED1-5
(A.68)
74
Tabla A. 21 Coeficiente de pérdida en entradas de campana
Donde:
r=radio de la entrada
D=Diámetro del conducto
Para valores de r/D≤0.2:
K = 0.5·e
−15·
r
D
Para valores superiores de r/D se toma K=0.03.
A.5.3 Reentrada
K se obtiene de la siguiente tabla28:
Tabla A. 22 Coeficiente de pérdida en reentradas
27
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, pág. 35.30, tabla ED1-3
28
ASHRAE Handbook Fundamentals 2005, pág. 35.30, tabla ED1-1
(A.69)
75
Donde:
t: espesor del conducto
L: longitud previa a la pared
D: diámetro del conducto
-
Para t/D≤0.05 y L/D≤0.5:
2
L
t
L
 t 
K = 0.7 + 0.11· − 1.41·ï£¬  − 1.23· + 131.25·ï£¬ 
D
D
ï£D
ï£D
-
(A.70)
Para t/D≤0.05 y L/D>0.5:
K = −9.8 + 0.97·
-
2
t
D
(A.71)
Para t/D>0.05:
K=0.5
A.6 Salidas abruptas
Se emplea el método de coeficiente de pérdida dinámica.
∆p = K ·Pv
(A.72)
K se toma igual a la unidad según ASHRAE duct fitting loss coefficient tables, pág.
11, tabla SD2-1.
A.7 Accesorios
Dentro de los accesorios se puede elegir entre los siguientes elementos:
A.7.1
Reja de intemperie normal
A.7.2
Reja de intemperie acústica 1 Fila
A.7.3
Reja de intemperie acústica 2 Filas
A.7.4
Rejas de puerta
76
A.7.5
Compuerta de regulación 1 sentido
A.7.6
Compuerta de regulación 2 sentidos
A.7.7
Rejilla continua
A.7.8
Difusor circular
A.7.9
Difusor rectangular
A.7.10
Compuerta antirretorno
A.7.11
Compuerta sobrepresión
A.7.12
Compuertas estancas
A.7.13
Compuertas de mariposa
A.7.14
Conexión flexible
A.7.15
Placa perforada
A.7.16
Compuerta cortafuego
A.7.17
Boca de extracción
Los valores de pérdida de carga que se muestran a continuación, obtenidos a partir de
una fórmula principal, están expresados en Pa. En el caso de que se tengan un
coeficiente adicional a la fórmula principal, a no ser que se diga lo contrario, éste
multiplicará a dicha fórmula.
A.7.1 Reja de intemperie normal
La pérdida de carga se calcula a partir de la velocidad del aire a través de ella,
mediante la siguiente fórmula, obtenida del ajuste de la curva de pérdida de carga
según los catálogos de TROX29:
29
Catálogo KLIMA Y FILTER, TROX, Febrero 2009
77
∆p = 0.067 + 0.56·v + 5.48·v 2
Donde:
(A.73)
v=velocidad del aire [m/s]
A.7.2 Reja de intemperie acústica 1 Fila
Se calcula también a partir de curvas del catálogo de TROX30, y en este caso
dependen de la velocidad de la altura del conducto. Tomando como referencia la
curva para la altura H=2250mm, se tiene un coeficiente para cada altura:
30
Catálogo KLIMA Y FILTER, TROX, Febrero 2009
78
∆p = K ·(−2.36 + 3.6·v + 8.51·v 2 )
H
Coeficiente (K)
2250
1
1200
1.28
900
1.67
750
2.12
600
2.96
450
6.87
(A.74)
Tabla A. 23 Coeficiente para rejas de intemperie
Para valores de H distintos de los expuestos en la tabla, se aproxima al valor más
cercano por debajo.
A.7.3 Reja de intemperie acústica 2 Filas
Es prácticamente el mismo caso que para 1 fila, solo que se modifica la curva y los
coeficientes:
79
∆p = K ·(−5.88 + 12.86·v + 10.11·v 2 )
H
Coeficiente (K)
2250
1
1200
1.28
900
1.67
750
2
600
3
450
6.53
(A.75)
Tabla A. 24 Coeficiente para rejas de intemperie 2 filas
A.7.4 Rejas de puerta
En este caso se tiene también una fórmula en función de la velocidad y un coeficiente
en función del área de salida geométrica. Esta área geométrica se obtiene a partir de
los datos de una tabla, en función de la altura y del ancho. Una vez obtenida el área
geométrica, se calcula el valor del coeficiente. Este coeficiente se suma al valor
obtenido con la fórmula en función de la velocidad. Para valores de Ageométrica
80
distintos de los incluidos en la tabla, se considera el más cercano y desfavorable.
∆p = K ·(0.025 − 0.124·v + 2.9·v 2 )
Ancho (mm)
125
125
125
125
125
125
125
125
225
225
225
225
225
225
225
325
325
325
325
325
325
425
425
425
Alto (mm)
1225
1025
825
625
525
425
325
225
1225
1025
825
625
525
425
325
1225
1025
825
625
525
425
1225
1025
825
(A.76)
2
Ageom (mm )
0,048
0,04
0,032
0,024
0,02
0,016
0,012
0,008
0,108
0,09
0,072
0,054
0,045
0,036
0,027
0,168
0,14
0,112
0,084
0,07
0,056
0,228
0,19
0,152
81
425
525
525
625
1225
1025
0,114
0,288
0,24
Tabla A. 25 Área geométrica en rejas de puerta
Ageom
0.0075
0.015
0.03
0.06
0.12
0.24
Coeficiente
-6
-3
0
+3
+6
+9
Tabla A. 26 Coeficiente de pérdida en rejas de puerta
A.7.5 Compuerta de regulación 1 sentido
Se refiere a las compuertas con las lamas orientadas en el mismo sentido.
La fórmula general (también en función de la velocidad del aire) está referida a una
inclinación de las lamas de 50º. Para el resto de ángulo se tiene un coeficiente. Para
ángulos intermedios se considera el valor del ángulo más cercano por encima.
∆p = K ·(12.76 − 8.15·v + 5.8·v 2 )
α
Coeficiente (K)
<10º
0.01
10º
0.014
20º
0.074
(A.77)
82
30º
0.22
40º
0.49
50º
1
60º
2
70º
4
80º
9.4
Tabla A. 27 Coeficiente en puertas de regulación
A.7.6 Compuerta de regulación 2 sentidos
En este caso las lamas están orientadas en sentidos opuestos. El caso es
prácticamente el mismo que para lamas orientadas en el mismo sentido, aunque con
ligeras variaciones en la fórmula y en la tabla. La fórmula en este caso está referida a
una inclinación de las lamas de 40º.
∆p = K ·(10.55 − 10.75·v + 9.22·v 2 − 0.125·v 3 )
α
Coeficiente (K)
<10º
0.02
(A.78)
83
10º
0.028
20º
0.102
30º
0.37
40º
1
50º
2.88
60º
9.52
70º
44.64
80º
214
Tabla A. 28 Coeficiente en compuertas de regulación 2 sentidos
A.7.7 Rejilla continua
La pérdida de carga depende tanto de la velocidad del aire como del grado
(porcentaje) de apertura de la rejilla. La fórmula en función de la velocidad está
referida a un grado de apertura de 50%:
∆p = −2 + 0.57·v + 0.766·v 2
K = −0.317 +
Donde:
69.77
a
a= grado de apertura en %
(A.79)
(A.80)
84
A.7.8 Difusor circular
Para los difusores circulares se han tomado valores pérdida de carga dependiendo del
tamaño estándar de éstos y del número de ranuras que tienen. Cada uno de ellos lleva
asociada una fórmula de pérdida de carga en función del caudal (en l/s) y otra para
un coeficiente en función del ángulo de apertura de la compuerta de regulación
asociada.
