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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA
GRADO EN INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
ESPECIALIDAD MECÁNICA
DISEÑO DEL SISTEMA HVAC DEL EDIFICIO ELÉCTRICO Y DE CONTROL DE
UNA CENTRAL TÉRMICA.
Autor: Berta Parés Sánchez
Director: Emma Huete García
Madrid
Mayo 2014
1
AUTORIZACIÓN PARA LA DIGITALIZACIÓN, DEPÓSITO Y DIVULGACIÓN EN ACCESO
ABIERTO ( RESTRINGIDO) DE DOCUMENTACIÓN
1º. Declaración de la autoría y acreditación de la misma.
El autor D. Berta Parés Sánchez , como alumna de la UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS
(COMILLAS), DECLARA
que es el titular de los derechos de propiedad intelectual, objeto de la presente cesión, en
relación con la obra Proyecto fin de Grado: “Diseño del sistema de HVAC del edificio eléctrico y
de control de una central térmica”1, que ésta es una obra original, y que ostenta la condición
de autor en el sentido que otorga la Ley de Propiedad Intelectual como titular único o cotitular
de la obra.
En caso de ser cotitular, el autor (firmante) declara asimismo que cuenta con el
consentimiento de los restantes titulares para hacer la presente cesión. En caso de previa
cesión a terceros de derechos de explotación de la obra, el autor declara que tiene la oportuna
autorización de dichos titulares de derechos a los fines de esta cesión o bien que retiene la
facultad de ceder estos derechos en la forma prevista en la presente cesión y así lo acredita.
2º. Objeto y fines de la cesión.
Con el fin de dar la máxima difusión a la obra citada a través del Repositorio institucional de la
Universidad y hacer posible su utilización de forma libre y gratuita ( con las limitaciones que
más adelante se detallan) por todos los usuarios del repositorio y del portal e‐ciencia, el autor
CEDE a la Universidad Pontificia Comillas de forma gratuita y no exclusiva, por el máximo plazo
legal y con ámbito universal, los derechos de digitalización, de archivo, de reproducción, de
distribución, de comunicación pública, incluido el derecho de puesta a disposición electrónica,
tal y como se describen en la Ley de Propiedad Intelectual. El derecho de transformación se
cede a los únicos efectos de lo dispuesto en la letra (a) del apartado siguiente.
3º. Condiciones de la cesión.
Sin perjuicio de la titularidad de la obra, que sigue correspondiendo a su autor, la cesión de
derechos contemplada en esta licencia, el repositorio institucional podrá:
1 Especificar si es una tesis doctoral, proyecto fin de carrera, proyecto fin de Máster o cualquier otro
trabajo que deba ser objeto de evaluación académica
3
d) Recibir notificación fehaciente de cualquier reclamación que puedan formular terceras
personas en relación con la obra y, en particular, de reclamaciones relativas a los derechos de
propiedad intelectual sobre ella.
5º. Deberes del autor.
El autor se compromete a:
a) Garantizar que el compromiso que adquiere mediante el presente escrito no infringe ningún
derecho de terceros, ya sean de propiedad industrial, intelectual o cualquier otro.
b) Garantizar que el contenido de las obras no atenta contra los derechos al honor, a la
intimidad y a la imagen de terceros.
c) Asumir toda reclamación o responsabilidad, incluyendo las indemnizaciones por daños, que
pudieran ejercitarse contra la Universidad por terceros que vieran infringidos sus derechos e
intereses a causa de la cesión.
d) Asumir la responsabilidad en el caso de que las instituciones fueran condenadas por
infracción de derechos derivada de las obras objeto de la cesión.
6º. Fines y funcionamiento del Repositorio Institucional.
La obra se pondrá a disposición de los usuarios para que hagan de ella un uso justo y
respetuoso con los derechos del autor, según lo permitido por la legislación aplicable, y con
fines de estudio, investigación, o cualquier otro fin lícito. Con dicha finalidad, la Universidad
asume los siguientes deberes y se reserva las siguientes facultades:
a) Deberes del repositorio Institucional:
‐ La Universidad informará a los usuarios del archivo sobre los usos permitidos, y no garantiza
ni asume responsabilidad alguna por otras formas en que los usuarios hagan un uso posterior
de las obras no conforme con la legislación vigente. El uso posterior, más allá de la copia
privada, requerirá que se cite la fuente y se reconozca la autoría, que no se obtenga beneficio
comercial, y que no se realicen obras derivadas.
‐ La Universidad no revisará el contenido de las obras, que en todo caso permanecerá bajo la
responsabilidad exclusiva del autor y no estará obligada a ejercitar acciones legales en nombre
del autor en el supuesto de infracciones a derechos de propiedad intelectual derivados del
depósito y archivo de las obras. El autor renuncia a cualquier reclamación frente a la
Universidad por las formas no ajustadas a la legislación vigente en que los usuarios hagan uso
de las obras.
‐ La Universidad adoptará las medidas necesarias para la preservación de la obra en un
futuro.
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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA
GRADO EN INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
ESPECIALIDAD MECÁNICA
DISEÑO DEL SISTEMA HVAC DEL EDIFICIO ELÉCTRICO Y DE CONTROL DE
UNA CENTRAL TÉRMICA.
Autor: Berta Parés Sánchez
Director: Emma Huete García
Madrid
Mayo 2014
DISEÑO DEL SISTEMA HVAC DE UN EDIFICIO ELÉCTRICO Y DE CONTROL DE UNA CENTRAL TÉRMICA
Autor: Berta Parés Sánchez
Directora: Emma Huete García
Entidad Colaboradora: ICAI-Universidad Pontificia Comillas
RESUMEN DEL PROYECTO
En el presente proyecto se diseñará el sistema de HVAC del edificio eléctrico y de
control de una central térmica. Dicha central está situada en las proximidades del
aeropuerto de Santander, España. En el edificio eléctrico y de control de esta central se
encuentran tanto las oficinas de trabajo como las salas eléctricas y electrónicas. Estas
últimas son de gran importancia para el buen funcionamiento de la central, pues en ellas
se encuentran tanto los equipos eléctricos y electrónicos necesarios para el
funcionamiento de la misma como la sala de baterías, que en caso de corte de
suministro eléctrico de la red proporcionarían la energía necesaria a la central para que
esta pudiera seguir funcionando o realizar una parada de emergencia. Por tanto, el
propósito fundamental de este proyecto es garantizar tanto las condiciones de confort en
las salas ocupadas como el buen funcionamiento de los equipos ubicados en el edificio,
siempre de acuerdo con reglamento vigente y con las especificaciones del cliente.
Para determinar cuál es la instalación de climatización más adecuada, se deberán
determinar, en primer lugar, las características de diseño, tanto exteriores como las
interiores. Para determinar las características exteriores es preciso conocer los datos
meteorológicos del entorno, y la orientación del edificio, así como sus materiales, que
determinante para considerar las cargas térmicas por transmisión.
Como condiciones interiores es necesario establecer el rango de temperatura dentro del
cuál podrá mantenerse la temperatura de la sala sin poner en riesgo las condiciones de
confort de los ocupantes. Además han de tenerse en cuenta las cargas térmicas
producidas por los ocupantes, iluminación y equipos. La instalación diseñada debe
asegurar que se vencen todas las cargas térmicas existentes en las condiciones más
desfavorables tanto de invierno como de verano.
Por otra parte, se determinan los requerimientos de ventilación de las salas ocupadas,
que garanticen que se mantienen las tasas de renovaciones mínimas definidas en el
reglamento. Los caudales de ventilación se determinan a partir del nivel de ocupación y
superficie de la sala, comprobando que las renovaciones por hora son igual o mayores
que las establecidas legalmente. Un caso especial a tener en cuenta es la sala de baterías
del edificio, que por contener elementos productores de hidrógeno (altamente explosivo
en concentraciones mayores al 4% en volumen), deberán tener una ventilación
independiente en la que todo el aire extraído de la sala vaya directamente al exterior sin
recircularse.
Para la climatización del edificio se han elegido dos equipos diferentes. Para
acondicionar las salas eléctrica, electrónica, baterías y laboratorio se ha elegido un
equipo Roof-Top, por su capacidad de impulsar grandes caudales de aire y por ser un
sistema todo aire, lo que evita que posibles fugas de líquido refrigerante pudieran dañar
equipos eléctricos y electrónicos de responsabilidad. Además su alta confiabilidad los
hace idóneos para climatizar salas de responsabilidad, en las que un fallo en la
climatización podría suponer daños en los equipos, y por tanto, para del funcionamiento
de toda la central. La unidad Roof-Top se ha elegido de acuerdo con el caudal de
impulsión necesario para acondicionar las salas mencionadas y se instalarán dos equipos
iguales, capaces de suministrar de forma individual todo el caudal necesario, pues en
caso de avería de uno de ellos, el otro debe de ser capaz de mantener las condiciones
exigidas en las salas. Esta medida se toma para asegurar el buen funcionamiento de los
equipos eléctricos y electrónicos de responsabilidad de la central en todo momento.
Por otra parte, para acondicionar las salas de la planta de control (oficinas, cafetería,
vestuarios…) se ha elegido un equipo multisplit. Este equipo se ha seleccionado por su
capacidad para climatizar distintas salas de forma independiente, eliminando la
humedad del ambiente sin enfriar. Además, puesto que funciona con líquido
refrigerante, los conductos son pequeños, ocupando poco espacio.
Los vestuarios, aseos, sala de almacenamiento y sala de la limpieza, se acondicionan
mediante las exfiltraciones del resto de las salas, no se impulsará aire exterior puesto
que los requerimientos de aire de esta salas no son tan exigentes como los de las demás.
Tanto las unidades interiores como las unidades exteriores se elegirán en base a la
potencia de refrigeración necesaria en cada sala.
En la sala de cables se permite una temperatura de hasta 40ºC, ya que el material que se
encuentran en ella no sufre daños a esa temperatura. Por tanto, ya que la temperatura
permitida en el interior de la sala es superior a la temperatura exterior en verano
(26,5ºC) la sala se acondicionará de forma independiente mediante aporte de aire
exterior, que entrará en la sala por rejillas y se extraerá mediante ventiladores.
Además de los equipos seleccionados para el acondicionamiento de las salas y los
equipos que éstos poseen, es necesario instalar otros equipos que garanticen la
ventilación de las salas. Los equipos que se emplean para la ventilación en el presente
proyecto son ventiladores tanto axiales como centrífugos, así como rejillas de aire
exterior. Los ventiladores axiales empleados son extractores murales, situados en las
salas de cables y aseos. Por otro lado, los ventiladores centrífugos se emplearán para la
impulsión y extracción del aire exterior en la planta de control y para la extracción de la
sala de baterías.
La determinación de los caudales necesarios tanto de impulsión como de ventilación así
como de la potencia de refrigeración necesaria en cada sala se ha determinado mediante
el programa CARRIER HAP v4.6, el que introduciendo las condiciones interiores y
exteriores de diseño, calcula los caudales y potencias de los equipos necesarias para
vencer todas las cargas térmicas existentes.
Una vez diseñada la instalación se ha realizado una lista de materiales, que el instalador
empleará para realizar el presupuesto de la instalación. Dicho instalador podrá elegir los
modelos de equipos seleccionados u otros similares, siempre y cuando cumplan con las
especificaciones técnicas detalladas en el presente proyecto.
HVAC SYSTEM DESIGN FOR THE ELECTRICAL AND
CONTRLOL BUILDING OF A THERMAL PLANT.
Author: Berta Parés Sánchez
Director: Emma Huete García
Collaborating entity: ICAI- Universidad Pontificia Comillas
SUMMARY
The HVAC system for the electrical and control (E&C) building of a thermal plant is
designed. This plant is located in the Santander’s Airport surroundings in Spain. Offices
and electrical and electronic rooms are located in this building. These last rooms are
especially important for the plant’s operation, as that’s the place where the necessary
equipment for the plant’s functioning is placed. The battery room, for example, is
responsible for the plant’s energy supply when the power supply falls, so the plant does
not have to stop, or has enough time to make an emergency stop. Henceforth, the main
purpose of this project is to guarantee comfort conditions for the occupants and the
proper operation of the equipment, always following the existing regulation and the
client specifications.
In order to establish which is the air conditioning installation, internal and external
design characteristics must me determined. Meteorological data and building orientation
together with construction materials must be known in order to determine exterior
design characteristics. All these external factors will be important to estimate
transmission internal loads.
On the other hand, it is necessary to establish the inner temperature range for different
rooms, in which people’s comfort will be granted. Thermal loads due to occupancy,
lightning and equipment are also considered. The air conditioning system design must
guarantee that all the thermal loads are overdue, including those of the most
disadvantageous conditions of winter and summer.
Ventilation requirements of occupied rooms are also calculated so that the renovation
rates ensure that the minimum rates specified by regulation are maintained. Ventilation
flows are calculated from occupancy level and rooms surface, checking that the
resulting renovation rate is not smaller than the legally stipulated. A special case is the
battery room, which has independent ventilation throwing out all drawn air, as batteries
produce hydrogen while being charge, which is highly explosive.
For the buildings acclimatization, two different equipments are chosen. For the
electrical and Electronic rooms, the laboratory and the battery room a Roof-Top unit is
used. The reasons to choose it are it’s capacity to give big airflows and that it is an all-
air unit, what avoids possible refrigerant leaks, which could cause equipment damage.
It’s reliability makes it the perfect type of unit to use for rooms with a high
responsibility on the proper plant’s operation, as a failure in one of these rooms
equipment could mean the stoppage of the plant.
This unit is chosen in accordance with the necessary supply airflow. Two identical units
will be installed, so that both of them would be able to supply the necessary air
individually, so that in case of failure of one of the units, the other would me ready to
maintain the required conditions.
For the rooms on the control floor (offices, changing rooms, cafeteria…) the equipment
chosen is a multisplit. It has been chosen because it is able to provide air conditioning to
the different rooms individually, removing humidity without cooling. On top of that its
a system which uses refrigerant, so the piping net does not occupy a lot of space.
Changing rooms, toilets, storage and cleaning rooms are ventilated by the exfiltrations
from the rest of the rooms. Outside air will not be supply to these rooms, as quality air
requirements are not very demanding for these type of rooms. Both the inner and the
outsider units should provide the necessary refrigerating power.
The cable room will be ventilated directly with outdoor air, as the Maxim temperature
permitted in it is 40ºC, which is higher than the maximum outdoor air temperature in
summer (25ºC). Air would go into the room through grids and will be drawn by fans.
Apart from the mentioned units, other equipment is necessary to guarantee ventilation
of the rooms. Axial and centrifugal fans are used, as well as outdoor air grids. Axial
fans are used for drawing the air from toilets and the cable room. On the other hand,
centrifugal fans are used to supply and draw air to and from the control plant rooms and
to draw air from the battery room.
The software CARRIER HAP v4.6 has been used to determine necessary supply and
outdoor air flows as well as refrigerating power necessary to overdue all existing
thermal loads. It is necessary to introduce the exterior and interior designed conditions
on the program in order for it to be able to make the necessary calculations.
Once the installation is design, all the necessary equipment is listed, so that the installer
can use this list to make the budget of the installation. The installer can use the same
equipment or a similar one, as long as they fulfill the technical specifications detailed on
this project.