Estas fórmulas son:
Diámetro x ranuras
Fórm. General
−4
Coeficiente
e −9.8·10
−5
·α 2
·Q 2
e −9.8·10
−5
·α 2
−5
·Q 2
e −1.5·10
−4
·α 2
e 0.3+0.021·Q−2.62·10
−5
·Q 2
e −1.86·10
−4
·α 2
625 x 24
e 0.3+0.021·Q−2.62·10
−5
·Q 2
e −1.86·10
−4
·α 2
600 x 48
e0.91+0.014·Q−1.17·10
e −1.86·10
−4
·α 2
300 x 8
e 0.7+ 0.065·Q − 2.5·10
400 x 16
e0.89+0.033·Q−6.03·10
500 x 24
e0.65+0.028·Q−4.6·10
600 x 24
·Q 2
−5
−5
·Q 2
85
625 x 54
e 0.644+0.015·Q−1.27·10
825 x 72
e −0.19+0.014·Q−1.2·10
−5
−5
·Q 2
e −1.86·10
−4
·α 2
·Q 2
e −1.86·10
−4
·α 2
Tabla A. 29 Coeficiente de pérdidas en difusores circulares
Donde:
Q= caudal de aire en l/s
α= ángulo de la compuerta asociada en º
A.7.9 Difusor rectangular
Para el cálculo de pérdida de carga en difusores rectangulares la medida indicadora
es la altura del conducto de salida, puesto que es la que marca el tamaño total del
difusor.
También como con difusores circulares, se tienen dos fórmulas, la de pérdida de
carga en función del caudal y el coeficiente en función del ángulo de la compuerta
asociada. La fórmula a continuación representa la pérdida de carga en un difusor de
altura de salida 400 mm. En la tabla se representan dos coeficientes, uno el que
multiplica la fórmula general en función de su tamaño, y el otro, en función del
ángulo.
86
∆p = K1 ·K 2 ·(e −0.13+0.0287·Q−4.33·10
−5
·Q 2
)
(A.81)
Altura conducto
Coef. Fórm.
Coeficiente
salida
General (K1)
angulo (K2)
250
6.5
e −1.078·α
300
3.3
e −1.55·α
2
400
1
e −1.29·α
2
2
87
500
0.4
e −2·α
600 - 625
0.18
e −1.91·α
2
2
Tabla A. 30 Coefciente en difusores rectangulares
A.7.10
Compuerta antirretorno
En este elemento sólo se tiene una fórmula, válida para todos los tamaños, en función
de su velocidad.
∆p = 146.08·e
−2.5
v
(A.82)
88
A.7.11 Compuerta sobrepresión
∆p = 5.8 + 6.4·v
A.7.12
(A.83)
Compuertas estancas
La pérdida de carga se calcula según dos casos altura=1000 o 755 mm y
altura=510 o 270 mm.
·
1000 y 755 mm
∆p = 4 − 1.39·v + 0.804·v 2
(A.84)
89
·
∆p = 2 − 0.54·v + 0.982·v 2
510 y 270 mm
A.7.13
(A.85)
Compuertas de mariposa
La pérdida de carga se calcula con:
∆p = K ·Pv
Donde:
(A.86)
Pv= presión dinámica del aire
K=coeficiente. Su calculo se detalla a continuación.
Cálculo del coeficiente:
Para el cálculo de pérdida de carga en compuertas de mariposa afecta mucho si el
conducto es circular o rectangular.
Las fórmulas de pérdida de carga se obtienen del ajuste de curvas de las tablas CD91 y CR9-131
Conducto circular:
Se considera el diámetro de la compuerta igual al del conducto.
Tabla A. 31 Coeficientes en compuertas de mariposa, conducto circular
Se divide en dos zonas ángulo de apertura >50º y ≤50º:
·
31
α≤50º
K = 0.19·e0.102·α
ASHRAE Duct fitting loss coefficient tables pág 157 y pág 300
(A.87)
90
K = e −1.35·10
α>50º
·
−3
α2
(A.88)
Conducto rectangular:
Tabla A. 32 Coeficientes en compuertas de mariposa, conducto rectangular
A parte de la división como en conducto circular en función del ángulo de apertura,
hay otra división en función de la relación entre la altura y el ancho del conducto.
H/W
K para α≤50
K para α>50
<0.12
5418·e − (11.6−0.146·α +0.12·α )
e −3.04 + 0.12·α
−4
0.25 a 1
e −2.3+0.12·α +1.91·10
>2
e −2.136+0.117·α −1.38·10
·α 2
−4
·α 2
e −2.456 + 0.112·α
e −1.956 + 0.11·α
Tabla A. 33 Coeficientes en compuertas de mariposa, conducto rectangular
A.7.14
Conexión flexible
∆p = K ·Pv
(A.89)
Por criterio de ingeniería se define K=0.1.
A.7.15
Placa perforada
∆p = K ·Pv
(A.90)
K se obtiene del ajuste de curvas de las tablas para placa perforadas en ASHRAE32.
32
ASHRAE Duct fitting loss coefficient tables pág 138
91
Las tablas para conductos circulares y rectangulares son iguales, con lo que se van a
coger los datos de conductos circulares (tabla CD6-2).
n<0.3
0.3≤n<0.5
0.5≤n<0.7
n ≥0.7
K = 187 − 1001·n + 1429.5·n 2 − 10.84·a + 0.6·a 2 + 94.63·n 2 ·a +
+ 2.78·n·a 2 − 13.7·n 2 ·a 2
K = 65.3 − 226.54·n + 205.2·n 2 − 3.52·a + 0.18·a 2 + 12.52·n 2 ·a +
+ 0.67·n·a 2 − 1.92·n 2 ·a 2
K = 21.82 − 53.68·n + 33.81·n 2 − 0.97·a + 0.031·a 2 + 1.82·n 2 ·a +
+ 0.2·n·a 2 − 0.32·n 2 ·a 2
K = 7.71 − 14.8·n + 7.08·n 2 − 0.213·a + 0.007·a 2 + 0.247·n 2 ·a +
+ 0.036·n·a 2 − 0.044·n 2 ·a 2
Tabla A. 34 Coeficiente para placa perforada
a=
Donde:
t
d
Donde:
(A.91)
t = espesor de la placa
d= diámetro de los orificios
n = b·
Donde:
d2
Deq 2
b= nº de orificios
d=diámetro de los orificios
Deq= diámetro equivalente del conducto
A.7.16
Compuerta cortafuego
Dependiendo de las dimensiones del conducto, se tiene un área libre final y un
coeficiente de rozamiento, que vienen dados por tablas33.
33
Catálogo KLIMA Y FILTER, TROX, Febrero 2009
92
En función del área libre se calcula una velocidad (v=Q/Alibre), y en función del
coeficiente de rozamiento, se tiene un coeficiente que multiplica en cada caso a la
fórmula general, basada en los datos para CR=0.6.
∆p = K ·1.63·e0.34·v
(A.92)
CR
K
0.2
0.337
0.4
0.67
0.6
1
0.8
1.26
1
1.66
Tabla A. 35 Coeficiente para compuerta cortafuego
H
200
200
200
200
200
200
200
W
200
300
400
500
600
700
800
Al
0,0145
0,0296
0,0446
0,06
0,0749
0,09
0,105
Cr
1,1
0,82
0,76
0,68
0,64
0,63
0,62
H
W
Al
800
800
800
800
800
800
800
200
300
400
500
600
700
800
0,0721
0,147
0,222
0,297
0,372
0,447
0,522
Cr
0,9
0,61
0,51
0,43
0,37
0,34
0,32
93
300
300
300
300
300
300
300
400
400
400
400
400
400
400
500
500
500
500
500
500
500
600
600
600
600
600
600
600
700
700
700
700
700
700
700
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
0,024
0,049
0,074
0,099
0,124
0,15
0,175
0,0337
0,0688
0,104
0,139
0,174
0,209
0,244
0,041
0,088
0,133
0,1786
0,2237
0,2689
0,3139
0,053
0,108
0,163
0,218
0,273
0,328
0,383
0,062
0,127
0,14
0,258
0,323
0,388
0,453
1,04
0,76
0,67
0,6
0,57
0,51
0,49
0,98
0,71
0,62
0,54
0,48
0,45
0,43
0,95
0,67
0,57
0,5
0,43
0,41
0,39
0,92
0,64
0,54
0,46
0,4
0,37
0,35
0,95
0,63
0,58
0,45
0,38
0,36
0,33
900
900
900
900
900
900
900
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1400
1400
1400
1400
1400
1400
1400
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
500
600
700
800
0,0817
0,1668
0,252
0,337
0,422
0,507
0,592
0,091
0,186
0,281
0,376
0,471
0,5668
0,662
0,11
0,225
0,34
0,455
0,57
0,686
0,801
0,1297
0,265
0,4
0,53
0,67
0,8
0,94
0,14
0,284
0,43
0,574
0,72
0,865
1
0,89
0,6
0,5
0,42
0,36
0,33
0,31
0,88
0,59
0,49
0,41
0,35
0,32
0,3
0,87
0,58
0,48
0,4
0,33
0,31
0,27
0,86
0,57
0,47
0,39
0,32
0,29
0,27
0,86
0,57
0,49
0,38
0,32
0,29
0,27
Tabla A. 36 Coeficiente de rozamiento para compuerta cortafuego
A.7.17
Bocas de extracción
La pérdida de carga viene determinada en este caso por la apertura de la boca (s, en
mm) y por el caudal de aire (en l/s).