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 1
Índice de Contenidos
MEMORIA .................................................................... 5
1. 1 Memoria Descriptiva........................................................................ 9
1.1.1 Objeto y alcance ................................................................................................... 91.1.2 Descripción del proyecto.................................................................................... 11 1.1.2.1 Introducción a una central térmica. ............................................................. 11 1.1.2.2 Descripción de la planta .............................................................................. 12 1.1.2.3 Descripción del edificio eléctrico y de control............................................ 12 1.1.2.4 Características exteriores del proyecto........................................................ 16 1.1.2.5 Características interiores de diseño ............................................................. 17 1.1.2.6 Características de los cerramientos ............................................................. 191.1.3 Definición de los sistemas de ventilación. ......................................................... 26 1.1.3.1 Clasificación de los sistemas de ventilación según el fluido que emplea. .. 26 1.1.3.1.1 Sistemas todo aire..................................................................................... 26 1.1.3.1.1.2 Sistemas todo aire de volumen constante ............................................. 27 1.1.3.1.1.3 Sistemas todo aire de volumen variable. ............................................... 28 1.1.3.1.1.4Sistemas todo aire de un solo conducto. ................................................ 29 1.1.3.1.1.5 Sistemas todo aire de doble conducto. .................................................. 31 1.1.3.1.1.6 Sistemas todo aire multizona................................................................. 31 1.1.3.1.1.7 Sistemas todo aire de recalentamiento terminal. ................................... 32 1.1.3.1.2 Sistemas todo agua. .................................................................................. 33 1.1.3.1.3 Sistemas aire-agua.................................................................................... 35 1.1.3.1.4 Sistemas mediante refrigerante. ............................................................... 36 1.1.3.2 Clasificación de los sistemas de ventilación según sus características. ...... 37 1.1.3.2.1 Equipos Roof-Top .................................................................................... 37 1.1.3.2.2 Equipos Verticales.................................................................................... 39 1.1.3.2.3 Equipos Multi-split................................................................................... 40
1.2. Cálculos......................................................................................... 43
1.2.1 Objeto del cálculo............................................................................................... 431.2.2 Definición de los sistemas de acondicionamiento de aire de cada sala. ........ 44 1.2.2.1 Sistema de acondicionamiento para salas eléctricas y electrónicas. ........... 44 1.2.2.2 Sistema de acondicionamiento para oficinas y otras salas de ocupación.... 48 1.2.2.2 Sistema de acondicionamiento para la sala de cables. ................................ 511.2.3 Cálculo de cargas térmicas ................................................................................. 51 1.2.3.1 Cargas internas ............................................................................................ 53 1.2.3.1.1 Cargas térmicas por ocupación ................................................................ 53 1.2.3.1.2 Cargas térmicas por iluminación y equipos ............................................. 55 1.2.3.1.2 Cargas térmicas por transmisión .............................................................. 56 1.2.3.1.3 Cargas térmicas por insolación ................................................................ 571.2.4 Cálculo y dimensionamiento de equipos de los sistemas de ventilación. .......... 58
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 2
1.2.4.1 Cálculo de los requisitos de ventilación. ..................................................... 58 1.2.4.1.1 Cálculo del caudal de ventilación en base a la ocupación de las salas..... 58 1.2.4.1.2 Cálculo del caudal de ventilación en base a la superficie de las salas. .... 60 1.2.4.1.3 Cálculo del caudal de ventilación en base al número de renovaciones por hora establecido para cada sala. 61 1.2.4.2 Dimensionamiento de ventiladores. ............................................................ 63 1.2.4.3 Dimensionamiento de rejillas...................................................................... 641.2.5 Cálculo y dimensionamiento de los sistemas de aire acondicionado............. 65 1.2.5.1 Salas eléctricas y electrónicas. .................................................................... 66 1.2.5.2 Sala de cables .............................................................................................. 66 1.2.5.3 Oficinas y salas de la tercera planta. ........................................................... 681.2.6 Selección de los equipos ................................................................................... 76 1.2.6.1 Selección de equipos de ventilación............................................................ 76 1.2.6.2 Selección de equipos de aire acondicionado ............................................... 821.2.7 Criterios de dimensionamiento de conductos y material auxiliar .................. 85 1.2.7.1 Dimensionamiento de conductos ................................................................ 86 1.2.7.1.1 Conductos de impulsión. .......................................................................... 86 1.2.7.1.1 Conductos de extracción. ......................................................................... 89 1.2.7.2 Equipos auxiliares ....................................................................................... 89 1.2.7.2.1 Difusores .................................................................................................. 89 1.2.7.2.3 Silenciadores. ........................................................................................... 91
1.3 ANEXOS......................................................................................... 93
ANEXO A: Tabla de propiedades del aire.................................................................. 95ANEXO B: Tabla de las condiciones climatológicas del entorno. ............................. 96ANEXO C: Tablas de datos de partida de las salas .................................................... 97 C.1 Sala de cables.................................................................................................... 97 C.2 Sala de baterías ................................................................................................. 98 C.3: Sala eléctrica.................................................................................................... 99 C.4 Sala electrónica............................................................................................... 100 C.5 Laboratorio ..................................................................................................... 101 C.6 Oficinas........................................................................................................... 102 C.8 Sala de comunicaciones.................................................................................. 104 C.9 Sala de control ................................................................................................ 105 C.10 Sala de descanso ........................................................................................... 106 C.11 Cafetería........................................................................................................ 107 C.13 Vestuarios Masculinos.................................................................................. 109 C.14 Vestuarios Femeninos................................................................................... 110 C.16 Sala de almacenamiento ............................................................................... 112 C.17 Sala de la limpieza........................................................................................ 113 C.18 Enfermería .................................................................................................... 114ANEXO D: Datos de partida de los equipos en el programa HAP........................... 115 D.1 Datos de partida salas eléctricas ..................................................................... 115 D.2 Datos de partida salas de control .................................................................... 116ANEXO E: Resultados obtenidos con el programa HAP ......................................... 117 E.1Salas eléctricas ................................................................................................. 117 E.2 Salas de control ............................................................................................... 118ANEXO F: Características de los equipos seleccionados ......................................... 119
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 3
F.1 Ventiladores .................................................................................................... 119 F.1.1 Ventiladores de la sala de baterías ............................................................... 119 F.1.2 Ventilador de la sala de cables ..................................................................... 120 F.1.3 Ventiladores de las salas de control ............................................................. 121 F.1.3.1 Ventilador de extracción de los aseos ....................................................... 121 F.2 Equipo Roof-Top ............................................................................................ 122 F.3 Equipos multisplit ........................................................................................... 123 F.3.1 Unidades interiores ...................................................................................... 123 F.3.2 Unidades exteriores...................................................................................... 124
PLANOS................................................................... 125
2.1P&IDsalaseléctricas…………………………………………………………………………..127
2.2P&IDplantadecontrol………………………………………………………………………131
2.3Planodedisposicióngeneral……………………………………………………………...135
PLIEGO DE CONDICIONES.................................... 139
3.1 Pliego de condiciones generales y económicas........................... 141
3.1.1.Comprobación de la ejecución ......................................................................... 1413.1.2 Puesta en marcha.............................................................................................. 1413.1.3 Recepción provisional ...................................................................................... 1413.1.4 Recepción definitiva y garantía........................................................................ 1423.1.5 Condiciones de pago ........................................................................................ 143
3.2 Pliego de condiciones técnicas y particulares .............................. 143
3.2.1 Instrucciones técnicas y de montaje ................................................................. 143 3.2.1.1 Instrucciones técnicas................................................................................ 143 3.2.1.1.1Diseño y dimensionado ........................................................................... 143 3.2.1.2 Conductos de aire ...................................................................................... 143 3.2.1.2.1 Conductos de aire rectangulares de fibra de vidrio ................................ 143 3.2.1.2.2 Filtros ..................................................................................................... 144 3.2.1.3Equipos de generación de frío .................................................................... 144 3.2.1.2.1Condiciones generales............................................................................. 144 3.2.1.2.1Placas de identificación........................................................................... 144 3.2.1.4 Control de las instalaciones de climatización ........................................... 145 3.2.1.4.1Control de la calidad de aire interior ....................................................... 145 3.2.1.4 Condiciones de materiales y equipos ........................................................ 145 3.2.1.2 Instrucciones técnicas de montaje ............................................................ 145 3.2.1.2.1Generalidades .......................................................................................... 145 3.2.1.2.2Empresa instaladora ................................................................................ 146 3.2.1.2.2.1Proyecto................................................................................................ 146 3.2.1.2.2.2Planos y esquemas de instalación......................................................... 146 3.2.1.2.2.3 Cooperación con otros contratistas ..................................................... 146 3.2.1.3 Acopio de materiales ................................................................................. 147 3.2.1.3.1Generalidades .......................................................................................... 147
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 4
3.2.1.3.2Almacenamiento...................................................................................... 147 3.2.1.3.2.1Protección............................................................................................. 147 3.2.1.4 Pruebas ...................................................................................................... 148 3.2.1.4.1 Equipos................................................................................................... 148 3.2.1.4.2 Pruebas de recepción de redes de conductos de aire .............................. 148 3.2.1.4.2.1 Preparación y limpieza ........................................................................ 148 3.2.1.4.2.2 Pruebas finales..................................................................................... 149 3.2.1.4.2.3 Pruebas de ruido y vibraciones............................................................ 149 3.2.1.5 Ajuste y equilibrado .................................................................................. 149 3.2.1.5.1 Sistema de distribución y difusión de aire ............................................. 149 3.2.1.6 Accesibilidad............................................................................................. 150
3.3 Pliego de eficiencia energética..................................................... 151
3.2 Pliego de condiciones de mantenimiento .................................. 151
3.3.1 Instrucciones técnicas de mantenimiento ......................................................... 151 3.3.1.1 Generalidades ............................................................................................ 151
PRESUPUESTO....................................................... 153
4.1 Lista de materiales ....................................................................... 155
4.1.1 Unidades RoofTop ........................................................................................... 1554.1.2 Unidades Split .................................................................................................. 1564.1.3 Ventiladores ..................................................................................................... 156 4.1.3.1 Ventiladores de las salas eléctricas ........................................................... 156 4.1.3.2 Ventiladores de la planta de oficinas......................................................... 1574.1.4 Compuertas....................................................................................................... 157 4.1.4.1 Compuertas de las salas eléctricas ............................................................ 157 4.1.4.1.1 Compuertas de gravedad ........................................................................ 157 4.1.4.1.2 Compuertas cortafuegos......................................................................... 157 4.1.4.2 Compuertas de la planta de oficinas.......................................................... 158 4.1.4.2.1 Compuertas de gravedad ........................................................................ 1584.1.5 Rejillas de aire exterior .................................................................................... 158 4.1.5.1 Rejillas de las salas eléctricas.................................................................... 158
4.2 Presupuesto ................................................................................. 159
BIBLIOGRAFÍA........................................................ 161
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 5
DOCUMENTO Nº 1:
MEMORIA
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 6
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 7
1.1 MEMORIA DESCRIPTIVA
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 8
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 9
1. 1 Memoria Descriptiva
1.1.1 Objeto y alcance En este documento se realizarán los estudios y cálculos necesarios para diseñar el sistema
de aire acondicionado, calefacción y ventilación del edificio eléctrico y de control de la
Central Térmica de generación eléctrica situada cerca del aeropuerto de Santander,
Cantabria, España.
Para el correcto diseño de los sistemas de climatización se tendrán en cuenta tanto la
normativa vigente referida a la zona de emplazamiento de la central como las condiciones
climatológicas de dicho lugar. Además habrán de satisfacerse en todo momento las
especificaciones del cliente.
Como se ha mencionado anteriormente, el edificio a climatizar es el edificio eléctrico y de
control de la central, que está dividido en tres áreas principales: las salas eléctricas y
electrónicas en la planta baja y primera planta y la zona de oficinas en la segunda
planta.Tanto en las salas de la planta baja como en las de la primera planta habrán de
seleccionarse los equipos adecuados que aseguren que se neutralizan las elevadas cargas
térmicas generadas por los equipos de forma que se garantice el correcto funcionamiento
de los mismos. Por otra parte, para las salas de oficinas y aquellas que están continuamente
ocupadas por personal, los criterios de acondicionamiento vendrán dados, principalmente,
por la necesidad de mantener una calidad del aire que asegure el confort de los ocupantes,
prestando especial atención a los caudales de renovación exigidos por la normativa.
Alcance
El alcance es el que se muestra en la siguiente página:
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SALA ALCANCE
Elevación +0.000
Sala de Cables Ventilación
Sala de Baterías - Control extracción H2(1% vol)
- Ventilación: 10ren/h
- Aire acondicionado
Laboratorio Aire acondicionado
Elevación +4.000
Sala Eléctrica
- Aire acondicionado
Sala Electrónica Aire acondicionado
Elevación +9.300
Sala de juntas
Oficina 1
Oficina 2
Sala de Comunicaciones
Sala de Control
Sala de Descanso
Cafetería
Sala de la limpieza
Enfermería
Oficina Técnica
Sala Técnica
Sala de Almacenamiento
Vestuarios Masculinos
Vestuarios Femeninos
- Aire acondicionado
- Calidad de aire
Aseos Masculinos
Aseos Fmeninos
- Extracción
Tabla 1.1.1
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ProyectoFindeGrado 11
1.1.2 Descripción del proyecto
1.1.2.1 Introducción a una central térmica. Las centrales térmicas son instalaciones que producen energía eléctrica mediante el
refinamiento de combustibles fósiles, comúnmente el carbón, el fuelóleo o el gas. En
cualquiera de los casos, el proceso de generación de energía eléctrica es el mismo.
Para la producción de esta electricidad, las centrales térmicas o termoeléctricas, basan su
proceso en el ciclo agua-vapor termodinámico, conocido como ciclo Rankine. El
combustible se quema en una caldera, por la que pasan varios tubos por los que circula
agua. Con la combustión, se produce una gran cantidad de energía calorífica, que calienta
el agua convirtiéndola en vapor a alta presión.El vapor generado en la caldera se expande
en una turbina, moviendosus álabes y generando así trabajo mecánico en su eje, conectado
a un alternador, produciéndose así energía eléctrica. Puesto que ésta electricidad no tiene la
tensión óptima para minimizar las pérdidas por efecto Joule, se hará pasar por un
transformador, con el que se obtendrá electricidad a alta tensión que se podrá transportar.
El vapor utilizado pasa por un condensador en el que vuelve a convertirse en agua, tras lo
cual, tras ser bombeado para aumentar su presión hasta la adecuada para que pueda volver
a convertirse en vapor, vuelve otra vez a la caldera para volver a empezar el proceso. El
agua refrigerante que se utiliza en el condensador proviene, generalmente de los ríos o del
mar, y puede trabajar tanto en un circuito cerrado (con torres de refrigeración) o en un
circuito abierto (descargando el agua caliente en la misma fuente dónde se obtuvo).
Figura 1.1.1
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ProyectoFindeGrado 12
1.1.2.2 Descripción de la planta En las instalaciones de una central térmica existen áreas funcionales definidas, entre las
que se encontrarán, indispensablemente, la isla de potencia y el edificio eléctrico y de
control. Además habrá una garita de seguridad y almacenes entre otras áreas.
La isla de potencia de una central es el lugar en el que se genera la energía. Se llama isla de
potencia al espacio dónde se encuentran la turbina y el condensador junto con el resto de
elementos del ciclo Rankine que se ha explicado en el apartado 1.3.1. Es, por tanto,
evidente, que no cabe la posibilidad de tener una central térmica sin su isla de potencia,
pero tampoco puede concebirse ésta sin un edificio eléctrico y de control.
Si la isla de potencia es el lugar dónde se genera la energía, el edificio eléctrico y de
control es el edificio en el que se recibe la energía generada por la central y que hace
posible que la isla de potencia funcione correctamente.
1.1.2.3 Descripción del edificio eléctrico y de control.
En este edificio, se encuentra la sala de cables, en donde, como su propio nombre indica,
se encuentran los cables por los que llega la energía eléctrica generada en la isla de
potencia. Por otra parte, se encuentra la sala de baterías, que hace posible que la central
siga funcionando en caso de fallo eléctrico. Además en la primera planta del edifico está la
sala electrónica, desde la que se controlan los equipos del ciclo de Rankine funcionando en
la isla de potencia. Finalmente, en la parte superior están las oficinas, en las que trabaja el
personal de la central.
Las características constructivas de este edificio eléctrico y de control así como
lasparticularidades y funciones de las diferentes salas se detallan a continuación:
La planta es rectangular, de 36x26 metros. Dispone de un área aproximada de 3100m2. Su
altura es de 16,7 metros,, aunque estos no se alcanzan en todo el edificio. La estructura está
dividida en 3 alturas diferentes. La planta baja contiene las sal de cables y la de baterías,
mientras que en la primera se encuentran dedicada a salas eléctricas y electrónicas. Por
último, la segunda planta aloja las oficinas y salas de ocupación permanente.
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ProyectoFindeGrado 13
El edificio cuenta con dos módulos de escaleras, uno situado en la esquina noreste y otro
en la pared sur. Todos ellos comunican las 3 alturas.
La distribución de las salas por plantas junto con una breve descripción de cada una, se
muestra a continuación:
Elevación de +0.000 m (planta baja):
- Sala de cables: esta sala tiene una superficie de 674 metros cuadrados. La pared
oeste es completamente exterior mientras que los cerramientos este y sur lo son
parcialmente, pues albergan las escaleras. La pared norte tiene 3.8 metros exteriores
mientras que el resto son interiores.
El objetivo de esta sala es alojar los cables por los que se transporta la electricidad
generada en la isla de potencia. Además, pasan por aquí los cables que conectan las
máquinas empleadas en el ciclo Rankine con los equipos de control de las mismas situados
en el edificio eléctrico.
- Sala de baterías: la sala de baterías cuenta con aproximadamente 105 metros
cuadrados. Su pared norte es exterior y el resto son interiores.
En esta sala se encuentran las baterías que permiten que la central siga funcionando en
caso de que el aporte de energía eléctrica del exterior falle, o dado el caso, proporciona la
electricidad necesaria para parar la central evitando que se dañen los equipos, por el
empalamiento de la turbina por ejemplo, lo que hace que esta sala sea indispensable.
- Laboratorio: es una sala cuadrada de 73 metros cuadrados. Sólo su pared norte es
exterior.
En el laboratorio se llevan a cabo, sobre todo, controles de composición de la materia
prima empleada en la central. Además, se realizan las investigaciones necesarias para
mejorar la eficiencia del proceso.
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Elevación de +4.000 m (primera planta):
- Sala eléctrica: la sala eléctrica tiene 530 metros cuadrados y al igual que la de
cables en todas las orientaciones tiene paredes exteriores. De la pared norte tan solo 10
metros son exteriores. Esta sala es de gran importancia, pues actúa como subestación para
distribuir electricidad tanto de baja como de media tensión.
- Sala electrónica: es una sala rectangular de 160 metros cuadrados. A excepción
de la pared norte todas son interiores.
En la sala electrónica están los equipos de control de la central. En ella se programan y
monitorizan tanto los equipos empleados en el ciclo Rankine como el proceso en sí mismo.
Elevación de +9.000 m (segunda planta):
- Sala de juntas: es una sala cuadrada de 34 metros cuadrados cuya pared norte es
exterior.
En esta sala se llevan a cabo las reuniones entre empleados de la central o empleados y
clientes.
- Oficinas 1 y 2: ambas oficinas tienen una superficie de 20 metros cuadrados y
todas sus paredes son interiores a excepción de la norte.
Las oficinas son el lugar de trabajo de los empleados.
- Sala de comunicaciones: es una sala rectangular de 34 metros cuadrados cuya
pared norte es exterior y el resto son interiores. Es la sala donde se consolida la red de
comunicaciones de la empresa, es decir, en la sala en la que se encuentran los aparatos que
hacen posible el funcionamiento de los equipos electrónicos de las oficinas.
- Sala de Control: tiene una superficie de 57 metros cuadrados. Las paredes norte
y oeste son exteriores.
En esta sala se controla el funcionamiento de la central.
-Sala de descanso: Es una sala rectangular de 19 metros cuadrados con una única
pared exterior, la oeste.
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ProyectoFindeGrado 15
Sala habilitada para que los trabajadores socialicen en sus momentos de descanso.
- Cafetería: Sala con pared oeste exterior de 22 metros cuadrados. El resto de
paredes son interiores.
Zona de almuerzo disponible para los empleados de la central.
- Vestuarios femeninos: cuentan con aproximadamente 24 metros cuadrados de
superficie y solo su pared oeste es exterior.
- Vestuarios masculinos: tienen una superficie de unos 29 metros cuadrados y
todas sus paredes son interiores a excepción de la oeste y 3.8 metros de la sur.
- Aseos femeninos: sala cuadrada de aproximadamente 20 metros cuadrados
totalmente interior.
- Aseos masculinos: al igual que los femeninos tienen una superficie de 20 metros
cuadrados y todas sus paredes son interiores.
- Sala de la limpieza: es una sala cuadrada de 5,6 metros cuadrados sin paredes
exteriores.
Sala habilitada para el almacenamiento de productos de limpieza.
- Enfermería: Su superficie es de 26,5 metros cuadrados y todas sus paredes son
interiores a excepción de aquella con orientación sur.
Con la presencia de un médico o un practicante, es la sala para el control médico de los
trabajadores y para tratar las posibles urgencias médicas que puedan ocurrir.
- Oficina técnica: es una sala rectangular de 246 metros cuadrados
aproximadamente. Tanto su pared sur como su pared este son exteriores. Las otras dos son,
por tanto, interiores.
En la oficina técnica se realiza un seguimiento de los proyectos de la central y se
desarrollan y proponen mejoras para el proceso (en relación a maquinaria o materiales).
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ProyectoFindeGrado 16
- Sala técnica: sala rectangular y completamente interior de 42 metros cuadrados
aproximadamente. Una sala técnica es lo mismo que una sala de procesamiento de datos.
En ella se encuentran los grandes equipos informáticos y de comunicaciones de la central.
- Sala de almacenamiento: sala interior de 21 metros cuadrados.
Es una sala orientada a almacenar todo tipo de materiales necesarios en el día a día de la
central.
1.1.2.4 Características exteriores del proyecto
La central se encuentra situada en el municipio de Santander, Comunidad Autónoma de
Cantabria, en España. Los datos climatológicos indicados a continuación se corresponden
con un percentil del 0.4% en verano y del 99.6% en invierno y se han obtenido de los
criterios de ASHRAE. Se han elegido estos percentiles por ser más restrictivos (según la
norma UNE-100-001-85 correspondería a un edificio de especial consideración un
percentil del 2,5%) y por lo tanto, más adecuados para salas de responsabilidad como es el
caso de algunas de las estancias del edificio, como pueden ser las eléctricas y de control de
la planta.
Parámetro Dato (°C)
Diseño Verano TBS/TBH 25,6/19,7
Diseño Invierno TBS/TBH 3,5/ 3,5
HR Invierno 100 %
Tabla 1.1.2
Por otra parte, son importantes también los datos geográficos que se muestran a
continuación (tabla 1.1.3) . Estos datos se han obtenido del “2013 ASHRAE Handbook-
Fundamentals.”
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ProyectoFindeGrado 17
Latitud 43.48 N
Longitud 3.80 W
Altitud 59 m
Presión atmosférica normal 100.62 Pa
Rango diario 4,6
Tabla 1.1.3
El emplazamiento se encuentra a una altura de 59 metros sobre el nivel del mar.
1.1.2.5 Características interiores de diseño
Las condiciones interiores vienen marcadas tanto por las imposiciones de los fabricantes
de los equipos como por las necesidades de renovación en las salas de ocupación, en las
que habrán de mantenerse las condiciones de confort. Además en las salas de
responsabilidad han de tenerse en cuenta las condiciones que aseguran el correcto
funcionamiento de los equipos situadas en ellas. Por otra parte, siempre han de estar
presentes las especificaciones y requerimientos del cliente.
Las condiciones interiores de diseño se detallan en la tabla 1.1.4 de la siguiente página.
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ProyectoFindeGrado 18
Zona Tmin/Tmáx (ºC) Ventilación Nota
Sala de cables 5-40
Sala de baterías 20-30 10 ren/h Extracción de H2
Laboratorio 22-26
Sala eléctrica 20-30
Sala electrónica
Sala de juntas
Oficina 1
Oficina 2
Sala de
comunicaciones
Sala de control
Sala de descanso
Cafetería
22-26
Vestuarios
femeninos
Vestuarios
masculinos
Aseos Señoras
Aseos Caballeros
25-30
Sala de la limpieza 20-30
Extracción
Enfermería 22-26
Oficina técnica
Sala técnica 22-26
Sala de
almacenamiento 20-30 Extracción
Tabla 1.1.4
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ProyectoFindeGrado 19
1.1.2.6 Características de los cerramientos
Puesto que se tendrán en cuenta las cargas por transmisión y/o disipación en los cálculos,
han de estudiarse los tipos de cerramientos empleados en el edificio, tanto exteriores como
interiores en cada una de las salas.
Según la ley de Fourier, entre las dos superficies de una pared se establece un flujo de
calor en el sentido de las temperaturas decrecientes, que dependerá del coeficiente de
transmisión de la misma. Estos coeficientes podrán determinarse a partir de las
características constructivas del edificio, y representarán el flujo de calor por unidad de
tiempo que atraviesa una superficie de lados paralelos cuando se establece una diferencia
de temperatura entre los dos lados de un grado.
Figura 1.1.2
Éstos coeficientes serán necesarios, junto con las condiciones climáticas exteriores y de las
salas contiguas para determinar las cargas existentes en cada sala (Ver anexo C)
Además, tal y como se observa en la figura 1.1.2, los cerramientos no son de un solo
material, si no que están formados por una superposición de capas, o paredes planas, de
diferentes materiales y espesores. Por ello, para conocer la cantidad de calor que llega al
interior del edificio, y teniendo en cuenta que la potencia calorífica que atraviesa las
diferentes capas es la misma, se modelará el cerramiento con una red de resistencias (como
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ProyectoFindeGrado 20
se observa en la figura 1.1.3), cuyos respectivos valores se obtendrán del programa HAP
utilizado al introducir los distintos materiales empleados para el cerramiento.
Figura 1.1.3
Para el cálculo de la potencia calorífica se empleará la siguiente fórmula:
Ecuación 1.1.1
Los cerramientos se dividen en: cerramientos horizontales, cerramientos verticales y
huecos. La estructura del edificio está hecha con hormigón reforzado, y las características
constructivas generales del edificio estudiado son las siguientes:
Cubierta
Estará construida a partir de losas de hormigón con un recubrimiento térmico e
impermeable, pues ha de evitar que la humedad y la lluvia penetren tanto en el edificio
como en los materiales empleados. Además debe soportar el peso de los equipos ahí
ubicados. Los paneles de la cubierta deberán ser lo más grandes posibles para minimizar el
número de juntas, que deberán ser correctamente diseñadas para evitar roturas y/o
deformaciones producidas por movimientos térmicos. Además el recubrimiento exterior se
hará con una grava blanca, de forma que se minimicen la absorción de calor y la superficie
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ProyectoFindeGrado 21
de contacto con el resto de materiales de la fachada y se maximice la reflexión de forma
que se trasmita el mínimo calor posible a las salas de la segunda planta.
A continuación se muestra una tabla con los diferentes materiales que constituyen la
cubierta así como sus respectivas resistencias térmicas.
Material Espesor
(mm)
Densidad
(kg/m3)
Calor específico
(kJ/kg/K)
Resistencia
(m2·kg/W)
Hormigón HW 203 2246,6 0,84 0,11741
Hormigón LW 102 640,7 0,84 0,58703
Capa geotextil 10 1121,3 1,47 0,05855
Aislante RSI-1.9 16 8 0,84 1,97560
Capa geotextil 5 1121,3 1,47 0,03073
Grava 50 400,5 1,3 0,16677
TOTAL (*) 3,12
(*) El total se ha obtenido teniendo en cuenta las inercias térmicas y el color de la superficie exterior.
Tabla 1.1.5
Fachada
Las paredes exteriores serán de doble aislamiento (cámara de aire y 6cm de poliestireno
extruido), el exterior será de ladrillo cara vista con 1 cm de revoco. La parte interior del
cerramiento estará constituida por un bloque de hormigón y pladur pintado.
Al igual que en el caso de la cubierta, estos cerramientos deberán evitar el paso de lluvia y
humedad y habrán de tenerse en cuenta las juntas de expansión necesarias para absorber
los movimientos térmicos.
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ProyectoFindeGrado 22
Material Espesor
(mm)
Densidad
(kg/m3)
Calor específico
(kJ/kg/K)
Resistencia
(m2·kg/W)
Panel de pladur 16 800,9 1,09 0,09862
Aislante RSI-2.5 50,8 32 0,92 2,44598
Hormigón LW 203,2 640,7 0,84 1,17407
Ladrillo cara vista 150 2002,3 0,92 0,11256
TOTAL (*) 4,01
(*) El total se ha obtenido teniendo en cuenta las inercias térmicas y el color de la superficie exterior.
Tabla1.1.6
Muros interiores
Respecto a los muros interiores hay que diferenciar entre los que sirven como cerramiento
a salas de responsabilidad y riesgo (salas eléctricas y electrónicas, baterías, cables y
laboratorio) y los del resto de salas (oficinas y resto de salas de la segunda planta). Los
cerramientos de las salas de responsabilidad deberán soportar, por normativa (NPFA 5000,
Código de Seguridad y construcción de edificios), 2 horas de exposición al fuego, por lo
que para estos muros interiores el cerramiento estará formado por dos placas de hormigón,
que proporcionarán la resistencia al fuego, revestidas por dos paneles de pladur como
embellecimiento. En la siguiente tabla se pueden observar las características de los
diferentes materiales que forman los muros interiores tanto de la planta baja como de la
primera planta en las que se encuentran las salas de responsabilidad.
Material Espesor
(mm)
Densidad
(kg/m3)
Calor específico
(kJ/kg/K)
Resistencia
(m2·kg/W)
Panel pladur 16 800,9 1,09 0,09863
Hormigón HW 203 2242,6 0,84 0,11741
Hormigón LW 102 640,7 0,84 0,58703
Panel de pladur 16 800,9 1,09 0,09863
TOTAL (*) 1,08
(*) El total se ha obtenido teniendo en cuenta las inercias térmicas y el color de la superficie exterior.
Tabla 1.1.7
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ProyectoFindeGrado 23
Por otro lado, los muros interiores de las salas de la segunda planta estarán formados por
doble placa de pladur de 12 cm con aislante de lana de roca en el medio, que no solo
actuará como aislante térmico sino también como aislante acústica. El acabado será de
pintura acrílica anti polvo.
A continuación se muestra una tabla con las características del cerramiento de los muros
interiores de la segunda planta.
Material Espesor
(mm)
Densidad
(kg/m3)
Calor específico
(kJ/kg/K)
Resistencia
(m2·kg/W)
Panel pladur 16 800,9 1,09 0,09863
Cámara de aire 100 0 0 0,16026
Lana de Roca 30 30 0,92 1,59449
Panel de pladur 16 800,9 1,09 0,09863
TOTAL (*) 2,13
(*) El total se ha obtenido teniendo en cuenta las inercias térmicas y el color de la superficie exterior.
Tabla 1.1.8
Suelo en contacto con el exterior
Estos cerramientos deben asegurar tanto que la transferencia de calor sea la mínima posible
como que la humedad del terreno no penetre en el edificio. Para calcular la transmisión de
calor a través de los suelos no solo habrá de tenerse en cuenta la resistencia térmica de los
materiales del cerramiento, sino también la longitud del perímetro expuesto (perímetro
correspondiente a las paredes exteriores de la sala).
En la siguiente tabla se muestran los materiales considerados para el cerramiento de los
suelos exteriores así como sus características y resistencia térmica.
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ProyectoFindeGrado 24
Material Espesor
(mm)
Densidad
(kg/m3)
Calor específico
(kJ/kg/K)
Resistencia
(m2·kg/W)
Hormigón HW 102 2242,6 0,84 0,05870
Bloques de hormigón LW 203 608,7 0,84 0,35578
Bloques de hormigón LW 203 608,7 0,84 0,35578
Guijarros de asfalto 3,174 1121,3 1,26 0,07644
Aislante RSI-1.2 25,4 32 0,92 1,22299
Pizarra 12,7 4325 1,26 0,00881
TOTAL (*) 2,26
(*) El total se ha obtenido teniendo en cuenta las inercias térmicas y el color de la superficie exterior.