94
∆p = K ·(−22.7 + 1.11·Q )
(A.93)
S
K
15
2
20
1.4
25
1
30
0.8
Tabla A. 37 Coeficiente en boca de extracción
A.8 Filtros
Se puede escoger uno de los siguientes filtros:
A.8.1
Filtro enrollable
A.8.2
Filtro de baja eficiencia
A.8.3
Filtro de media eficiencia
A.8.4
Filtro de alta eficiencia
A.8.5
Filtro de carbón activo, baja concentración
95
A.8.6
Filtro de carbón activo, alta concentración
Todas las fórmulas que se presentan a continuación se han obtenido a partir de
catálogos de TROX34.
A.8.1 Filtro enrollable
(Curva 3)
∆p = 45 + 78·v
Donde:
34
v=velocidad del aire en m/s
Catálogo KLIMA Y FILTER, TROX, Febrero 2009
(A.94)
96
A.8.2 Filtro de baja eficiencia
F711 Media eficiencia
F704 Baja eficiencia
Dentro de los de baja, media y alta eficiencia, físicamente se distinguen entre filtros
planos y filtros diédricos. Aún así para el cálculo de pérdida de carga no afecta el
tipo de filtro que se tenga.
La manera de calcular la pérdida de carga es restar las curvas de máxima pérdida
(cuando el filtro está sucio) y de mínima pérdida (filtro limpio).
Máxima:
∆p = −26 + 35·v
(A.95)
Mínima:
∆p = −52.7 + 54.2·v
(A.96)
A.8.3 Filtro de media eficiencia
Máxima:
∆p = −41.33 + 52·v
(A.97)
Mínima:
∆p = −52.7 + 54.2·v
(A.98)
97
A.8.4 Filtro de alta eficiencia
Máxima:
∆p = −68.33 + 175·v
(A.99)
Mínima:
∆p = −6.67 + 15·v
(A.100)
A.8.5 Filtro de carbón activo, baja concentración
F400alta concentración
F401 baja concentración
Según las tablas obtenidas, la pérdida de carga depende del porcentaje sobre el
caudal nominal del filtro que esté circulando.
98
Teniendo el filtro de baja concentración un caudal nominal de 475 m3/h, se presenta
la curva ya adaptada para no tener que introducir otro dato más, sólo el caudal.
∆p = −8.4 + 0.101·Q
(A.101)
A.8.6 Filtro de carbón activo, alta concentración
Igual que el de baja concentración, sólo que el caudal nominal es de 950 m3/h.
∆p = 7.2 − 0.0141·Q + 1.33·10 −4 ·Q 2
(A.102)
A.9 Equipos
Se han mantenido los equipos que se tenían en el programa anterior. Estos son:
A.9.1
Serpentines de calentamiento/enfriamiento solo carga sensible
A.9.2
Serpentines de enfriamiento latente
A.9.3
Serpentín eléctrico
A.9.1 Serpentines de calentamiento/enfriamiento solo carga
sensible
Se han utilizado las curvas de pérdida de carga de American Air Filter35
Éstos pueden ser de 1, 2, 4, 6 y 8 hileras.
∆p = K ·(−6.12 + 9.37·v )
Donde:
∆p= pérdida de presión en mbar
v= velocidad en m/s
k=nº de hileras
A.9.2 Serpentines de enfriamiento latente
Se han utilizado las curvas de pérdida de carga de American Air Filter36
35
American Air Filter, Chilled water coils-Bulletin NºCC 101 B pag 27 chart 3
(A.103)
99
Éstos pueden ser de 1, 2, 4, 6 y 8 hileras.
∆p = K ·(−8.3 + 15.76·v )
Donde:
(A.104)
∆p= pérdida de presión en mbar
v= velocidad en m/s
k=nº de hileras
A.9.3 Serpentín eléctrico
Se ha utilizado para el ajuste la curva de pérdida de carga del serpentin con aletas de
la firma INDEECO.37
Se emplea el siguiente ajuste:
-
v≤4.5m/s:
∆p = 0.242 + 4.5·v + 0.45·v 2
(A.105)
-
v>4.5m/s:
∆p = 63.73 − 25.24·v + 3.93·v 2
(A.106)
A.10 Equipo no programado
En este apartado se encuentran todos los equipos, accesorios y elementos de los que
se conoce su pérdida de carga por ser un dato suministrado por el fabricante.
En el programa se pregunta el nombre y la pérdida de carga del equipo.
36
American Air Filter, Chilled water coils-Bulletin NºCC 101 B pag 27 chart 3
37
Catálogo C20, Indeeco, Finned Tubular Blast Coil Duch Heaters 1972 figura 16, pág.7
100
Anejo B: Programa Hourly Analysis Program (CARRIER)
Este programa, diseñado por la empresa CARRIER, es una herramienta muy útil para
diseñar sistemas de ventilación, calefacción y aire acondicionado en edificios.
Basándose en funciones de transferencia, el programa es capaz de calcular hora a
hora durante todo el año el comportamiento de los sistemas de calefacción y aire
acondicionado del edificio. También ofrece otros datos, como los días críticos para
los que debe diseñarse el sistema HVAC, calculando la carga máxima de calefacción
y la potencia máxima de refrigeración.
Descripción general del programa:
En el momento de abrir un nuevo proyecto, se pueden visualizar varios apartados:
B.1
Weather
B.2
Spaces
B.3
Systems
Plants
Buildings
B.4
Project Libraries
Aunque el orden en el que aparecen en el programa es el indicado anteriormente,
para poder definir Spaces y Systems, es necesario haber definido Project Libraries,
con lo cual se recomienda leer primero el apartado B.4.
Plants y Buildings, al no utilizarse habitualmente, no se van a explicar en este anejo.
101
B.1 Weather:
En esta ventana el programa pide las condiciones exteriores del proyecto. El propio
programa tiene en su base de datos interna una serie de datos sobre las ciudades más
importantes del mundo clasificadas por continente y por país. No obstante, puede ser
que el emplazamiento de la central sometida a análisis no se encuentre dentro del
listado interno. En ese caso, habría que definir manualmente en la pestaña de
Parámetros de diseño las condiciones necesarias, modificando los datos de la ciudad
que se encuentre más cercana al lugar a estudiar en la base de datos del programa.
Las condiciones que se pueden modificar son:
-
Latitud
-
Longitud
-
Elevación
-
Tª seca de diseño en verano
-
Tª de bulbo húmedo coincidente en vearano
-
Rango diario de temperaturas en verano
-
Tª seca de diseño en invierno
-
Tª de bulbo húmedo coincidente en invierno
-
Claridad atmosférica
-
Conductividad del suelo
-
Meses de diseño para aire acondicionado
-
Zona horaria
-
Meses de año durante los cuales se modifica la hora.
102
B.2 Spaces:
Aquí es donde se definen las distintas salas que se van a considerar. Para definir cada
sala, se tienen diferentes pestañas:
•
General: se define el área, la altura, el peso del edificio, y el aire exterior
necesario. Para definir el aire exterior necesario se puede o bien tomar un
dato del listado del programa (por ejemplo, aula de un colegio, o habitación
de un hotel) o bien introducir los datos necesarios en ese caso específico. El
dato se puede introducir en L/s, L/(s·m2), L/(s·persona), % de aire
impulsado.
•
Internals: aquí se introducen las distintas cargas que se tienen en la sala,
distinguiendo entre iluminación alta (normalmente, 20 W/m2), iluminación
adicional (un segundo tipo de iluminación), equipos eléctricos, ocupación,
otras cargas (si se tienen otras cargas, es necesario introducir la carga
sensible y la carga latente que aportan).
•
Walls, Windows, Doors: en esta pestaña se definen las caras que dan al
exterior; para ello se da su orientación, su área, la cantidad de ventanas, el
tipo de ventanas que se tiene (se pueden introducir hasta dos tipos de
ventana por sala) y la cantidad de puertas que se tiene, así como el tipo de
puerta que es. El tipo de ventana y de puerta, se define a partir de los datos
introducidos en Project Libraries.
•
Roofs, Skylights: se define el techo de la sala y la cantidad de tragaluces
presentes. Datos a introducir: orientación, área, nº de tragaluces, tipo de
103
techo (obtenido a partir de los tipos definidos en Project Libraries) y tipo de
tragaluz (también definidos en Project Libraries).
•
Infiltration: se introducen los datos de infiltraciones tanto en el diseño de
invierno como en el de verano.
•
Floors: Se define el área, la transmitancia térmica, y se indica si la sala a
estudiar está situada sobre una sala acondicionada, no acondicionada y las
temperaturas máxima y mínima de dicha sala, así como la temperatura
ambiente máxima y mínima.
•
Partitions: aquí se introducen datos de salas con las que limita la sala
estudiar que estén diseñadas para temperaturas distintas a las de las de
diseño de la sala que se está definiendo. Para definir este apartado hay que
introducir la superficie de la pared entre las dos salas, su transmitancia
térmica, las temperaturas máxima y mínima de la sala contigua y la
temperatura ambiente máxima y mínima.
B.3 Systems:
En este apartado se definen los equipos que se van a tener para acondicionar las
distintas salas definidas en el apartado anterior. En este caso también se tienen
diferentes pestañas:
•
General: Se define el tipo de equipo y el tipo de sistema de aire, así como el
número de zonas que se van a tener (las salas previamente definidas se
pueden agrupar por zonas).
104
•
System Components: se introduce información sobre el aire de ventilación,
humidificador/deshumidificador, temperatura de impulsión, ventilador,
conductos…
•
Zone components: Se define qué sala se encuentra en cada zona, las
temperaturas que se quieren mantener en cada zona, el mínimo aire a
introducir en cada zona…
•
Sizing data: aquí se dan datos para dimensionar el sistema (por ejemplo, el
coeficiente de seguridad). Se puede o bien coger los datos que calcula el
programa o bien introducir otros datos.
•
Equipment: esta pestaña sólo afecta cuando se realiza un análisis energético.
B.6 Project Libraries:
En esta ventana del programa puede definirse lo siguiente:
a) Schedule: define los horarios de funcionamiento de equipos, iluminación,
ocupación, termostatos, etc. Dentro de cada horario se pueden tener ocho
perfiles distintos del mismo horario pudiendo después asignar a cada mes del
año un perfil distinto. Por ejemplo, en el caso de la iluminación, es posible
distinguir entre dos perfiles distintos, uno para invierno y otro para verano.
b) Walls: permite introducir las características de muros y tabiques, capa a capa,
calculando la resistencia térmica total del elemento..
c) Roof: permite introducir las características de cubiertas o techos, capa a capa,
calculando la resistencia térmica total del elemento.
d) Windows: permite definir distintos tipos de ventanas, tantas como nos
vayamos a encontrar en el proyecto. Se definen mediante el área, el
105
coeficiente de transmisión de calor, el coeficiente de sombra y otros
parámetros.
e) Doors: permite definir distintos tipos de puertas, tantas como nos vayamos a
encontrar en el proyecto. Se definen mediante el área y el coeficiente de
transmisión de calor.
106
Anejo C: Lista de elementos en conductos de impulsión y
retorno.
C.1: Conducto de impulsión.
Dimensiones
mm*mm
560*970
Elemento
1
Conexión flexible
2
Transformación
concéntrica
4
5
6
7
8
Compuerta de
regulación y
cierre
Descarga abrupta
Entrada
Tramo recto
Codo vaned
Tramo recto
9
Ramal salida
3
10
Ramal salida
11
Transformación
concéntrica
12
13
14
15
Tramo recto
Ramal Splitter
Codo vaned
Tramo recto
16
17
Ramal salida
560*970
300
21,28
6200
21,42
1400*800
1400*800
1400*800
1400*800
1400*800
Principal 1400*800
Secundario 260*260
Salida
1400*800
Principal 1400*800
Secundario 260*260
Salida
1400*800
23,60
24,40
24,54
25,09
25,15
25,16
θ=90º
θ=0º
6200
6200
6200
6200
6200
6200
800
4600
6200
800
4600
1200*600
6200
200
25,27
6200
6200
2427
2427
2427
215
2212
316
25,28
25,84
26,62
27,44
27,47
1400*800
Principal
Secundario
Salida
Tramo recto
Ramal salida
6200
1100*1000
Principal
18
1100*1000
Caudal Longitud
ΔP
m^3/h
mm
mmH2O
6200
0,01
Secundario
Salida
1200*600
1200*600
600*600
600*600
600*600
600*600
θ=90º
θ=0º
600*600
θ=90º
θ=0º
600*600
600*600
600*600
2212
2212
θ=90º
θ=0º
212
2000
500
5000
2362
25,17
10630
3962
27,78
27,80
107
19
Tramo recto
600*600
20
Transformación
concéntrica
600*600
21
Compuerta
cortafuego
600*500
2000
600*500
2000
22
23
24
Tramo recto
Compuerta de
regulación y
cierre
Tramo recto
600*500
2000
2161
27,92
2000
200
28,02
31,71
741
2000
32,02
4850
32,44
32,60
600*500
θ=90º
θ=0º
2000
2000
400
1600
600*500
600*400
1600
300
32,73
3300
33,06
33,18
600*400
θ=90º
θ=0º
1600
1600
400
1200
600*400
600*300
1200
200
33,30
3500
33,74
33,81
600*300
θ=90º
θ=0º
1200
1200
400
800
600*300
400*300
800
400
33,97
3500
34,50
34,56
400*300
θ=90º
θ=0º
800
800
400
400
400*300
225*225
400
350
34,78
3500
36,00
43,67
38 Rejilla impulsión
400
400
0
400
400
39 Descarga abrupta
400
25
Ramal salida
26
Transformación
concéntrica
27
Tramo recto
28
Ramal salida
29
Transformación
concéntrica
30
Tramo recto
31
Ramal salida
32
Transformación
concéntrica
33
Tramo recto
34
Ramal salida
35
Transformación
concéntrica
36
Tramo recto
37
Ramal salida
Principal
Secundario
Salida
Principal
Secundario
Salida
Principal
Secundario
Salida
Principal
Secundario
Salida
Principal
Secundario
Salida
600*500
600*500
31,78
600*400
600*400
600*300
600*300
400*300
400*300
225*225
225*225
225*225
θ=0º
θ=90º
45,85
49,85
108
C.2: Conducto de retorno.