Tabla 1.1.9
Suelos / Techos interiores
Al igual que en el caso de los muros internos, también habrá que diferenciar el techo de la
planta baja (suelo de la primera planta), del techo de la primera planta (suelo de la
segunda), pues el primero deberá asegurar, al igual que los muros de las salas
correspondientes, que se puede resistir el fuego durante al menos 2 horas.
La composición del techo de la planta baja es la siguiente:
Material
Espe
sor
(mm)
Densidad
(kg/m3)
Calor específico
(kJ/kg/K)
Resistencia
(m2·kg/W)
Bloques de hormigón LW 102 608,7 0,84 0,26683
Aislante RSI-1.2 25,4 32 0,92 1,22299
Bloques de hormigón HW 203 977,1 0,84 0,19568
Pizarra 12,7 4325 1,26 0,00881
TOTAL (*) 1,87
(*) El total se ha obtenido teniendo en cuenta las inercias térmicas y el color de la superficie exterior.
Tabla 1.1.10
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ProyectoFindeGrado 25
Por otra parte, la composición del suelo de la segunda planta se muestra en la tabla 1.1.11.
Material Espesor
(mm)
Densidad
(kg/m3)
Calor específico
(kJ/kg/K)
Resistencia
(m2·kg/W)
Láminas de madera 19 544,6 1,21 0,16428
Hormigón LW 102 640,7 0,84 0,58703
Aislante RSI-1.2 30 30 0,92 1,87795
Hormigón HW 102 2242,6 0,84 0,08570
TOTAL (*) 2,87
(*) El total se ha obtenido teniendo en cuenta las inercias térmicas y el color de la superficie exterior.
Tabla 1.1.11
Puertas y ventanas
El tipo de puerta dependerá de su ubicación y uso. Las exteriores serán metálicas de doble
pared, mientras que las interiores serán de madera natural. Además las puertas podrán ser
individuales (1000mm x 2500mm) o dobles (2000mm x 2500mm).
Las ventanas serán de doble acristalamiento con marco de aluminio y aislante térmico.
Estarán situadas en salas ocupadas que requieran de luz natural.
A continuación se resumen en una tabla los coeficientes de transmisión máximos
permitidos por el RITE-2007 para la zona C, a la que corresponde Santander, lugar de
emplazamiento de la central y los determinados mediante el programa de cálculo HAP,
empleado en el proyecto:
Transmitancia
(W/m2K) Cubierta Suelo Pared
interior
Pared
exterior Ventana
RITE 0,41 0,50 1,20 0,73 4,4
HAP 0,321 0,396 0,469 0,58 3,656
Tabla 1.1.12
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ProyectoFindeGrado 26
1.1.3 Definición de los sistemas de ventilación.
En este proyecto se tratarán los sistemas de climatización centralizada, que se distinguen
por producir frío o calor para varias zonas en una única central de producción. Esta central
es la que transforma la energía produciendo el frío o calor necesarios. Además los sistemas
de climatización cuentan con una red de conductos o tuberías que transportan el fluido
desde la central hasta las distintas zonas a climatizar. Por otra parte cuentan con una serie
de elementos terminales que comunican los conductos y las salas, controlando que se
alcancen las condiciones deseadas en cada una de ellas.
1.1.3.1 Clasificación de los sistemas de ventilación según el fluido que se emplea.
La clasificación principal de los sistemas de climatización centralizada es según el fluido
que se emplea para distribuir la energía desde el equipo central hasta las zonas.
1.1.3.1.1 Sistemas todo aire.
Estos sistemas utilizan el aire como fluido para combatir las cargas térmicas existentes en
el edificio. La central proporciona el caudal de aire necesario para que las cargas térmicas
sean absorbidas cuando el aire recorra la sala.
Estos sistemas se caracterizan por tener un bajo nivel de ruido, ya que los equipos no se
encuentran en las salas. Además proporcionan alta calidad tanto en el filtrado y la
ventilación como en el enfriamiento y la humidificación. Además es fácil lograr un
enfriamiento de muy bajo coste gracias al free-cooling (enfriamiento mediante aire
exterior). Su principal inconveniente es que ocupan mucho espacio.
Cuando las cargas térmicas son variables han de combatirse bien variando la temperatura
del aire suministrado y manteniendo el caudal, o variando el caudal manteniendo la
temperatura.
A continuación se muestra una imagen de la distribución del aire en un sistema todo aire.
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ProyectoFindeGrado 27
Figura 1.1.4
1.1.3.1.1.2 Sistemas todo aire de volumen constante .
Los equipos de volumen de aire constante, CAV (Constant Air Volume), son equipos que
proporcionan un volumen de aire constante en las distintas zonas, por ello son
recomendables para climatizar espacios amplios con cargas térmicas constantes.
Estos sistemas permiten controlar tanto la temperatura proporcionada como la humedad,
las partículas o los gases. Sin embargo, debido a que el volumen es constante, no controlan
la velocidad ni la presión del mismo.
Entre sus ventajas destacan el bajo coste y su fácil instalación además de que pueden
controlar la ventilación sin necesidad de añadir equipos adicionales. Esto no quita que
tengan algunos inconvenientes notables, como su poca eficiencia, ya que al proporcionar
un volumen de aire constante, en condiciones de baja carga térmica se malgasta mucha
energía. Además requieren grandes conductos.
A continuación se muestra un esquema de la instalación de un sistema todo aire de
volumen constante.
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ProyectoFindeGrado 28
Figura 1.1.5
1.1.3.1.1.3 Sistemas todo aire de volumen variable.
Los equipos de volumen de aire variable VAV, (Variable Air Volume), son equipos muy
eficientes, pues emplean solo el volumen necesario para combatir las cargas térmicas
existentes. Además puede controlarse la velocidad del ventilador a carga parcial,
reduciendo aún más los costes de funcionamiento. Por otro lado, tienen bajo coste de
instalación y de mantenimiento, pero requieren mucho espacio.
La central o UTA, impulsa aire a la temperatura necesaria para combatir las condiciones de
máxima carga. En los conductos de impulsión de cada sala se instala una compuerta que
actúa como reguladora de caudal, aunque esto puede hacerlo también el difusor. La
regulación de caudal depende del termostato situado en la sala a climatizar.
Estos equipos son capaces de controlar la temperatura de forma independiente en los
distintos espacios pero no pueden asegurar unas condiciones de presión constantes, ya que
las variaciones de caudal en los ramales producen cambios de presión en el conducto
común. Por tanto, estos sistemas no son apropiados para laboratorios o salas quirúrgicas,
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ProyectoFindeGrado 29
por ejemplo, a no ser que se instale un by-pass que reconduzca parte del aire del conducto
de impulsión al conducto de retorno, compensando así las variaciones de presión.
Por otra parte, cuando se alcanza el punto óptimo de climatización, el volumen de aire
inyectado disminuye, pudiendo darse el caso de que no se cumpla con los requerimientos
legales de renovación mediante aire exterior (20 cfm/persona), produciéndose además una
sensación de disconfort. Para evitar esto pueden instalarse ventiladores o baterías de
calefacción, pero se elevarían mucho los costes de instalación.
Las cajas terminales de estos equipos han de colocarse en el techo, por lo que habrá que
dejar un acceso a las mismas. Los equipos VAV reducen o eliminan la necesidad de
recalentamiento que existía en algunos equipos tipo CAV y minimizan la potencia del
ventilador. Sin embargo, no son buenos para combatir cargas latentes elevadas, y debido a
la variación de caudal no se distribuye bien el aire en los espacios. Además no puede
combatir de forma simultánea cargas de frío y calor.
A continuación se muestra una imagen en la que se representa el esquema de un equipo de
volumen variable.
Figura 1.1.6
1.1.3.1.1.4Sistemas todo aire de un solo conducto.
Son equipos programables para períodos de ocupación y de no ocupación. Además pueden
proporcionar calefacción localizada cuando no es suficiente con la centralizada. Estos
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equipos tienen un único conducto, que transporta el aire desde la fuente hasta la sala, ya
sea frío o caliente. Pueden ser de caudal constante o de caudal variable.
Es un equipo con pocas partes lo que hace que sea de fácil y barato mantenimiento. Sus
componentes principales son una batería de refrigeración y otra de calefacción, un filtro y
un ventilador. Estos equipos pueden dimensionarse de acuerdo al espacio disponible y al
espacio a climatizar o pueden comprarse como un equipo compacto al fabricante.
El equipo cuenta con un termostato único que regula la temperatura de la zona, lo que
limita las preferencias de los ocupantes de forma individual. Sin embargo, puesto que el
volumen es constante, las condiciones del mismo son buenas, pues se está renovando
continuamente.
En la imagen siguiente se muestra un esquema de funcionamiento de un equipo CAV
Single Zone o de único conducto.
Figura 1.1.7
Estos equipos suelen utilizarse en zonas que no requieran muchas diferencias de
climatización entre espacios. Se instalan generalmente en edificios residenciales.
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1.1.3.1.1.5 Sistemas todo aire de doble conducto.
Estos equipos están formados por un único ventilador que proporciona y extrae el aire de la
sala, pero tienen dos conductos, uno por el que circula el aire frío y otro que transporta el
aire caliente. Los dos aires pueden mezclarse en las terminales de cada zona para lograr la
temperatura deseada.
Pueden ser tanto de volumen de aire constante como de volumen de aire variable.
Proporcionan un buen control de la humedad y un control rápido y preciso de la
temperatura.
No son muy eficientes en lo que se refiere a la energía, ya que se pierde parte de la misma
al realizar la mezcla de aires. Además requieren mucho espacio y el coste de instalación es
elevado. Por otra parte se necesita instalar algunos equipos en zonas ocupadas, lo que
ocasiona inconvenientes en el mantenimiento.
A continuación se muestra una imagen de un sistema todo aire de doble conducto.
Figura 1.1.8
1.1.3.1.1.6 Sistemas todo aire multizona.
El funcionamiento es similar al de los equipos de doble conducto, pero la mezcla de aire
frío y caliente se produce en el equipo central, de forma que solo se necesita un conducto
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ProyectoFindeGrado 32
de distribución reduciéndose así los costes. El gran inconveniente de estos equipos es el
tamaño de los conductos. Estos son muy grandes, por lo que es recomendable instalarlos
en aquellas zonas donde la longitud del conducto no vaya a ser mucha.
A continuación se muestra una imagen en la que se representa el esquema de
funcionamiento de un equipo multizona.
Figura 1.1.9
Tanto estos equipos como los de doble conducto se emplean para climatizar zonas en las
que se requiere un control individualizado de los espacios, lo que lo hace apropiados para
la climatización de oficinas, entre otras muchas cosas.
1.1.3.1.1.7 Sistemas todo aire de recalentamiento terminal.
Son equipos de caudal constante y multizona, por lo que son buenos para climatizar salas
con requerimientos diferentes. El funcionamiento es similar a los de zona única o un solo
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ProyectoFindeGrado 33
conducto, pero añade baterías de recalentamiento en los conductos para mejorar el control
de temperatura de cada espacio. Proporciona un buen confort, pero no es muy eficiente, ya
que enfría el aire hasta la mínima temperatura permitida para que existan condiciones de
confort, independientemente de las cargas térmicas existentes, y posteriormente es
recalentado hasta la temperatura precisa mediante la batería de recalentamiento de cada
sala. Además el consumo de los ventiladores no disminuye a carga parcial.
A continuación se muestra el esquema de funcionamiento de un sistema de
recalentamiento terminal.
Figura 1.1.10
Esta tecnología se utiliza para climatizar grandes superficies, sobre todo cuando existe una
sala principal de grandes dimensiones rodeada por pequeñas zonas adyacentes que
requieren unas condiciones de ventilación específicas, por ejemplo gimnasios.
1.1.3.1.2 Sistemas todo agua.
En los sistemas todo agua la central enfría o calienta agua, que será en este caso el fluido
caloportador. Las cargas térmicas se combaten en cada sala de forma independiente. El
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ProyectoFindeGrado 34
transporte del fluido se realiza, en este caso, mediante tuberías, que conducen el fluido
desde la central hasta las terminales, que serán en este caso fan-coils (ventiloconvectores).
En los fan-coils el aire aspirado se mezcla con el nuevo y se hace pasar por una batería, en
la que están las tuberías de agua. Al entrar el aire en contacto con las paredes de las
tuberías, alcanza la temperatura necesaria para climatizar el local. La temperatura del agua
que circula por las tuberías está regulada por el termostato de zona. En los sistemas todo
agua los ventiladores son de velocidad variable, que puede modificarse de forma
automática o manualmente por el usuario.
El aporte de aire exterior (aire primario) puede realizarse a través de una central de
volumen constante o directamente a través de los fan-coils.
Los sistemas todo agua con fan-coils pueden diferenciarse en tres tipos diferentes:
- Sistemas a dos tubos: La central produce agua caliente o fría, que se distribuye a
los terminales mediante un único circuito.
-Sistemas a cuatro tubos: la central produce agua fría y caliente de forma
simultánea. El agua se transporta a través de dos tuberías diferenciadas hasta las
terminales, que generalmente cuentan con dos baterías que podrán actuar de forma
independiente o simultánea.
- Sistemas a tres tubos: se diferencia del sistema a cuatro tubos en que la tubería de
retorno es única, por lo que el agua caliente y fría se mezclan en ella.
Además de los fan-coils, que son los más utilizados, existen otros elementos terminales
como pueden ser las vigas frías, los radiadores, o los techos y suelos radiantes.
Los sistemas todo agua necesitan un espacio de instalación reducido, pues los conductos de
aire son solo necesarios para el caudal de ventilación. Además al ser un control
particularizado, los espacios no se ven afectados por las condiciones de otros espacios
contiguos. La principal desventaja es que las baterías condensan la humedad, por lo que
son necesarios desagües y los equipos pueden deteriorarse a medio plazo. Además los
sistemas todo agua no pueden beneficiarse del enfriamiento gratuito proporcionado por el
free-cooling.
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A continuación se muestra un esquema de la instalación de un sistema todo agua.
Figura 1.1.11
1.1.3.1.3 Sistemas aire-agua.
Para aprovechar las ventajas de los sistemas todo aire y los sistemas todo agua, evitando
alguno de sus inconvenientes, como la necesidad de grandes espacios para la instalación de
sistemas todo aire debido al bajo poder caloportador de este fluido, se emplean, en
ocasiones sistemas combinados de agua y aire.
Los sistemas aire-agua, combaten las cargas latentes aportando aire primario, mientras que
para reducir las cargas sensibles se emplea una batería. Este aire primario se envía a unos
inductores formados por baterías de agua. Al aire primario que llega al inductor se le suma
el aire secundario que se aspira, mediante toberas de la sala a climatizar. De esta forma, el
caudal que se impulsará a la sala será una combinación de ambos. La temperatura del agua
que se emplea en las baterías del inductor se controla mediante el termostato de zona.
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Además de porque ofrece un control particularizado de los espacios, los sistemas aire-agua
se caracterizan por tener un tamaño reducido, pues los conductos de aire son solamente
necesarios para el aire primario. Por otro lado, al tener una parte de aire, puede realizarse
enfriamiento gratuito. Además pueden combatirse cargas de frío y calor de forma
simultánea.
En las imágenes siguientes se muestra el esquema de un sistema aire-agua.
Figura 1.1.12 Figura 1.1.13
1.1.3.1.4 Sistemas mediante refrigerante.
Los fluidos caloportadores son fluidos especiales que cambian de fase en las baterías. En la
de frío, el evaporador, el cambio es de líquido a vapor, por lo que el calor se toma del
medio. En este caso tenemos una máquina frigorífica. Por su parte, en las de calor,
condensadores, el fluido pasa de vapor a líquido, por lo que el calor se cede al medio.
Hablamos entonces de bombas de calor. Algunos equipos pueden funcionar tanto como
bombas de calor como máquinas refrigerantes.
En el compresor situado en la central el refrigerante se comprime en forma de vapor para
poder condensarse a mayor presión.
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ProyectoFindeGrado 37
Equipos con refrigerante son por ejemplo los split o multisplit (explicados en el apartado
1.4.2) y los de volumen de refrigerante variable (VRV). Estos últimos presentan una
instalación compacta y ligera, que permite el control individualizado de los espacios.
Además tiene una buena eficiencia energética a carga parcial, pues permite recuperar calor
de los espacios. Sin embargo, son sistemas complejos no estandarizados, por lo que no son
compatibles entre distintos fabricantes y existe riesgo de fugas de refrigerante. Además
tienen un límite de potencia, por lo que pueden utilizarse para un número determinado de
zonas.
A continuación se muestra un esquema del funcionamiento de un sistema con refrigerante.
Figura 1.1.14
1.1.3.2 Clasificación de los sistemas de ventilación según sus características.
Los diferentes sistemas de ventilación pueden clasificarse en varias categorías según sus
características. Los tipos principales son:
1.1.3.2.1 Equipos Roof-Top
Los sistemas de tipo Roof-Top son sistemas todo aire. Se caracterizan por tener un montaje
sencillo y fácil mantenimiento. Puesto que no precisan de tuberías de agua o refrigerante,
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ProyectoFindeGrado 38
son ideales para edificios industriales, donde hay numerosas instalaciones eléctricas.
Además pueden manejar grandes volúmenes de aire (el flujo de aire ronda los 180 m3/h por
kW), lo que también los hace adecuados para este uso. Su vida estimada está entre los 20 y
25 años, y son sostenibles y económicos.
El aire es impulsado en las salas mediante difusores, y generalmente estos equipos están
formados por un compresor tipo Scroll, un ventilador, free-cooling (sistema de
enfriamiento mediante aire exterior) y una bomba de calor.
Son equipos compactos, que integran tanto generación de frío como de calor. Se componen
de dos partes principales:
- Parte de tratamiento de aire: en este compartimento el aire se calienta o se enfría,
se filtra y se renueva. La renovación se hace mediante la mezcla de aire recirculado y aire
nuevo del exterior, cuya proporción se controla por una cámara de aire de mezcla. Esta
proporción ronda el 50%, aunque puede determinarse por un sistema detector de CO2 que
regule la entrada de aire nuevo en función de la concentración de este.
- Generación de calor y frío: en este compartimento se enfría o calienta el aire
mediante un compresor y un circuito de refrigeración reversible. Además, en esta parte
puede instalarse un sistema de free-cooling que permita climatizar la sala con el aire
exterior obtenido.
En la siguiente imagen se puede ver el esquema de un equipo Roof- Top:
Figura 1.1.15
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ProyectoFindeGrado 39
Son equipos silenciosos y de alta confiabilidad, lo que hace que sean ideales para
climatizar salas de responsabilidad. Además tienen buena capacidad de deshumidificación.
A continuación se muestra una imagen de una instalación típica de un equipo Roof-Top.
1.1.3.2.2 Equipos Verticales
Es una unidad compacta, capaz de proporcionar tanto frío como calor para una o varias
zonas. Además son unidades capaces de gestionar la misma cantidad de aire que los
sistemas de conductos. Los equipos verticales compactos pueden tener toma de aire
exterior lo que permite cumplir con las exigencias de renovación además de minimizar las
infiltraciones debido a un incremento de presión en la sala.
Estos equipos se instalan en armarios insonorizados que se incrustan en las paredes
dejando un acceso exterior, lo que supone bajos costes de instalación. Suelen utilizarse
para climatizar las zonas perimetrales de edificios como hoteles, hospitales u oficinas. En
la figura 1.1.16 se puede ver un equipo vertical.
Figura 1.1.16
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ProyectoFindeGrado 40
1.1.3.2.3 Equipos Multi-split
Los equipos multi-split están formados por una unidad externa con un motor que
suministra a varias unidades interiores de forma independiente, garantizando la eficiencia y
la independencia climática de los espacios. Las unidades internas pueden climatizar unos
metros cuadrados determinados, por lo que el número de unidades internas necesarias
dependerá del espacio a climatizar. Además se requiere al menos una unidad interna por
habitación.
Son equipos que refrigeran mediante expansión directa, y cuyo proceso de climatización se
resume en tres etapas: aspiración del aire ambiente, exclusión de humedad mediante un
evaporador y condensado en la unidad exterior. Pueden ser solo de frío o tanto de frío
como de calor. Estos equipos son capaces de eliminar la humedad sin enfriar el ambiente.
Además cuentan con un filtro para asegurar que las condiciones del aire son saludables.
Los multi-split tienen un bajo nivel sonoro, son pequeños y ornamentales (no desentonan
con los posibles diseños que pueda tener la sala). Además se pueden regular mediante
control remoto para comodidad de los ocupantes. Puede programarse también la llamada
“función sueño”, para regular la ventilación nocturna.
A continuación se muestra una imagen tanto de la unidad externa como de las unidades
internas de un equipo multi-split.
Figura 1.1.17
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1.2 CÁLCULOS
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1.2. Cálculos
1.2.1 Objeto del cálculo.
El objetivo de los cálculos es obtener los parámetros necesarios para el dimensionado y la
elección de los equipos que se van a emplear para la climatización del edificio.
Estos parámetros se obtendrán con el programa de simulación HAP
(HourlyAnalysisProgram) de CARRIER, que utiliza como base los parámetros
establecidos por el ASHRAE Standard 62-2001. HAP proporciona las herramientas
necesarias para diseñar los sistemas de HVAC, y ofrece además la posibilidad de realizar
análisis energéticos y análisis de costes de operación de los equipos utilizados o de
equipos alternativos.
Como datos de partida el programa utiliza las cargas térmicas que se habrán determinado
previamente de cada sala. Se introducirán por separado para cada sala. Además, se
indicarán los parámetros de ventilación: caudal de aire e infiltraciones. Por otra parte, se
introducirán las características constructivas de los muros, para conocer el coeficiente de
transmisión a través de muros, suelos, techos, puertas y ventanas.
Una vez definidas todas las características del edificio, el programa determinará los
parámetros de definición de los equipos de aire acondicionado. Para que esto sea posible,
habrá que hacer un estudio previo del tipo de equipos que se quieren utilizar, teniendo en
cuenta si se usarán para climatizar más de una sala de forma simultánea y si deberán ser
equipos de frío y calor o sólo de uno de ellos (ver apartado 1.2.2) .
El programa tendrá en cuenta, para el análisis, todas las franjas horarias y todas las
estaciones del año, pues así se ha establecido. Para el cálculo, promediará las condiciones
que se dan en todas las salas en cada momento, y elegirá las condiciones medias más
desfavorables de invierno y de verano, y sobre éstas proporcionará la parámetros que nos
permitirán seleccionar los equipos necesarios.
Además este programa permite conocer la energía consumida por la instalación en cada
momento así como los costes de operación de los distintos equipos. Este módulo no se
utilizará en la realización del proyecto.
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1.2.2 Definición de los sistemas de acondicionamiento de aire de cada sala.
Para determinar los sistemas de acondicionamiento se agruparán las salas de acuerdo a su
uso y a sus necesidades climáticas de forma que un mismo equipo pueda emplearse para
climatizar más de una sala. A continuación se presentan los equipos elegidos para la
climatización del edificio atendiendo a la función de las salas que se van a climatizar.
1.2.2.1 Sistema de acondicionamiento para salas eléctricas y electrónicas.
En este grupo incluimos la sala de baterías, la sala eléctrica, la sala electrónica, el
laboratorio y la sala de cables. En este caso se utilizará un sistema RoofTop con
recalentamiento terminal.
Entre las características que hacen que este equipo sea el idóneo para la climatización de
estas salas destacan su capacidad de impulsar grandes caudales de aire (el volumen de las
salas eléctricas es grande), su capacidad de deshumidificación, pues la alta humedad del
clima Cantábrico podría causar daños en los equipos eléctricos y electrónicos, que sea un
equipo de tipo aire-aire, por lo que no puede haber fugas de agua o refrigerante que dañen
los circuitos electrónicos o los sistemas eléctricos, y su alta confiabilidad, pues se empleará
para climatizar salas de alta responsabilidad, indispensables para el funcionamiento de la
central.
Además, en el programa HAP, se han diferenciado 4 zonas a climatizar con este equipo,
correspondientes a las 4 salas anteriormente definidas (eléctrica, electrónica, laboratorio
ybaterías). La razón de esta distinción es que las condiciones deseadas no son las mismas
en las distintas salas. En el caso de la sala de baterías, las condiciones de extracción son
particulares, pues el aire extraído de esta sala no puede recircularse para ser tratado y otra
vez impulsado, ha de expulsarse totalmente al exterior. Además el rango de temperatura
deseado en las salas varía según la función de las mismas, por lo que la temperatura del
aire de impulsión y de extracción no será la misma en todos los casos. Por otra parte, el
hecho de que sea un equipo de caudal de aire constante, hace que sea un sistema adecuado
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ProyectoFindeGrado 45
para la climatización del laboratorio, en la que se requiere que las condiciones de presión
sean constantes.
El sistema RoofTop seleccionado cuenta con diferentes componentes que hacen viable la
climatización de los diferentes espacios. Estos componentes pueden dividirse en
componentes estándar (son los que el equipo RoofTop trae de serie) y componentes
complementarios, aquellos que el usuario decide si quiere o no añadir en función de las
cargas térmicas que deba combatir.
Los componentes estándar son los siguientes:
- Refrigeración central: en este módulo el aire se enfría antes de ser impulsado,
siguiendo gracias a un equipo frigorífico. El fluido refrigerante evoluciona en un ciclo de
Carnot, absorbiendo calor del aire por estar a baja temperatura. A continuación se muestra
una imagen de un ciclo de Carnot con los diferentes componentes:
Figura 1.2.1
Los diferentes componentes del ciclo son:
1. Compresor: máquina donde se introduce el trabajo mecánico y aumenta la presión.
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ProyectoFindeGrado 46
2. Evaporador: intercambiador en contacto con el foco frío, dónde se absorbe el calor del
aire.
3.Válvula de expansión: regula el flujo de refrigerante y mantiene la diferencia de
presiones.
4. Condensador: Intercambiador en contacto con el foco caliente, donde se cede calor.
- Ventilador de suministro: es el ventilador que proporciona el aire, tanto el aire
exterior como el aire recirculado, que se empleará para climatizar la sala. Es el ventilador
que impulsa el aire de los conductos hacia la sala. Hay distintos tipos de ventiladores, cada
uno de ellos con una eficiencia y una curva de rendimiento a carga parcial diferentes. El
caudal de impulsión determinado mediante el programa HAP se introducirá en el programa
de Soler&Palau para selección de ventiladores y así se obtendrá tanto el modelo más
apropiado para cada caso, como su curva de funcionamiento. Para seleccionar el ventilador
se ha tenido en cuenta que el punto de trabajo debe encontrarse en la zona estable de su
curva de funcionamiento (o lo más cerca posible de la misma), para asegurar tanto que no
se pierde energía como que en caso de que existan pequeñas variaciones de carga térmica
en la sala el ventilador puede seguir funcionando sin problemas.
El programa HAP necesita los datos técnicos del ventilador para saber qué calor están
generando los propios equipos de ventilación de forma que pueda dimensionar los sistemas
de climatización para que combatan también las cargas térmicas generadas por los propios
equipos. En este caso se han introducido datos habituales de ventiladores: 80% de
eficiencia y 50 Pa de presión estática.
Por otra parte, se puede definir la configuración del mismo en función de su situación
respecto al serpentín de refrigeración.
Los ventiladores pueden estar antes del serpentín, en cuyo caso se denominan ventiladores
“Blow-Thru”, o después del serpentín (en el sentido del flujo de aire), en cuyo caso se
conocen como “Draw-Thru”. La posición del ventilador modifica la temperatura de
entrada, el caso de los blow-thru, o de salida, en el caso de los draw-thru, en el serpentín de
enfriamiento, por lo que las cargas latentes del enfriador se ven afectadas, modificándose
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ProyectoFindeGrado 47
así la temperatura de rocío del mismo. En el caso de los equipos multizona y de doble
conducto, los ventiladores se sitúan siempre antes del serpentín.
- Sistema de conductos: constituyen la red de conductos para transportar el aire. A
la hora de analizar el sistema de conductos hay que estudiar, por una parte, las pérdidas o
ganancias de potencia calorífica así como las fugas que se puedan producir, y por otra
parte si el diseño se ha realizado con simples conductos de retorno o si el retorno es a
través de un conducto plenum (conductos diseñados de forma que el aire se reparta con la
misma presión en todo el espacio).
Las pérdidas de potencia calorífica afectarán al rendimiento del equipo, pues modificarán
las cargas térmicas de enfriamiento o calentamiento que habrá de vencer. Esta
modificación de carga térmica se debe a la conductividad del material que se emplee en la
construcción de los conductos. Según ASHRAE estándares, que son los empleados por el
programa HAP utilizado en el proyecto, las pérdidas o ganancias de potencia térmica se
expresan en función de la de las cargas sensibles existentes en la zona a climatizar. Las
ganancias o pérdidas de calor en los conductos serán determinantes para definir la
temperatura de salida del aire en el equipo, pues por simple termodinámica, si se produce
un pérdida de calor a lo largo del conducto, la temperatura del fluido al entrar en la sala
habrá variado en función de la potencia térmica perdida o ganada en el conducto según la
ecuación:
Q=mCp(T1-T2)
Ecuación 1.2.1
Por otra parte las fugas que pueden producirse en los conductos son importantes, pues
modifican flujo de aire que el ventilador tiene que proporcionar, variando así su potencias
de uso. Las fugas en los conductos se expresan como un porcentaje del flujo de aire
proporcionado por el ventilador.
Además de los componentes anteriores, para lograr una climatización óptima de las salas
eléctricas del edificio, que asegure que los equipos no se deterioren, se ha añadido un
ventilador de retorno, que impulsa el aire de extracción de la sala hacia los conductos de
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ProyectoFindeGrado 48
retorno. Al igual que en el caso del ventilador de impulsión, se elige el ventilador de
acuerdo al caudal determinado por el programa HAP
Para la modelización de estas salas se seleccionará en el programa HAP:
- Equipment type: Packaged Roof-Top Unit
- Systemtype: CAV Termina Reheat
En la figura 1.2.1 está representado el esquema de este tipo de equipos.
Figura 1.2.2
El resumen de los datos de entrada para esta modelización puede verse en el anexo D.1
1.2.2.2 Sistema de acondicionamiento para oficinas y otras salas de ocupación.
En el caso de la climatización de las salas de la segunda planta del edificio: vestuarios,
oficinas, salas de almacenamiento, cafetería… se ha seleccionado un equipo de volumen
de refrigerante variable (VRV) multi-split.
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ProyectoFindeGrado 49
El equipo multi-splitse ha seleccionado por su capacidad de climatizar diferentes salas de
forma independiente mediante un termostato. Además pueden combatir tanto cargas de
invierno como cargas de verano, y eliminan la humedad del ambiente sin enfriar,
característica muy necesaria en climas marinos, especialmente en Santander, donde los
inviernos son fríos y húmedos. Por otra parte, su aspecto ornamental los hace únicos para
climatizar oficinas y salas ocupadas, pues no estropearán la estética del lugar. Como
ventaja añadida cabe destacar que estos equipos suelen tener una “función sueño”
programable, lo que permite diferenciar la climatización en momentos de ocupación y de
no ocupación.
Además por ser un equipo que funciona con líquido refrigerante tiene conductos pequeños
lo que supone que se necesite poco espacio para la instalación.
En este caso las salas de la segunda planta las salas se agruparán en función de su uso y del
rango de temperaturas de confort establecido. Por ello se han diferenciado 4 zonas
diferentes, la primera agrupa todas las oficinas y salas de trabajo, en las que habrá de
mantenerse la temperatura entre los 22ºC y los 26ºC. Por otro lado están los aseos y
vestuarios, que tendrán, además de un rango de temperaturas de confort diferente, unas
condiciones de extracción distintas. Las salas de almacenamiento y limpieza también se
han agrupado en otra zona, pues el rango de temperaturas permitido es más amplio.
Finalmente se ha definido una zona para la cafetería pues las tasas de renovación de aire
mediante aire exterior no serán las mismas que en el caso de las oficinas debido,
principalmente, a la función de esta sala y su ocupación.