Elemento
Dimensiones
Caudal
Longitud
ΔP
mm*mm
m^3/h
mm
mmH2O
1
Entrada normal
400
0,96
2
Rejilla extracción
400
3,14
θ=90º
400
15,23
θ=0º
0
Principal
3
Ramal entrada
Secundario
225*225
Salida
225*225
400
400
3300
350
4
Tramo recto
225*225
5
Transformación
concéntrica
225*225
400*300
400
400*300
θ=0º
800
θ=90º
400
Principal
6
Ramal entrada
Secundario
Salida
400*300
400
800
3500
Tramo recto
400*300
8
Transformación
concéntrica
400*300
600*300
800
400
600*300
θ=0º
θ=90º
1200
400
800
1200
3500
200
9
Ramal entrada
10
Tramo recto
11
Transformación
concéntrica
Principal
12
Ramal entrada
600*300
600*300
600*300
600*400
1200
600*400
θ=0º
1600
θ=90º
400
Secundario
Salida
1200
1600
3300
300
Tramo recto
600*400
14
Transformación
concéntrica
600*400
600*500
1600
600*500
θ=0º
2000
θ=90º
400
Principal
15
Ramal entrada
Secundario
Salida
1600
2000
4850
2000
200
Tramo recto
600*500
17
Transformación
concéntrica
600*500
18
Codo vaned
600*600
2000
19
Tramo recto
600*600
2000
600*600
21,1
19,02
19,46
19,92
18,78
19,1
17,94
600*500
16
20,36
18,45
600*400
13
22,56
19,84
7
Principal
Secundario
Salida
16,38
600
18,35
18,69
19,22
19,25
109
20
Codo vaned
600*600
21
Compuerta
cortafuego
22
Tramo recto
600*600
2000
23
Codo vaned
600*600
2000
24
Tramo recto
600*600
2000
2650
25
Transformación
concéntrica
600*600
2000
200
26
Codo vaned
700*700
2000
27
Tramo recto
700*700
2000
7501
28
Transformación
concéntrica
700*700
700*800
2000
200
700*800
θ=0º
5550
θ=90º
3550
Ramal entrada
19,78
2000
Principal
29
2000
Secundario
Salida
700*700
1400*800
2000
30
Tramo recto
1400*800
5550
31
Codo vaned
1400*800
5550
32
Tramo recto
1400*800
5550
21,09
8851
21,57
22,1
22,24
22,55
22,84
23,02
23,16
22,68
1520
22,71
23,15
5000
23,26
33 Descarga abrupta
5550
34
Entrada normal
5550
25,01
25,59
35
Codo vaned
900*1300
5550
25,98
36
Tramo recto
900*1300
5550
37
Codo vaned
900*1300
5550
38
Tramo recto
900*1300
5550
Principal
39
Ramal salida
900*1300
Secundario
Salida
900*1300
θ=90º
5550
θ=0º
5550
5550
1741
26,02
26,41
2506
26,46
26,57
1
DOCUMENTO Nº2, PLANOS
ÍNDICE GENERAL
2.1 LISTA DE PLANOS ..............................................................................................2
2.2 PLANOS
PLANO 1 - DISPOSICION GENERAL
PLANO 2 - EDIFICIO ELECTRICO
PLANO 3 - CONDUCTOS EDIFICIO ELECTRICO
PLANO 4 – CONDUCTOS CUBIERTA
2
2.1 LISTA DE PLANOS
PLANO 1 - DISPOSICION GENERAL
PLANO 2 - EDIFICIO ELECTRICO
PLANO 3 - CONDUCTOS EDIFICIO ELECTRICO
PLANO 4 – CONDUCTOS CUBIERTA
DOCUMENTO Nº3, PLIEGO DE CONDICIONES
ÍNDICE GENERAL
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS ..........................................................................1
3.2 TECNICAS Y PARTICULARES ..........................................................................6
1
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
2
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS ..........................................................................1
3.1.1
Comprobación de la ejecución......................................................................3
3.1.2
Puesta en marcha y recepción .......................................................................3
3.1.3
Recepción provisional ..................................................................................3
3.1.3
Recepción definitiva y garantía ....................................................................4
3.1.4
Condiciones de pago .....................................................................................5
3.1.5
Validez y formula de revisión de precios .....................................................5
3
3.1.1 Comprobación de la ejecución
Independientemente de los controles de recepción y de las pruebas parciales
realizadas durante la ejecución, se comprobara la correcta ejecución del montaje y la
limpieza y cuidado en el buen acabado de la instalación.
3.1.2 Puesta en marcha y recepción
Para la puesta en funcionamiento de la instalación es necesaria la autorización del
organismo territorial competente, para lo que se deberá presentar ante el mismo un
certificado suscrito por el director de la instalación, cuando sea preceptiva la
presentación de proyecto y por un instalador que posea carné, de la empresa que ha
realizado el montaje.
El certificado de instalación tendrá como mínimo el contenido que se señala en el
modelo que se indica en el apéndice de esta instrucción técnica.
En el certificado se expresará que la instalación ha sido ejecutada de acuerdo con el
proyecto presentado y registrado por el organismo territorial competente y que
cumple con los requisitos exigidos en este reglamento y sus instrucciones técnicas.
Se harán constar también los resultados de las pruebas a que hubiese lugar.
3.1.3 Recepción provisional
Una vez realizadas las pruebas finales con resultados satisfactorios en presencia del
director de obra, se procederá al acto de recepción provisional de la instalación, con
el que se dará por finalizado el montaje de la instalación. En el momento de la
recepción provisional la empresa instaladora deberá entregar al director de obra la
documentación siguiente:
4
•
Una copia de los planos de la instalación realmente ejecutada en la que
figuren como mínimo el esquema de principio, el esquema de control y
seguridad, el esquema eléctrico, los planos de la sala de máquinas y los
planos de plantas, donde debe indicarse el recorrido de las conducciones de
distribución de todos los fluidos y la situación de las unidades terminales.
•
Una memoria descriptiva de la instalación realmente ejecutada en la que se
incluyan las bases de proyecto y los criterios adoptados para su desarrollo
•
Una relación de los materiales y los equipos empleados en la que se indique
el fabricante, la marca, el modelo y las características de funcionamiento,
junto con catálogos y con la correspondiente documentación de origen y
garantía.
•
Los manuales con las instrucciones de manejo, funcionamiento y
mantenimiento, junto con la lista de repuestos recomendados.
•
Un documento en el que se recopilen los resultados de las pruebas realizadas.
•
El certificado de la instalación firmado.
El director de obra entregará los mencionados documentos, una vez comprobado su
contenido y firmado el certificado, al titular de la instalación, quien lo presentará a
registro en el organismo territorial competente.
En cuanto a la documentación de la instalación se estará además a lo dispuesto en la
Ley General de la Defensa de los Consumidores y Usuarios y disposiciones que la
desarrollan.
3.1.4 Recepción definitiva y garantía
Transcurrido el plazo de garantía, que será de un año si en el contrato no se estipula
5
otro de mayor duración, la recepción provisional se transformará en recepción
definitiva, salvo que por parte del titular haya sido cursada alguna reclamación antes
de finalizar el periodo de garantía.
Si durante el periodo de garantía se produjesen averías o defectos de funcionamiento,
éstos deberán ser subsanados gratuitamente por la empresa instaladora, salvo que se
demuestre que las averías han sido producidas por falta de mantenimiento o uso
incorrecto de la instalación.
3.1.5 Condiciones de pago
• 20% con el pedido
• 20% al acopio de los materiales
• 20% al comienzo del montaje
• 30% al acabar el montaje
• 10% a la puesta en marcha
3.1.6 Validez y formula de revisión de precios
Los precios han sido calculados según tarifa y costes vigentes. Tendrán validez
durante dos meses.
En caso de pedido y pasada la fecha ceda certificación de obra o pago comercial,
estará revisado para compensar todas las posibles variaciones oficiales de costes de
material y mano de obra.