Cabe destacar que la climatización de aseos, vestuarios, sala de la limpieza y sala de
almacenamiento se hará mediante las exfiltraciones del resto de sala de las plantas, y no
mediante impulsión de aire, pues las condiciones del aire de estas salas no son tan
restrictivas. En los aseos se colocarán ventiladores de extracción para extraer el caudal de
ventilación de los aseos, pues este aire no puede ser recirculado. Habrá de asegurarse que
el sistema que resulte esté equilibrado, es decir, debe cumplirse que el caudal de impulsión
sea el mismo que el caudal de exfiltraciones más el caudal extraído de todas las salas
(puede comprobarse en el plano 2 del documento 2 del presente proyecto)
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ProyectoFindeGrado 50
Tanto los componentes estándar como los complementarios de estos equipos son los
mismos que los definidos en el apartado 1.2.2.1 para los equipos RoofTop.
Puesto que no existe la posibilidad de seleccionar un equipo multisplit de volumen de
refrigerante variable en el programa de HAP utilizado para los cálculos, se utilizará el
siguiente modelo para simular la climatización de estas salas, debido a su semejanza:
- Equipment type: Split Air Handling Units
- Systemtype: CAV 3-Deck Multizone
Figura 1.2.3
El resumen de los datos de entrada para esta modelización puede verse en el anexo D.2
Por otra parte, se realizará un análisis individualizado de las salas para conocer la potencia
de refrigeración necesaria para vencer las cargas térmicas existentes en cada sala y así
poder seleccionar la unidad splits interior más adecuada. En este caso, se simulará con un
equipo split (Split Air HandlingUnit), con caudal de aire constante para una sola zona
(CAV Single Zone).
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ProyectoFindeGrado 51
1.2.2.2 Sistema de acondicionamiento para la sala de cables.
Para la sala de cables se utilizará el aire exterior puesto que el rango de temperaturas
permitido en esta sala es muy amplio (5-40ºC), siendo la temperatura máxima permitida
superior a la temperatura exterior del emplazamiento en verano Por ello, el programa HAP
se utilizará simplemente para conocer las transmisiones y las cargas internas que habrá que
disipar, pues el acondicionamiento de la sala se realizará mediante rejillas de entrada de
aire y ventiladores de extracción.
1.2.3 Cálculo de cargas térmicas
Las cargas térmicas consideradas en este proyecto se dividen en: cargas internas y cargas
externas (cargas por transmisión, cargas por infiltración y cargas por insolación). Además,
las cargas térmicas pueden ser sensibles, sólo varía la temperatura, o latentes, aumenta la
humedad.
El programa HAP determinará las cargas externas, por lo que serán necesarios los
coeficientes de transmisión establecidos para los cerramientos y las temperaturas tanto del
exterior como de las salas no acondicionadas (se considerará que entre dos salas
acondicionadas no existe transmisión de calor). Los pasillos se tomarán como salas
acondicionadas, mientras que las escaleras y halles se considerarán no acondicionados.
Será además necesario introducir en el programa las dimensiones de las salas así como las
características dimensionales y de orientación de puertas y ventanas. A continuación se
detallan enla tabla 1.2.1 las dimensiones de las diferentes salas a climatizar:
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ProyectoFindeGrado 52
Dimensiones Salas
Largo(m) Ancho(m) Alto(m) Área(m2) Volumen(m3)
Sala de cables - - 4 674 2696
Sala de baterías 13.6 7.8 4 105 420
Laboratorio 6.2 11.8 4 73 292
Sala eléctrica 20 8 5 530 2650
Sala electrónica - - 5 160 800
Sala de juntas 6 5.2 4 34 136
Oficina 1 3.8 5.2 4 20 80
Oficina 2 3.8 5.2 4 20 80
Sala de
comunicaciones
6.5 5.2 4 34 136
Sala de control 10 5.4 4 57 228
Sala de descanso 9 2.2 4 19 76
Cafetería 8.25 3 4 22 88
Vestuarios femeninos - - 4 24 96
Vestuarios
masculinos
- - 4 29 116
Aseos femeninos - - 4 20 80
Aseos masculinos - - 4 20 80
Sala de la limpieza 5 4.5 4 5,6 22.4
Enfermería 5 4.5 4 26,5 106
Oficina técnica 14 17 4 246 984
Sala técnica 5 8 4 42 168
Sala de
almacenamiento
5 4.5 4 21 84
*Nota (1): Que la dimensión aparece marcada como “-“ implica que la sala no es rectangular
Tabla 1.2.1
Puesto que las cargas térmicas son variables, para asegurar que el dimensionamiento de los
equipos se hace de forma correcta, asegurar que los equipos seleccionados sean capaces de
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ProyectoFindeGrado 53
combatir la mayor variedad de cargas térmicas posibles, el programa HAP estudiará dos
situaciones, una de verano en el día más caluroso con máxima ocupación y con todos los
equipos en funcionamiento, y el día más frío del invierno, con las salas desocupadas y los
equipos apagados. De esta forma, si los equipos son válidos para estas dos situaciones lo
serán también para cualquier caso intermedio.
1.2.3.1 Cargas internas
1.2.3.1.1 Cargas térmicas por ocupación
Para considerar las cargas por ocupación, se utilizarán los valores utilizados por el
programa de HAP, que es el programa que se empleará para los cálculos. Éste programa
toma como referencia los valores normalizados establecidos por el ASHRAE, que
determinan que para la actividad que realiza una persona en la oficina la carga latente
asociada es de 60.1 W y la sensible es de 71.8 W. Si la persona está en reposo, su carga
sensible será de 67.4 y su carga latente de 35.2 W. A continuación se muestra la ocupación
de las diferentes salas y el área de las mismas.
Salas eléctricas y
laboratorio
Área (m2) Ocupación (personas)
Sala de baterías 104,7 0
Laboratorio 73,2 4
Sala de cables 675,5 0
Sala eléctrica 530 0
Electrónica 160 0
Tabla 1.2.2
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ProyectoFindeGrado 54
Salas planta de control Área (m2) Ocupación (personas)
Sala de juntas 34,2 8
Oficina 1 20 1
Oficina 2 20 1
Sala de comunicaciones 34,4 2
Sala de control 57 1
S. de fumadores 19,2 3
Cafetería 22 15
Vestuario femenino 24 5
Vestuario masculino 29 5
Aseo femenino 20 1
Aseo masculino 20 1
Sala de la limpieza 5,6 0
Enfermería 26,5 1
Oficina técnica 246,5 15
Sala técnica 42,4 0
Sala de almacenamiento 21,2 0
Tabla 1.2.3
Por otra parte, las cargas térmicas por infiltración se deben a una diferencia de presión
entre dos salas contiguas o una sala y el exterior. Es una carga tanto sensible como latente,
pues se genera una corriente de aire que provoca cambios tanto de temperatura como de
humedad. El aire se moverá de presiones altas hacia presiones bajas. En ocasiones las
infiltraciones pueden favorecer la climatización del edificio.
Para este proyecto, en el programa HAP se introducirán unas infiltraciones determinadas
como un 5% de los caudales de renovación de las salas (definidos en el apartado 1.2.4.1.3),
de forma que se creará una sobrepresión en el interior de la sala que supondrá que las fugas
vayan hacia el exterior, de forma que no existan cargas térmicas por infiltración.
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ProyectoFindeGrado 55
1.2.3.1.2 Cargas térmicas por iluminación y equipos
Por una parte, en el programa HAP se introducirán las cargas por iluminación dependiendo
del área de la sala en cuestión, determinando un valor de 20W/m2. Por otra parte, las cargas
de los equipos quedan determinadas por los datos del fabricante o bien por estimaciones a
partir de valores conocidos. A continuación se muestran las cargas por iluminación y por
carga de equipos consideradas en cada sala.
Sala Carga de equipos (W) Iluminación (W/m2)
Sala de baterías 5.000 7,5
Laboratorio 2.000 20
Sala de cables 97.900 10
Sala eléctrica 106.100 10
Electrónica 10.500 10
Tabla 1.2.4
Las cargas internas de la planta de control se muestran en la siguiente página (tabla 1.2.5)
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 56
Sala Carga de equipos(W) Iluminación(W/m2)
Sala de juntas 3.300 20
Oficina 1 2.300 20
Oficina 2 2.300 20
Sala de comunicaciones 5.600 20
Sala de control 13.500 20
Sala de descanso 3.000 20
Cafetería 5.000 20
Vestuarios femeninos 0 20
Vestuarios masculinos 0 20
Aseos de Señoras 0 20
Aseos de Caballeros 0 20
Sala de la limpieza 0 20
Enfermería 2.300 20
Oficina técnica 28.600 20
Sala técnica 7.200 20
Sala de almacenamiento 2.300 20
Tabla 1.2.5
1.2.3.1.2 Cargas térmicas por transmisión
Las cargas térmicas de transmisión representan carga sensible, pues solo existen cuando
hay una diferencia de temperatura entre dos superficies. Las cargas por transmisión se
darán tanto en muros interiores y exteriores como en techos y suelos. En el caso de los
muros, es importante destacar la existencia de cierta inercia térmica, que provoca que el
calor tarde un tiempo determinado en atravesar el cerramiento, por lo que no tiene por qué
coincidir el momento de máxima temperatura exterior con el máxima carga térmica en el
interior.
Las cargas por transmisión se calculan a partir de la siguiente fórmula:
Q = C0 · Ci · K · S · (Tinterior-Texterior)
Ecuación 1.2.2
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ProyectoFindeGrado 57
Dónde:
Q es la carga térmica por transmisión (kcal/h)
C0 es el coeficiente de orientación del muro. Es un coeficiente adimensional para
tener en cuenta la influencia de la radiación solar y de los vientos predominantes en esa
orientación. No se tiene en cuenta cuando las paredes no son verticales o no son exteriores.
Los valores más habituales son: 1,15 para la orientación norte, 1,20 para la sur, 1,10 para la
este y 1,05 para la orientación oeste.
Ci es el coeficiente de intermitencia de la instalación. Actualmente se considera que
este factor es 1,1 pues es el coeficiente que se utilizaba cuando los equipos solo podían
funcionar durante las horas programadas sin poder alterarse este funcionamiento. Es un
factor de seguridad.
K es el coeficiente global de transmisión de calor del muro (kcal/h·m2·ºC). Puede
calcularse como λ/e donde λ es la conductividad del material (W/m·K) y e el espesor (m).
S es la superficie de transmisión de calor. (m2)
Tinterior es la temperatura del espacio acondicionado (ºC)
Texterior es la temperatura del espacio no acondicionado (ºC)
1.2.3.1.3 Cargas térmicas por insolación
Se debe a la incidencia del sol en las fachadas, lo que produce un aumento de la
temperatura de la superficie exterior de los muros. Puesto que ésta carga implica solo un
incremento de temperatura estaremos hablando también de carga sensible.
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ProyectoFindeGrado 58
1.2.4 Cálculo y dimensionamiento de equipos de los sistemas de ventilación.
1.2.4.1 Cálculo de los requisitos de ventilación.
En este apartado se procederá a calcular los caudales de ventilación necesarios en aquellas
salas en las que sea necesaria ventilación forzada.
Para calcular el caudal de ventilación deberán tenerse en cuenta tanto la calidad de aire
requerida en el edificio, obtenida mediante aporte de aire exterior adecuadamente filtrado y
tratado, como la posibilidad de asegurar que en todo momento se alcancen las condiciones
de confort establecidas para las diferentes salas.
Con el fin de calcular los caudales de renovación necesarios para ventilar aquellas zonas
que precisan de ventilación forzada, se aplicarán tres procedimientos diferentes, tomando
como válido el más restrictivo. Estos procedimientos se realizarán en base a la ocupación
de las salas, en base a la superficie de las mismas y en base a las renovaciones por hora
recomendadas para los diferentes tipos de salas. En algunos casos será solo aplicable el
procedimiento en función de la superficie o del número de renovaciones por hora, pues las
salas no estarán ocupadas.
1.2.4.1.1 Cálculo del caudal de ventilación en base a la ocupación de las salas.
Para el cálculo del caudal mediante este procedimiento se tendrán en cuenta varias
normativas vigentes en el área de implantación de la central así como el criterio ASHRAE
y se elegirá para el cálculo la más restrictiva.
1. Según normativa UNE, en concreto según la norma UNE-EN 13779:2005, para una
calidad de aire IDA2 deberá de asegurarse una caudal de aire exterior por persona
de entre 36 y 54 m3·h-1, tomándose por defecto un caudal de 45 m3·h-1/pers.
2. Según el RD 1027/2007 de 20 de julio, BOE 29-08-2007, y la Instrucción Técnica
IT 1.1.4.2 Exigencia de calidad del aire interior, el caudal de aire exterior para una
calidad de aire IDA2 es, en el caso de oficinas 45 m3·h-1/pers, en el caso de
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ProyectoFindeGrado 59
cafeterías y salas de ordenadores 28,8 m3·h-1/pers y en el caso de laboratorios 72
m3·h-1/pers.
3. Según los parámetros de la norma ANSI/ASHRAE Standards 62.1-2004 (American
Society of Heating, Refrigerating and Air- ConditioningEngineers), los caudales de
ventilación con aire exterior dependerán del uso de la sala, siendo estos parámetros
los siguientes:
Tipo de Sala Caudal de ventilación (m3·h-1/pers)
Laboratorios 17
Salas de ordenadores -
Cafeterías 12,74
Salas de juntas 8,5
Almacenes -
Oficinas 8,5
Vestuarios -
Aseos 101,94
Tabla 1.2.6
Que algunas salas no tengan un caudal de renovación asignado por persona, se debe a que
no hay una ocupación de personas de forma permanente en esas estancias, por lo que se
aplicará el criterio de ventilación en función de la superficie de las mismas, o a partir de las
ren/h establecidas para una sala de esa tipología.
En este caso, para determinar el caudal de ventilación, se aplicarán las siguientes
conversiones de unidades:
Qvent(m3/h) = Q1(m3·h-1/persona) · Ocupación de la sala (nº pers)
Ecuación 1.2.3
Qvent (l/s) = Qvent(m3/h) / 3.6
Ecuación 1.2.4
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ProyectoFindeGrado 60
Qvent(ren/h) = Qvent(m3/h) / V
[Siendo V el volumen de la sala]
Ecuación 1.2.5
1.2.4.1.2 Cálculo del caudal de ventilación en base a la superficie de las salas.
Para aplicar este método se tendrán en cuenta, al igual que en el caso anterior, 3 estándares
diferentes:
1. Según la norma UNE-EN 13779:2005, para una calidad de aire IDA2 deberá de
asegurarse una caudal de aire exterior de al menos 2,5 m3·h-1/m2
2. Según el RD 1027/2007 de 20 de julio, BOE 29-08-2007, y la Instrucción Técnica
IT 1.1.4.2 Exigencia de calidad del aire interior, el caudal de aire exterior para una
calidad de aire IDA2 es de 2,988 m3·h-1/m2.
3. Según los parámetros de la norma ANSI/ASHRAE Standards 62.1-2004 , los
caudales de ventilación con aire exterior dependerán del uso de la sala, siendo estos
parámetros los siguientes:
Tipo de Sala Caudal de ventilación (m3·h-1/m2)
Laboratorios 3,29
Salas de ordenadores 1,3
Cafeterías 3,29
Salas de juntas 1,1
Almacenes 2,19
Oficinas 1,09
Vestuarios 4,57
Aseos -
Tabla 1.2.7
Al igual que en el caso anterior, los parámetros que no están disponibles (-) implican que el
cálculo del caudal de ventilación en estas salas deberá realizarse por otros procedimientos.
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ProyectoFindeGrado 61
Aplicando este método, para determinar el caudal de ventilación, se aplicarán las
siguientes conversiones de unidades:
Qvent(m3/h) = Q1 (m3·h-1/m2) · A (m2)
[Siendo A el área de la sala]
Ecuación 1.2.6
Qvent (l/s) = Qvent(m3/h) / 3.6
Ecuación 1.2.7
Qvent(ren/h) = Qvent(m3/h) / V
[Siendo V el volumen de la sala]
Ecuación 1.2.8
1.2.4.1.3 Cálculo del caudal de ventilación en base al número de renovaciones por hora establecido para cada sala.
Para aplicar este método se tendrán en cuenta los valores de renovaciones por hora para
cada tipo de sala establecidos en el apartado de Calidad del aire interior del Documento
Básico de Salubridad del Código Técnico (Apartado 2 DB Hs3). Estos parámetros se
resumen en la siguiente tabla:
Tipo de Sala Caudal de ventilación (ren/h)
Laboratorios 6-8
Aseos 13-15
Cafeterías 15-18
Salas de juntas 5-8
Oficinas 5-6
Tabla 1.2.8
Para salas que no se identifiquen con ninguna de estas categorías, o puedan aproximarse a
partir de alguna de ellas, se empleará el caudal de ventilación genérico establecido por
dicho código: 1,00 ren/h, excepto en el caso de las salas eléctrica, electrónica y de cables
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ProyectoFindeGrado 62
que se establecerá un caudal de 10 ren/h para asegurar una buena ventilación pues son
salas de responsabilidad.
Para el cálculo de los caudales de renovación mediante este método se aplicarán los
siguientes cambios de unidades:
Qvent(m3/h) = Q1 (ren/h) · V (m2)
[Siendo V el volumen de la sala]
Ecuación 1.2.9
Qvent (l/s) = Qvent(m3/h) / 3.6
Ecuación 1.2.10
A continuación se muestran dos tablas resumen con los caudales de ventilación obtenidos
mediante este último método, y que son los que se utilizarán para el desarrollo del
proyecto, pues el método de renovaciones por hora es el más restrictivo (Ver anexo C, en
el que se encuentra una comparativa de los caudales obtenidos con los distintos
procedimientos).
Salas eléctricas y
laboratorio
Caudal de ventilación
(ren/h)
Caudal de ventilación
(m3/h)
Sala de baterías 10 4.200
Laboratorio 8 2.336
Sala de cables 10 26.960
Sala eléctrica 10 26.500
Electrónica 10 8.000
Tabla 1.2.9
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ProyectoFindeGrado 63
Salas planta segunda Caudal de ventilación
(ren/h)
Caudal de ventilación
(m3/h)
Sala de juntas 8 998
Oficina 1 5 400
Oficina 2 5 400
Sala de comunicaciones 3 406
Sala de control 5 1.080
Sala de descanso 1 2.488
Cafetería 17 1.683
Vestuarios femeninos 10 800
Vestuarios masculinos 10 1.160
Aseos de Señoras 14 1.120
Aseos de Caballeros 14 1.120
Sala de la limpieza 1 90
Enfermería 5 450
Oficina técnica 10 9.520
Sala técnica 1 160
Sala de almacenamiento 1 90
Tabla 1.2.10
1.2.4.2 Dimensionamiento de ventiladores.
Existen dos clasificaciones principales para los ventiladores. Por una parte pueden
ser clasificados según la dirección del flujo del aire que los atraviesa. En este caso
podemos encontrarnos con ventiladores centrífugos, axiales o centrífugos. Por otro
lado, los ventiladores se pueden clasificar en función de la presión y/o el caudal.
Puestoqueenesteproyectoenningúncasotrataremosconcaudalesexcesivamente
elevadosoexcesivamentebajos,seutilizarálapresióncomocriterioseleccionador.
En relación a la presión sabemos que los ventiladores axiales trabajan bien con
caudalesaltosomuyaltosypresionesbajas,mientrasqueelpuntodetrabajodelos
centrífugos se encuentra en presionesmedias, altas y caudales bajos, por lo tanto,
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 64
para esta instalación la mayor parte de los ventiladores seleccionados serán
centrífugos.
Para elegir el ventiladormás adecuado en cada casohabrádebuscarse aquel cuyo
puntodetrabajoestéenlazonaestabledelacurvadetrabajodelventilador,alejado
delaszonasinestables.Sebuscaráademáslamáximaeficienciadelmismo,porloque
seintentaráqueelventiladortrabajeensupuntodemáximorendimiento.
Los ventiladores que se necesitarán en la instalación pueden dividirse en los
siguientestipos:
‐ Ventiladoresdeextracción
‐ Ventiladores de impulsión: estos ventiladores presentarán los filtros
necesariosparaasegurarlasalubridaddelaireimpulsado.
Enelapartado1.2.6.1puedenverselosventiladoresseleccionadosparaesteproyecto
deacuerdoalcaudalylapresióndelaire.
1.2.4.3 Dimensionamiento de rejillas.
Existenvariostiposderejillasquepuedenclasificarsesegúnsufunción.Estostipos
sonlossiguientes:
‐ Rejillas de impulsión o extracción: el número de rejillas presentes en las
salas vendrá condicionado por la superficie de las mismas, pero deberá
colocarse almenos una rejilla de impulsión y otra de extracción en cada
habitación.Estasrejillassonporlasquepasanelaireimpulsadoyextraído
respectivamente.
‐ Rejillas de puerta: son aquellas rejillas que se emplean cuando se quiere
recircular aire entre salas. Éstas rejillas comunican una sala con su
adyacenteparaqueelairevayadeunaalaotraenfuncióndeladepresión
queexista.
‐ Rejillas de intemperie: Son aquellas a travésde las cuales entra aire del
exterior tantode formadirectacomoa travésdelconductoexteriorde la
unidadRoof‐Topinstaladaparaclimatizarlassalaseléctricasydebaterías.
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ProyectoFindeGrado 65
‐ Rejillas de recirculación: se colocarán en aquellas salas que estén
climatizadas mediante unidades splits (oficinas, salas de juntas,
enfermería…)Sonlasrejillaspordondepasaelairecuandoésteesdirigido
alasunidadesdeenfriamiento.
Enelapartado1.2.6.1puedenverselasrejillasseleccionadasparaesteproyecto.
1.2.5 Cálculo y dimensionamiento de los sistemas de aire acondicionado.
EnesteproyectosehaempleadoelprogramadeCARRIERHAP,parael
dimensionamientodelossistemasdeaireacondicionado.Trasintroducirenel
programalosvaloresdelascargastérmicasenlasdistintassalas(verapartado1.2.3
deestamemoria)asícomolascaracterísticasexterioresydelosdistintos
cerramientos(apartados1.3.4y1.3.6respectivamente),elprogramacalculalos
caudalesdeventilaciónnecesariosparavencerlascargastérmicasenlosmomentos
másdesfavorablesdelaño(díamáscalurosodeveranocontodoslosequiposen
funcionamientoytotalocupaciónydíamásfríodeinviernosinocupaciónyconlos
equiposapagados).
Además,comosehajustificadoenelapartado1.2.2,handeintroducirselossistemas
deacondicionamientodeaireelegidosparacadazona,asícomolascaracterísticasde
susrespectivoscomponentes,paraqueelprogramapuedaproporcionarunmodelo
lomásajustadoposiblealarealidad.
Acontinuaciónsedesglosaenfuncióndelosequiposseleccionadosydelasdistintas
salasdeledificioloscaudalesdeimpulsiónyventilación.
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ProyectoFindeGrado 66
1.2.5.1 Salas eléctricas y electrónicas.
Las cargas térmicas que deberá combatir el equipo Roof-Top seleccionado así como el
caudal que deberá proporcionar para tal fin se expresa en la tabla siguiente:
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión Ventilación
Unidad
Total Sensible Total l/s m3/h l/s m3/h
Roof-Top 731,35 492,16 465,93 18.239 65.660,4 11.399 41.036.,
Tabla 1.2.11
Los caudales necesarios en las distintas salas climatizadas por el equipo son los siguientes:
Sala Caudal de
impulsión (m3/h)
Baterías 4.200,12
Eléctrica 26.499,96
Electrónica 7.999,92
Laboratorio 26.960,04
TOTAL 65660.4
Tabla 1.1.12
Es importante destacar que, puesto que las salas eléctricas y electrónicas así como la de
baterías son de vital importancia para el funcionamiento de la central, se procederá a
duplicar el equipo de acondicionamiento de aire, para garantizar que las salas están
correctamente climatizadas en todo momento.
1.2.5.2 Sala de cables
Puesto que el rango de temperatura máxima permitida para esta sala (40ºC) es superior a la
temperatura exterior en verano, no se empleará un equipo de refrigeración, sino que se
utilizarán rejillas y ventiladores para acondicionar la sala mediante aire exterior. Se
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ProyectoFindeGrado 67
determinará el caudal necesario para el acondicionamiento de la sala de forma manual,
utilizando, como dato de partida, las cargas térmicas que nos proporciona el cálculo
efectuado con el programa HAP. Las potencias obtenidas con el programa son las
siguientes:
Tabla 1.2.13
Como puede observarse en la tabla, varias de las potencias son negativas. Esto se debe a
que, al permitirse una temperatura máxima tan elevada en la sala (40ºC), las transmisiones
contribuyen al acondicionamiento de la sala. Respecto a las cargas térmicas que hay que
combatir, se tendrán en cuenta la producida por los cables (“electric equipment”) y la
producida por la iluminación de la sala (“overhead lighting”) por ser las más significativas.
Para calcular el caudal de impulsión en la sala se utilizará la fórmula:
P = Q · Cp · ρ · (Text-Tint)
Ecuación 1.2.11
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ProyectoFindeGrado 68
Donde :
P: Potencia calorífica que ha de disiparse [kW]
Q: Caudal de impulsión necesario [m3/s]
Cp: calor específico del aire [kJ/kgºC] . A 40ºC Cp=1.0068 kJ/kgºC
ρ: densidad del aire a 40ºC [kg/m3] ρ=1.1273 kg/m3
Text: temperatura del aire exterior en el momento más desfavorable (25.6ºC)
Tint: temperatura del aire de la sala en el momento más desfavorable (40ºC)
Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores, la potencia total a disipar es de 106.385
kW, por tanto, el caudal de impulsión necesario en la sala de cables será:
Ecuación 1.2.12
Por tanto, el caudal de aire exterior que deberá impulsarse y extraerse de la sala será de
23433.5m3/h. El aire entrará a la sala mediante rejillas y se extraerá con los ventiladores.
1.2.5.3 Oficinas y salas de la tercera planta.
Puesto que no existe la posibilidad de poner un sistema multisplit de refrigerante variable
para modelar estas salas se hará por una parte un modelado del conjunto de todas ellas,
agrupando en una misma zona aquellas que tienen un mismo rango de temperaturas
admisibles, y por otra parte se modelará sala por sala con un equipo independiente. Se
compararán los caudales obtenidos y se seleccionarán a partir de catálogo los equipos
multisplit que mejor se ajusten a las necesidades.
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ProyectoFindeGrado 69
Si modelamos todas las salas de forma conjunta, los caudales que se obtienen son los
siguientes:
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión Ventilación
Unidad
Total Sensible Total l/s m3/h l/s m3/h
Multisplit
VRV 132.8 204.8 10385 8244
Tabla 1.2.14
Zona 1: Oficinas
Sala Caudal de
impulsión (l/s)
Potencia de Refrigeración
(kW)
Sala de juntas 363 5
Oficina 1 226 3.1
Oficina 2 226 3.1
Comunicaciones 478 6.6
Sala de Descanso 3456 4.1
Enfermería 255 3.5
Oficina Técnica 2.860 39.8
Sala Técnica 664 9.2
Sala de Control 1.148 16
TOTAL 9.676 90.4
Tabla 1.2.15
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ProyectoFindeGrado 70
Zona 2: Cafetería
Sala Caudal de
impulsión (l/s) Potencia de refrigeración
Cafetería 552 7,7
TOTAL 552 7,7
Tabla 1.2.16
Zona 3: Vestuarios
Sala Caudal de
impulsión (l/s)
Potencia de Refrigeración
(kW)
Vestuarios Fem. 222 1,1
Vestuarios Mas. 322 1,5
TOTAL 544 2,6
Tabla 1.2.17
Zona 4: Almacenamiento y Limpieza
Sala Caudal de
impulsión (l/s)
Potencia de Refrigeración
(kW)
Almacenamiento 32 0,6
Sala de limpieza 32 0,6
TOTAL 64 1,2
Tabla 1.2.18
Por otra parte, si modelamos las salas de forma independiente, el caudal obtenido para
cada sala es el que se muestra a continuación:
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ProyectoFindeGrado 71
Sala de Almacenamiento
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión
Unidad
Total Total l/s m3/h
Multisplit
VRV 0,6 0,6 32 115,2
Tabla 1.2.19
Sala de juntas
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión Ventilación
Unidad
Total Total l/s m3/h l/s m3/h
Multisplit
VRV 6,6 7 364 1.310 277 997,2
Tabla 1.2.20
Oficina 1
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión Ventilación
Unidad
Total Total l/s m3/h l/s m3/h
Multisplit
VRV 3,9 3 227 817,2 111 399,6
Tabla 1.2.21
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 72
Oficina 2
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión Ventilación
Unidad
Total Total l/s m3/h l/s m3/h
Multisplit
VRV 3.9 3 227 817,2 111 399,6
Tabla 1.2.22
Oficina Técnica
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión Ventilación
Unidad
Total Total l/s m3/h l/s m3/h
Multisplit
VRV 53,3 64 2.871 10.335 2.644 9.518
Tabla 1.2.23
Sala de Comunicaciones
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión Ventilación
Unidad
Total Total l/s m3/h l/s m3/h
Multisplit
VRV 7,6 3,4 480 1.728 113 406,8
Tabla 1.2.24
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 73
Sala de Descanso
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión Ventilación
Unidad
Total Total l/s m3/h l/s m3/h
Multisplit
VRV 15.2 16,3 792 2.800 694,44 2.500
Tabla 1.2.25
Cafetería
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión Ventilación
Unidad
Total Total l/s m3/h l/s m3/h
Multisplit
VRV 10,6 11,4 554 2.000 468 1.700
Tabla 1.2.26
Vestuarios Femeninos
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión
Unidad
Total Total l/s m3/h
Multisplit
VRV 0 6,5 222 800
Tabla 1.2.27
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 74
Vestuarios Masculinos
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión
Unidad
Total Total l/s m3/h
Multisplit
VRV 0 9.9 322 1.200
Tabla 1.2.28
Sala de la Limpieza
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión
Unidad
Total Total l/s m3/h
Multisplit
VRV 0,6 0,6 32 120
Tabla 1.2.29
Sala Técnica
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión Ventilación
Unidad
Total Total l/s m3/h l/s m3/h
Multisplit
VRV 9,6 0,3 682 2.455 527,77 1.900
Tabla 1.2.30
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 75
Enfermería
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión Ventilación
Unidad
Total Total l/s m3/h l/s m3/h
Multisplit
VRV 4,2 16,3 256 921,6 125 450
Tabla 1.2.31
Sala de Control
Potencia de
refrigeración
Potencia de
calefacción
Caudal
kW kW Impulsión Ventilación
Unidad
Total Total l/s m3/h l/s m3/h
Multisplit
VRV 17,8 9 1.152 4.100 305,55 1.100
Tabla 1.2.32
Sumando los caudales de impulsión de todas las salas por separado se obtiene un caudal de
10862l/s y una potencia de refrigeración de 122.4 KW que es lo suficientemente
aproximado al caudal y la potencia de refrigeración obtenidas al modelar las salas de forma
conjunta como para suponer que el programa es capaz de simular con éxito la
climatización de toda la planta a la vez. Sin embargo, para la elección de las unidades
multisplit se utilizarán los datos obtenidos del estudio individualizado de las salas, pues
éstos equipos constan de unas unidades interiores que se elegirán de forma más precisa de
acuerdo a los requisitos específicos de cada sala (en el estudio global el programa realiza
una media de la situación de las distintas salas para cada zona y elige la media más
desfavorable para el análisis.)
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 76
Se han comparado los datos de caudal de impulsión y potencia de refrigeración de los dos
estudios porque serán los datos que determinen el equipo más adecuado para el
acondicionamiento de las salas.