6
3.2 TECNICAS Y PARTICULARES
7
3.2 TECNICAS Y PARTICULARES ..........................................................................6
3.2.1 Instrucciones técnicas y de montaje. ..........................................................10
IT. INSTRUCCIONES TÉCNICAS. .......................................................................10
IT.1 Diseño y dimensionado ...........................................................................10
IT. 2 Conductos de aire ...................................................................................10
IT. 2.1 Conductos rectangulares de fibra de vidrio ....................................10
IT. 2 .2 Filtros de aire .................................................................................10
IT.2.3. Conexiones de unidades terminales ................................................11
IT. 3 Equipos de generación de frío................................................................11
IT. 3.1 Condiciones generales ....................................................................11
IT.3.2 Placas de identificación....................................................................11
IT.4 Control de las instalaciones de climatización .........................................12
IT.4.1 Control de las condiciones termo-higrometricas .............................12
IT. 4. 2. Control de la calidad del aire interior ...........................................12
IT. 5 Equipos de agua caliente sanitaria .........................................................12
IT.5.1 Tuberías............................................................................................12
IT.5.2 Valvuleria .........................................................................................13
IT.5.3. Accesorios .......................................................................................13
IT.5.4. Termómetros para el control de líquidos ........................................13
IT.5.5. Manómetros para circuitos hidráulicos ...........................................13
IT.6. Condiciones de materiales y equipos .....................................................14
ITM: INSTRUCCIONES TÉCNICAS DE MONTAJE. ...........................................15
ITM.1. Generalidades .....................................................................................15
8
ITM.2. Empresa instaladora ...........................................................................15
ITM.2.2 Proyecto .....................................................................................15
ITM.2.3 Planos y esquemas de instalación ..............................................15
ITM.2.4 Cooperación con otros contratistas. ...........................................16
ITM.3
Acopio de materiales .....................................................................16
ITM.3.1 Generalidades ............................................................................16
ITM.3.2 Almacenamiento. .......................................................................17
ITM.3.2.1
Protección ..............................................................................17
ITM.3.2.2 Consideraciones especiales de almacenamiento .....................17
ITM.3.2.2.1 Colectores ............................................................................17
ITM.3.2.2.2 Acumuladores ......................................................................18
ITM.3.2.2.3 Equipo de control .................................................................18
ITM.4
Pruebas ..........................................................................................18
ITM.4.1 Equipos ......................................................................................18
ITM.4.2 Pruebas de recepción de redes de conductos de aire. ................18
ITM.4.2.1 Preparación y limpieza ...........................................................18
ITM.4.2.2 Pruebas de resistencia estructural y estanqueidad ..................19
ITM.4.2.3 Pruebas finales ........................................................................19
ITM.4.3 Pruebas de ruido y vibraciones ..................................................19
ITM.5
Ajuste y equilibrado ......................................................................19
ITM.5.1 Sistema de distribución y difusión de aire .................................19
ITM.5.2 Control automático ....................................................................20
ITM.7
Accesibilidad .................................................................................21
ITM.8
Identificación de equipos...............................................................21
9
3.2.2 Pliego de eficiencia energética ...................................................................21
3.2.3 Pliego de condiciones de mantenimiento. ..................................................23
ITMA
INSTRUCCIONES TÉCNICAS DE MANTENIMIENTO ........................23
ITMA.1
Generalidades ................................................................................23
ITMA.2
Programa de mantenimiento preventivo........................................23
10
3.2.1 Instrucciones técnicas y de montaje.
IT. INSTRUCCIONES TÉCNICAS.
IT.1 DISEÑO Y DIMENSIONADO
El diseño y dimensionado de las instalaciones térmicas se realizará siguiendo las
directrices del RITE aprobado por Real Decreto 1027/2007 de 20.07.2007.
IT. 2 CONDUCTOS DE AIRE
IT. 2.1 Conductos rectangulares de fibra de vidrio
Los conductos estarán realizados partiendo de paneles rígidos de fibra de vidrio, de
25 mm de espesor, con una densidad mínima de 70 Kg. /m3. La obra de conductos de
fibra de vidrio requerida por el sistema, se construirá y montará en forma
irreprochable. Los conductos, a no ser que se apruebe de otro modo, se ajustarán con
exactitud a las dimensiones indicadas en los planos y serán rectos y lisos en su
interior, con juntas o uniones esmeradamente terminadas. Los conductos se anclarán
firmemente al edificio, de una manera adecuada y se instalarán de tal modo, que
estén exentos por completo de vibraciones en todas las condiciones de
funcionamiento.
Los conductos de aire dispondrán de una capa de aislamiento térmico tal que la
pérdida de calor no sea mayor que el 4% de la potencia que transportan y siempre
que sea suficiente para evitar condensaciones.
IT. 2 .2 Filtros de aire
Los filtros de aire serán del tipo seco regenerable e irán dispuestos en secciones,
cuyos tamaños serán los normales del comercio. Su instalación será tal que filtren,
tanto el aire exterior como el de recirculación y que permitan un fácil desmontaje
11
para las periódicas limpiezas.
Las secciones del filtro estarán constituidas por marcos metálicos galvanizados, con
malla metálica que sirva de soporte al material filtrante. Todos los materiales
utilizados en la construcción de los filtros deberán ser anticorrosivos.
IT.2.3. Conexiones de unidades terminales
Los conductos flexibles que se utilicen para la conexión de la red a las unidades
terminales se instalarán totalmente desplegados y con curvas de radio igual o mayor
que el diámetro nominal.
IT. 3 EQUIPOS DE GENERACIÓN DE FRÍO
IT. 3.1 Condiciones generales
Los equipos de producción de frío como aparatos acondicionadores de aire y equipos
autónomos, deberán cumplir lo que a este respecto especifique el Reglamento de
Seguridad para Plantas e Instalaciones Frigoríficas y el Reglamento de Aparatos a
Presión.
IT.3.2 Placas de identificación
Todos los equipos deberán ir provistos de placas de identificación en las que deberán
constar los datos siguientes:
• Nombre o razón social del fabricante
• Número de fabricación
• Designación del modelo
• Características de la energía de alimentación
• Potencia nominal absorbida
• Potencia frigorífica total útil
12
• Tipo de refrigerante.
• Cantidad de refrigerante.
• Coeficiente de eficiencia energética EER y COP
• Etiqueta energética
IT.4
CONTROL
DE
LAS
INSTALACIONES
DE
CLIMATIZACIÓN
IT.4.1 Control de las condiciones termo-higrometricas
Las instalaciones térmicas estarán dotadas de los sistemas de control automáticos
necesarios para que se puedan mantener en los locales las condiciones de diseño
previstas, ajustando los consumos de energía a las variaciones de la carga. En su
conjunto la instalación contara con control tipo THM-C4, al contar con regulación
automática de temperatura y humidificación. En el caso de las unidades Roof-Top
este grado de control se eleva hasta el THM-C5 al contar a su vez con control
automático de deshumidificación.
IT. 4. 2. Control de la calidad del aire interior
Los sistemas de ventilación controlarán la calidad del aire interior de forma
continuada.
IT. 5 EQUIPOS DE AGUA CALIENTE SANITARIA
IT.5.1 Tuberías
Las tuberías de agua caliente y fría en circuito cerrado serán de acero negro sin
soldadura según DIN 2440 para diámetros hasta 6” y DIN 2448 para diámetros de 8”
y superiores.
Las de circuito abierto en acero galvanizado con las mismas normas que en el
13
apartado anterior.
IT.5.2 Valvuleria
Las válvulas serán estancas, interior y exteriormente, es decir, con la válvula en
posición abierta o cerrada, a una presión hidráulica igual a vez y media la de trabajo,
con un mínimo de 600kPa. Esta estanqueidad se podrá lograr accionando
manualmente la válvula.
IT.5.3. Accesorios
Los espesores mínimos de metal para embridar o roscar, serán los adecuados para
soportar las máximas presiones y temperaturas a las que hayan de estar sometidos.
Donde se requieran accesorios especiales, estos reunirán unas características tales
que permitan su prueba hidrostática a una presión doble de la correspondiente al
vapor de suministro.
IT.5.4. Termómetros para el control de líquidos
Serán de alcohol vidriado y envolvente metálica exterior, rectos o acoplados de
forma que permitan su colocación paralela a la tubería en que se controla la
temperatura.
IT.5.5. Manómetros para circuitos hidráulicos
Se instalaran manómetros en todas las tuberías de aspiración e impulsión de bombas,
en las entradas y salidas de bombas y en los colectores.
La posición de los manómetros será tal que permita una rápida y fácil lectura y su
conexión a la tubería estará situada en tramos rectos, lo mas alejad posible de codos
y curvas de las tuberías.
14
IT.6. CONDICIONES DE MATERIALES Y EQUIPOS
Todos los materiales serán de buena calidad y de reconocida casa comercial. Tendrán
las dimensiones que indiquen los documentos del proyecto y fije la dirección
facultativa.
15
ITM: INSTRUCCIONES TÉCNICAS DE MONTAJE.
ITM.1. GENERALIDADES
Esta instrucción tiene por objeto establecer el procedimiento a seguir para efectuar
las pruebas de puesta en servicio de la instalación térmica. Ha de entenderse como la
exigencia de que los trabajos de montaje, pruebas y limpieza se realicen
correctamente de forma que:
• Se garantice que a la entrega, la instalación cumpla con los requisitos que
señala el RITE aprobado por RD 1027/2007.
•
La ejecución de las tareas parciales interfiera lo menos posible con el trabajo
de otros oficios.
ITM.2. EMPRESA INSTALADORA
El montaje de las instalaciones deberá ser efectuado por una empresa instaladora
registrada de acuerdo a lo desarrollado en el RITE aprobado por RD 1027/2007.
Es responsabilidad de la empresa instaladora el cumplimiento de la buena práctica
desarrollada en este epígrafe, cuya observancia normalmente escapa a las
especificaciones del proyecto de instalación.
La empresa instaladora dispondrá de los medios humanos y materiales necesarios
para efectuar las pruebas parciales y finales de la instalación.
ITM.2.2
Proyecto
La empresa instaladora seguirá estrictamente los criterios expuestos en el presente
proyecto.
ITM.2.3
Planos y esquemas de instalación
La empresa instaladora deberá efectuar dibujos detallados de equipos, aparatos, etc...,
16
que indiquen claramente dimensiones, espacios libres, situación de conexiones, peso
y cuanta información sea necesaria para su correcta evaluación. Los planos de detalle
podrán ser sustituidos por folletos o catálogos del fabricante del aparato o equipo.
ITM.2.4
Cooperación con otros contratistas.
La empresa instaladora deberá cooperar plenamente con los otros contratistas,
entregando toda la documentación necesaria a fin de que los trabajos transcurran sin
interferencias ni retrasos.
ITM.3
ACOPIO DE MATERIALES
ITM.3.1
Generalidades
Los materiales serán reconocidos en obra antes de su empleo por la dirección
facultativa, sin cuya aprobación no podrán ser empleados en la obra.
Los materiales procederán de fábricas reconocidas convenientemente y embalados
con el objeto de protegerlos contra elementos climatológicos, golpes y malos tratos
durante el trasporte, así como durante su permanencia en el lugar de
almacenamiento.
Cuando el transporte se realice por mar, los materiales llevaran un embalaje especial,
así como las protecciones necesarias para evitar la posibilidad de corrosión marina.
Los embalajes de componentes pesados o voluminosos dispondrán de los
convenientes refuerzos de protección y elementos de enganche que faciliten las
operaciones de carga y descarga, con la debida seguridad y corrección
Externamente al embalaje y en lugar visible se colocarán etiquetas que identifiquen
inequívocamente el material contenido en el interior.
A la llegada a la obra se comprobara que las características técnicas de todos los
17
materiales corresponden con las especificadas en el proyecto.
ITM.3.2
Almacenamiento.
La empresa instaladora ira almacenando en el lugar establecido de antemano todos
los materiales necesarios para ejecutar la obra, de forma escalonada según las
necesidades.
ITM.3.2.1
Protección
Durante el almacenamiento de los materiales en la obra y una vez instalados, se
deberán proteger todos los materiales de desperfectos y daños, así como de la
humedad.
Las aberturas de conexión de todos los aparatos deberán estar convenientemente
protegidas durante el transporte, almacenamiento y montaje, hasta que se proceda a
su unión. Las protecciones deberán tener forma y resistencia adecuadas para evitar la
entrada de cuerpos extraños y suciedades, así como daños mecánicos que puedan
sufrir las superficies de acoplamiento de bridas, roscas, manguitos, etc.
ITM.3.2.2
Consideraciones especiales de almacenamiento
ITM.3.2.2.1 Colectores
Los colectores serán suministrados en jaulas de madera adecuadas para su traslado o
elevación mediante carretillas elevadoras. Las jaulas se almacenarán depositándolas
sobre suelo plano y a cubierto. En caso de almacenaje exterior, las jaulas se cubrirán
para protegerlas del agua de lluvia.
En el caso de que los colectores, una vez desembalados y previamente a su montaje
sobre los perfiles de apoyo, deban ser dejados de forma interina a la intemperie, se
colocarán con un ángulo mínimo de inclinación de 20º y máximo de 80º, con la
cubierta de cristal orientada hacia arriba. Se evitará la posición horizontal y vertical.
18
Hasta que los colectores no estén llenos de fluido caloportador es conveniente
cubrirlos, a fin de evitar excesivas dilataciones.
ITM.3.2.2.2 Acumuladores
En espera de su instalación, han de ser almacenados verticalmente en el suelo sin
desembalar, par evitar golpes.
ITM.3.2.2.3 Equipo de control
Se tendrá especial cuidado con los materiales de control durante su almacenamiento
por su elevada fragilidad. Deberán por tanto quedar protegidos.
ITM.4
PRUEBAS
Todas las pruebas se efectuaran en presencia del director de obra o persona en quien
delegue, quien deberá dar su conformidad tanto al procedimiento seguido como a los
resultados.
ITM.4.1
Equipos
Se tomara nota de los datos de funcionamiento de los equipos y aparatos, que pasarán
a formar parte de la documentación final de la instalación. Se registrarán los datos
nominales de funcionamiento y los datos reales de funcionamiento.
ITM.4.2
Pruebas de recepción de redes de conductos de aire.
ITM.4.2.1
Preparación y limpieza
La limpieza interior de las redes de conductos se realizara una vez se haya
completado el montaje de la red y de las unidades de tratamiento de aire, pero antes
de conectar las unidades terminales y de montar los elementos de acabado y los
muebles.
Antes de que la red se haga inaccesible por la instalación de aislamiento o el cierre
19
de obras de albañilería y de falsos techos, se realizaran pruebas de resistencia
mecánica y estanqueidad. Para realizar dichas pruebas de estanqueidad las aperturas
de los conductos, donde irán conectados los elementos de difusión, deben cerrarse
rígidamente y quedar perfectamente selladas.
ITM.4.2.2
Pruebas de resistencia estructural y estanqueidad
Las redes de conductos deben someterse a pruebas de resistencia estructural y
estanqueidad
ITM.4.2.3
Pruebas finales
Se realizaran conforme las instrucciones de la norma UNE-EN 12599:01 en lo q
respecta a controles y mediciones en los capítulos 5 y 6.
ITM.4.3
Pruebas de ruido y vibraciones
Se llevaran a cabo las pertinentes pruebas de ruido y vibraciones
Toda instalación deberá funcionar bajo cualquier condición de carga, sin producir
ruidos o vibraciones que puedan considerarse inaceptables o que rebasen los niveles
máximos establecidos
Las correcciones que deban introducirse en los equipos para reducir su ruido o
vibración, deberán adecuarse a las recomendaciones del fabricante de los equipos y
no deberán reducir las necesidades mínimas especificadas en el presente proyecto.
ITM.5
AJUSTE Y EQUILIBRADO
La empresa instaladora deberá presentar un informe final de las pruebas efectuadas
que contenga las condiciones de funcionamiento final de los equipos y aparatos.
ITM.5.1
Sistema de distribución y difusión de aire
La empresa instaladora procederá al ajuste y equilibrado del sistema de conductos de
20
aire, de acuerdo con lo siguiente:
•
De cada circuito se deben conocer el caudal nominal y la presión, así como
los caudales nominales y unidades terminales.
•
El punto de trabajo de cada ventilador, de los que se debe conocer la curva
característica, deberán ser ajustados al caudal y presión correspondiente de
diseño.
•
Las unidades terminales de impulsión y retorno serán ajustadas al caudal de
diseño mediante sus dispositivos de regulación.
•
Para cada local se debe conocer el caudal nominal del aire impulsado y
extraído mediante sus dispositivos de regulación
•
El caudal de las unidades terminales deberá quedar ajustado al valor
especificado.
•
En los locales donde la presión diferencial del aire respecto a los locales de su
entorno o al exterior sea condicionante, se deberá ajustar la presión
diferencial de diseño mediante actuaciones sobre los elementos de regulación
de los caudales de impulsión y extracción, en función de la diferencia de
presión a mantener en el local, manteniendo a su vez constante la presión del
conducto. El ventilador adaptara, en cada caso, su punto de trabajo a las
variaciones de la presión diferencial mediante un dispositivo adecuado.
ITM.5.2
Control automático
Se ajustarán los parámetros del sistema de control automático a los valores e diseño
especificados y se comprobara el funcionamiento de los componentes.
21
ITM.7
ACCESIBILIDAD
Los elementos de medida, control, protección y maniobra se deben instalar en
lugares visibles y fácilmente accesibles, sin necesidad de desmontar ninguna parte de
la instalación, particularmente cuando cumpla funciones de seguridad.
Los equipos que necesitan operaciones periódicas de mantenimiento deben situarse
en emplazamientos que permitan la plena accesibilidad de todas sus partes,
ateniéndose a los requisitos mínimos más exigentes entre los marcados por la
reglamentación vigente y las recomendaciones del fabricante.
Para aquellos equipos dotados de válvulas, compuertas, unidades terminales,
elementos de control, etc. que por alguna razón, deban quedar ocultos, se preverá un
sistema de acceso.
ITM.8
IDENTIFICACIÓN DE EQUIPOS
Al final de la obra los aparatos, equipos y cuadros eléctricos que no vengan
reglamentariamente identificados con la placa de fábrica, deben marcarse mediante
una chapa de identificación, sobre la cual se indicara su nombre y características
técnicas.
En los cuadros eléctricos los bornes de salida deben tener un número de
identificación que corresponderá al indicado en ele esquema de mando y potencia.
La información contenida en las placas debe escribirse en lengua castellana por lo
menos y con caracteres indelebles y claros, de altura no menos a 5cm.
3.2.2 Pliego de eficiencia energética
La empresa instaladora realizara y documentara las siguientes pruebas de eficiencia
energética de la instalación:
22
1. Comprobación del funcionamiento de la instalación en las condiciones de
régimen;
2. Comprobación de la eficiencia energética de los equipos de generación de
calor y frío en las condiciones de trabajo.
3. Comprobación de los intercambiadores de calor. Climatizadores y demás
equipos que efectúen una transferencia de energía térmica.
4. Comprobación de la eficiencia y la aportación energética de la producción de
los sistemas de generación de energía de origen renovable.
5. Comprobación del funcionamiento de los elementos de regulación y control.
6. Comprobación de las temperaturas y saltos de todos los circuitos de
generación, distribución y de las unidades terminales en las condiciones de
régimen.
7. Comprobación de que los consumos energéticos se hallan dentro de los
márgenes previstos.
23
3.2.3 Pliego de condiciones de mantenimiento.
ITMA
INSTRUCCIONES TÉCNICAS DE MANTENIMIENTO
ITMA.1
GENERALIDADES
Esta instrucción técnica contiene las exigencias de mantenimiento que se deben
cumplir en las instalaciones térmicas con el fin de asegurar que su funcionamiento se
realice con la máxima eficiencia energética, garantizando la seguridad, la durabilidad
y la protección del medio ambiente, así como las exigencias establecidas en el
proyecto de la instalación.
Desde el momento en que se realiza la recepción provisional de la instalación, el
titular de ésta debe realizar las funciones de mantenimiento, sin que éstas puedan ser
sustituidas por la garantía de la empresa instaladora.
El mantenimiento será efectuado por empresas manteadoras o por mantenedores
debidamente autorizados por la correspondiente Comunidad autónoma.
ITMA.2
PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO
Las instalaciones térmicas se mantendrán de acuerdo con las operaciones periódicas
contenidas en el programa de mantenimiento preventivo establecido en el “Manual
de uso” que serán al menos, las indicadas a continuación a cada cambio de
temporada.
• Comprobación de la estanquidad y niveles de refrigerante y aceite en equipos
frigoríficos
• Revisión y limpieza de los filtros de aire
• Revisión de los aparatos de humectación
• Revisión y limpieza de los aparatos de recuperación de calor
24
• Revisión de las unidades terminales de distribución de aire
• Revisión y limpieza de las unidades de impulsión y retorno
• Revisión de los equipos autónomos
• Revisión de ventiladores
• Revisión del sistema de preparación de agua caliente
• Revisión del estado del aislante térmico
• Revisión del sistema de control automático
DOCUMENTO Nº4, PRESUPUESTO
ÍNDICE GENERAL
4.1 PRECIOS UNITARIOS ............................................................................................1
4.2. SUMAS PARCIALES ..............................................................................................4
4.3. PRESUPUESTO GENERAL ....................................................................................7
4.1 PRECIOS UNITARIOS
4.1
PRECIOS UNITARIOS .......................................................................................1
4.1.1
Precios unitarios de las unidades Roof-Top ...............................................3
4.1.2
Precios unitarios de las rejillas de impulsión .............................................3
4.1.3
Precio unitario del humectador...................................................................3
4.1.4
Precios unitarios de los conductos..............................................................3
4.1.5
Precios unitarios de las compuertas cortafuegos ........................................3
3
4.1.1 Precios unitarios de las unidades Roof-Top
Fabricante
Modelo
Precio unitario (€)
CLIMAVENETA
WORK-T 352
20.569
Tabla 4. 1 Precios unitarios de las unidades Roof-Top
4.1.2 Precios unitarios de las rejillas de impulsión
Fabricante
Modelo
Precio unitario (€)
Trox Technik
AT-AG 625*425
115
Trox Technik
AT-AG 625*325
115
Trox Technik
AT-AG 825*225
153
Trox Technik
AT-AG 525*325
130,4
Tabla 4. 2 Precios unitarios de las rejillas de impulsión
4.1.3 Precio unitario del humectador
Fabricante
Modelo
Precio unitario (€)
Meir
18 Kgv
348,8
Tabla 4. 3 Precio unitario del humectador
4.1.4 Precios unitarios de los conductos
Precio unitario por metro (€)
89,23
Tabla 4. 4 Precio unitario de los conductos
4.1.5 Precios unitarios de las compuertas cortafuegos
Fabricante
Modelo
Precio unitario (€)
Trox Technik
FKA 3.5
256,08
Tabla 4. 5 Precios unitarios de las compuertas cortafuegos
4
4.2. SUMAS PARCIALES
5
4.2. SUMAS PARCIALES ..............................................................................................4
4.2.1
Sumas parciales de las unidades Roof-Top ................................................6
4.2.2
Sumas parciales de las rejillas de impulsión ..............................................6
4.2.3
Sumas parciales del humectador ................................................................6
4.2.4
Sumas parciales de los conductos ..............................................................6
4.2.5
Sumas parciales de las compuertas cortafuegos .........................................6
6
4.2.1 Sumas parciales de las unidades Roof-Top
Precio
Fabricante
Modelo
CLIMAVENETA
WORK-T 352
unitario (€)
Unidades
20.569
2
Precio
total (€)
41.138
Tabla 4. 6 Sumas parciales de las unidades Roof-Top
4.2.2 Sumas parciales de las rejillas de impulsión
Fabricante
Modelo
Trox Technik
AT-AG 625*425
Precio
unitario (€)
115
4
Precio total
(€)
460
Trox Technik
AT-AG 625*325
115
2
230
Trox Technik
AT-AG 825*225
153
10
530
Trox Technik
AT-AG 525*325
130,4
4
521,6
Unidades
Tabla 4. 7 Sumas parciales de las rejillas de impulsión
4.2.3 Sumas parciales del humectador
Fabricante
Modelo
Precio unitario (€)
Unidades
Precio total
(€)
Meir
18 Kgv
348,8
1
348,8
Tabla 4. 8 Suma parcial del humectador
4.2.4 Sumas parciales de los conductos
Precio unitario por metro (€)
Metros
Precio total (€)
89,23
200
17.632
Tabla 4. 9 Suma parcial de los conductos
4.2.5 Sumas parciales de las compuertas cortafuegos
Fabricante
Modelo
Precio unitario (€)
Unidades
Precio total (€)
Trox Technik
FKA 3.5
256,08
6
1536,48
Tabla 4. 10 Sumas parciales de las compuertas cortafuegos
7
4.3. PRESUPUESTO GENERAL
8
4.3.1 Presupuesto general
Elemento
Fabricante
Modelo
Unidades
Precio total
(€)
Roof-Top
CLIMAVENETA
WORK-T 352
2
41.138
Trox Technik
AT-AG
625*425
4
460
Trox Technik
AT-AG
625*325
2
230
Trox Technik
AT-AG
825*225
10
530
Trox Technik
AT-AG
525*325
4
521,6
Meir
18 Kgv
1
348,8
17632
1536,48
63.396,88
Rejillas de
impulsión
Humectador
Conducto
Cortafuegos
Precio total
200
Trox Technik
FKA 3.5
Tabla 4. 11 Presupuesto General
6