1.2.6 Selección de los equipos
En este apartado del proyecto se seleccionarán los equipos de ventilación y aire
acondicionado que mejor se ajusten a los requisitos derivados de los cálculos realizados en
el apartado anterior.
1.2.6.1 Selección de equipos de ventilación.
Para seleccionar tanto las rejillas como los ventiladores que mejor se adapten a los
caudales determinados en el apartado 2.5 se han comparado los equipos ofrecidos en los
catálogos de los distintos fabricantes. Finalmente se ha elegido, para los ventiladores el
fabricante Soler&Palau, no solo por tener ventiladores que se ajustan a las necesidades de
este proyecto, sino también por los buenos resultados que han mostrado en proyectos
similares al presente. Por su parte, como proveedor de las rejillas, se ha elegido, por los
mismos motivos que en el caso anterior, a la empresa Trox.
Para la elección de las rejillas de aire exterior, es necesario conocer el caudal que deberá
pasar por ellas en las diferentes salas. Este caudal se obtiene de los cálculos realizados por
el programa Hap, de forma que, puesto que éstas rejillas se dimensionan para una
velocidad de 2.5m/s el área mínima que deberá tener la rejilla se obtiene de la expresión:
Q = v·A.
Ecuación 1.2.13
Por otro lado, para dimensionar las compuertas de regulación se tendrá en cuenta el caudal
de impulsión y se dimensionarán para una velocidad de 3m/s. Por su parte, para las
compuertas antirretorno o de gravedad el caudal será el mismo que el de los ventiladores, y
la velocidad también de 3m/s.
Para seleccionar los ventiladores es necesario conocer tanto la presión como el caudal de
ventilación de la sala. Los ventiladores serán necesarios tanto en la sala de baterías, puesto
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 77
que todo el caudal de impulsión habrá de expulsarse al exterior debido que éstas producen
hidrógeno (explosivo en concentraciones superiores al 4% en volumen), como en la sala de
cables, pues no se utilizarán más que rejillas y ventiladores para el acondicionamiento de la
sala. Además, en la sala de baterías se pondrán dos ventiladores capaces de satisfacer el
100% de las necesidades de ventilación de la sala, es decir, uno de ellos será redundante.
Esto es consecuencia de la responsabilidad de la sala, que conlleva la necesidad de instalar
equipos redundantes que aseguren que en caso de avería habrá otro equipo preparado para
sustituirle. Sin embargo, en la sala de cables, se instalarán dos ventiladores que funcionen
al 50% del caudal nominal de la sala, y un tercero que se activará en caso de avería de
alguno de los dos anteriores.
Los caudales necesarios para la elección de los equipos de climatización para las distintas
salas se resumen a continuación:
Caudal de aire exterior Caudal de impulsión Salas
l/s m3/h l/s m3/h
Sala de juntas 277 997.2 364 1310.4
Oficina 1 111 399.6 227 817.2
Oficina 2 111 399.6 227 817.2
Comunicaciones 113 406.8 480 1728
Sala Descanso 691 2487 792 2847.6
Enfermería 125 450 125 450
Oficina Técnica 2644 9518.4 2875 10350
Sala Técnica 44 158.4 887 3193.2
Sala de Control 300 1080 1152 4147.2
Cafetería 468 1684.8 554 1958.4
Vestuarios Fem. 222 799.2 222 799.2
Vestuarios Mas. 322 1159.2 322 1159.2
Almacenamiento 25 90 32 115.2
Sala de limpieza 25 90 25 90
Baterías 1166.7 4197.6 1167 4197.6
Sala eléctrica - - 7361 26499.6
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ProyectoFindeGrado 78
Sala electrónica - - 2222 7999.2
Laboratorio - - 649 2336.4
Cables 6509.3 23433.5 6509.3 23433.5
Tabla 1.2.33
En las siguientes tablas se muestran los equipos de ventilación seleccionados para cada
sala de acuerdo con los caudales de aire de cada sala, que pueden verse en la tabla 1.2.33
Salas Eléctricas
Ventiladores
Punto de Trabajo
Sala Modelo Tipo Q
(l/s)
Baterías HCDF-40-4M Extractor helicoidal 1.222
Rejillas
Sala A = Q/v
(cm2) Modelo
Base
(mm)
Altura
(mm)
Área
(cm2)
Baterías 4664 AWG/585x825/11/0/S2/E6-C-31 585 825 4826
Compuertas antirretorno o de gravedad
Sala A = Q/v
(cm2) Modelo
Base
(mm)
Altura
(mm)
Área
(cm2)
Baterías 3890 KUL/797x515/21 797 515 4104
*Nota: el extractor de la sala de baterías deberá estar preparado para trabajar en atmósferas explosivas
Tabla 1.2.34
A continuación se muestra la curva de funcionamiento del ventilador elegido para la sala
de baterías, en la que se encuentra señalado su punto de trabajo.
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ProyectoFindeGrado 79
Figura 1.2.4
En la tabla 1.2.35 se muestran los equipos de ventilación seleccionados para la sala de
cables.
Sala de Cables
Ventiladores
Punto de Trabajo
Sala Modelo Tipo Q
(l/s)
Pest
(mm.c.a)
Ptot
(mm.c.a)
Cables HIT-1000 NP (O.55 kW) Extractor
mural 3329.16 5.2 6.3
Rejillas
Sala A = Q/v
(cm2) Modelo
Base
(mm)
Altura
(mm)
Área
(cm2)
Cables 13316.66 AWG/1385x990/11/0/S2/E6-C-31 1385 990 13711.5
Compuertas antirretorno o de gravedad
Sala A = Q/v
(cm2) Modelo
Base
(mm)
Altura
(mm)
Área
(cm2)
Cables 11097.22 KUL/1397x815/21 1397 815 11385.55
Tabla 1.2.35
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 80
A continuación se muestra la curva de funcionamiento del ventilador elegido para la sala
de baterías, en la que se encuentra señalado su punto de trabajo.
Figura 1.2.5
Oficinas
Ventiladores
Punto de Trabajo
Sala Modelo Tipo Q
(l/s)
Pest
(mm.c.a)
Ptot
(mm.c.a)
Impulsión a
las salas
Caja de
ventilación CVST-25/13-800 5.277,7 85,2 100
Extracción
de las salas
Caja de
ventilación CVST-25/13-800 5.000 85,7 100
Extracción
Aseos
Ventilador
axial mural HDB/4-315 IIBT4 D VE 139.7 137 137
Compuertas antirretorno o de gravedad
Sala A = Q/v
(cm2) Modelo
Base
(mm)
Altura
(mm)
Área
(cm2)
Oficinas 17592 KUL/1397x1415/21 1397 1415 19767
Tabla 1.2.36
En las figuras 1.2.6 y 1.2.7 y 1.2.8 se muestran las curvas de funcionamiento de los
ventiladores empleados en estas salas. La figura 1.2.6 se corresponde con el ventilador
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ProyectoFindeGrado 81
axial, utilizado para extraer el aire de los aseos. Por su parte, la figura 1.2.7 muestra la
curva de funcionamiento del ventilador de impulsión de aire exterior, que es un ventilador
centrífugo. La cuerva de funcionamiento del ventilador de extracción se muestra en la
figura 1.2.8.
Figura1.2.6Figura1.2.7
Figura1.2.8
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 82
1.2.6.2 Selección de equipos de aire acondicionado
Como ya se ha mencionado a lo largo de este proyecto, se han elegido dos tipos de equipos
de aire acondicionado diferentes para la climatización de las salas. Por una parte, están las
unidades Roof-Top, elegidas para climatizar las salas eléctricas y electrónicas por las
razones expuestas en el apartado 2.2.1, y por otra los equipos multisplit de volumen de
refrigerante variable, elegidos para climatizar el resto de salas del edificio, por las razones
expuestas en el apartado 2.2.2, a excepción de la sala de cables, que se acondicionará
simplemente mediante la entrada de aire exterior (ver apartado 2.5.2).
Los criterios seguidos para la elección de los equipos RoofTop son tanto las necesidades
de climatización de las salas eléctricas (requerimientos de caudal de impulsión y potencia
de refrigeración), como la eficiencia del equipo. Es importante mencionar que deberán
comprarse dos equipos RoofTop iguales, ambos capaces de satisfacer completamente de
forma individual las necesidades de acondicionamiento de las salas eléctricas. La
redundancia se deber a la responsabilidad de dichas salas, pues en caso de avería de los
equipos que en ellas se encuentran, toda la central térmica podría dejar de funcionar.
A continuación se muestran las características del modelo RoofTop seleccionado, capaz de
impulsar los 65.660 m3/h de aire necesarios y combatir las cargas térmicas de estas salas
que suman 731,35 kW. El equipo seleccionado es de la casa TRANE.
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ProyectoFindeGrado 83
*Nota 1: la eficiencia de los filtros es la mínima establecida por la norma EN 799, correspondiente a una eficicienda para el prefiltro del 85%-95% y del 99% para el filtro según ASHRAE std. 52.1
Tabla 1.2.37
Modelo: IntelliPakTM Air Handling Case C RT-PRCO31-EN
Ventilador de impulsión Ventilador de extracción Ventilador de retorno Calentador
eléctrico
Potencia Caudal Potencia Caudal Potencia Caudal Potencia Nº/Tipo
kW m3/h Nº/Tipo
kW m3/h Nº/Tipo
kW m3/h kW
1/DW
AF 11-55
39.000-
76.455
1/DW
FC 11-44
39.000-
67.960
1/Plenum
AF 7.35-29
39.000-
74.756 90-265
COMPONENTES DE LA ROOF-TOP
Especificaciones técnicas COMPONENTE
Caudal (m3/h) Presión estática (mm.c.a) Presión total (mm.c.a)
Impulsión: Compuerta de
aislamiento Extracción: - -
Ventilador de
impulsión 40.100 700 800
Ventilador de
retorno 33.900 700 800
Módulo de free-cooling
Prefiltro Eficiencia G4 (Nota 1)
Filtro Eficiencia F7 (Nota 1)
Caudal compuerta de
impulsión Caudal compuerta de retorno
Caudal del
intercambiador
Máximo: 40.100 Máximo: 33.900 Máximo: 33.900 Módulo de free-
cooling Mínimo: 6.200 Mínimo: 0 Mínimo: 0
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ProyectoFindeGrado 84
Por otro lado, las unidades multisplit cuentan tanto con al menos una unidad interior en
cada sala, y una unidad exterior, que puede alimentar a varias unidades interiores a la vez.
Para elegir los equipos que mejor se adapten a las necesidades del espacio de oficinas, se
ha determinado, en primer lugar, cuáles son las unidades interiores que cumplen con los
requisitos de ventilación determinados por el programa HAP. Estas unidades, todas
suministradas por la casa Daikin, son las que se muestran a continuación:
Características de la unidad interior multisplit
Caudal de
impulsión
Potencia de
refrigeración
Potencia
sonora Sala
Modelo
Nº de
unidades
necesarias l/s m3/min kW dBA
Tipo de
refrigerante
Almacenamiento FBQ35B8V1 1 191,66 11,5 3,5 33
Cafetería FBQ125B8V3B 1 583 35 12,5 63
Comunicaciones FBQ100B8V3B 1 450 27 10 62
Descanso FBQ100B8V3B 2 450 27 10 62
Enfermería FBQ71B8V3B 1 316,66 19 7,1 60
Limpieza FBQ35B8V1 1 191,66 11,5 3,5 33
Oficina 1 FBQ60B8V1 1 233 19 6 60
Oficina 2 FBQ60B8V1 1 233 19 6 60
O. Técnica FBQ125B8V3B 5 538 35 12,5 63
Sala de juntas FBQ100B8V3B 1 450 27 10 62
Sala técnica FBQ140B8V3B 1 538 35 14 63
Vest. femeninos FBQ60B8V1 1 233 19 6 60
Vest. masculinos FBQ71B8V3B 1 316,66 19 7,1 60
R-410/A
Tabla 1.2.38
Para elegir las unidades exteriores es necesario determinar qué unidades interiores
alimentará cada unidad exterior. Para agrupar dichas unidades, se han tenido en cuenta dos
factores: el uso de la salas y que el número máximo de unidades que es posible conectar a
una unidad exterior es de 5. Además, para seleccionar el equipo exterior que garantice que
se mantendrán las condiciones requeridas en las diferentes salas en todo momento, se
seleccionarán las unidades exteriores que proporcionen la potencia de refrigeración
necesaria para alimentar a todas las unidades interiores en el caso de que todas estén
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ProyectoFindeGrado 85
trabajando de forma simultánea. En la mayoría de los casos, las potencia de la unidad
elegida es algo mayor que la máxima requerida, pero esto nos garantiza que en caso de que
las cargas internas aumenten (se conecten nuevos ordenadores, haya más personas de las
establecidas etc.)el equipo elegido podrá combatirlas.
Las unidades exteriores elegidas también son de Daikin, y son las siguientes:
Sala
Potencia de
refrigeración
necesaria
(kW)
Unidad
exterior
Potencia de
refrigeración
(kW)
COP
Almacenamiento 0,6
Limpieza 0,6
Comunicaciones 7,6
Sala Técnica 9,6
Enfermería 4,2
RXYQQ10T 28 4,27
Sala de Juntas 6,6
Oficina 1 3,9
Oficina 2 3,9
O. Técnica 53,3
RWYQQ26T 73,5 4,06
Sala de descanso 15,2
Cafetería 10,6
Vest. femeninos 0
Vest. masculinos 0
RXYQQ10T 28 4,27
Tabla 1.2.39
1.2.7 Criterios de dimensionamiento de conductos y material auxiliar
Además de los equipos principales de acondicionamiento de aire (RoofTops y unidades
multisplit) así como de sus componentes principales (ventiladores, rejillas y filtros) es
necesario para un buen diseño del sistema de climatización del edificio un buen diseño y
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ProyectoFindeGrado 86
dimensionamiento de los conductos así como la necesidad de seleccionar algunos equipos
auxiliares, como pueden ser los difusores, deshumidificadores, silenciadores y
economizadores.
1.2.7.1 Dimensionamiento de conductos
En este proyecto se presentarán los diferentes aspectos a tener en cuenta para el diseño de
los conductos tanto de impulsión como de ventilación y los materiales a utilizar, pues el
diseño de estos elementos está sujeto a la arquitectura del edificio entre otras variantes y
será el técnico instalador quien deba decidir el mejor diseño de los mismos.
1.2.7.1.1 Conductos de impulsión.
Los conductos de impulsión son aquellos que transportan el aire desde los ventiladores de
los equipos hasta las salas. Por tanto, se dimensionarán a partir del caudal de impulsión
existente en cada tramo de la red. Conocido el caudal de impulsión y la velocidad de aire,
una vez se haya definido la disposición de los conductos, se determinará la sección del
conducto en cada tramo.
La sección determinada será una sección rectangular, determinada mediante la expresión:
A=Q / V
Ecuación 1.2.14
Donde:
A: área de la sección [m2]
Q: caudal de impulsión [m3/s]
V: velocidad del aire en el conducto [m/s]
Es recomendable que la sección sea lo más cuadrada posible. Además, para facilitar
posteriores cálculos, se empleará una sección circular equivalente, calculada a partir del
diámetro hidráulico (Dh) y una longitud equivalente del conducto, que tendrá en cuenta las
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 87
variaciones de longitud debidas a codos u otras variaciones del ducto (pérdidas de carga
localizadas).
Es importante además, diseñar el conducto de forma que se minimicen las pérdidas de
carga en él, por lo que el material del que esté fabricado también será importante (las
pérdidas de carga dependen del coeficiente de rugosidad del material). Las pérdidas de
carga se deben generalmente a pérdidas de presión en el fluido debido a la fricción a a
cambios bruscos de sección en los conductos (codos, esquinas…). Para el estudio de las
repercusión que las pérdidas de carga tienen en la presión de salida, se utilizará la ecuación
de Bernoulli generalizada, suponiendo un flujo estacionario y con densidad constante. Esta
ecuación es la siguiente:
Ecuación 1.2.15
Donde:
V: velocidad media de la sección considerada [m/s]
P: presión estática absoluta siendo 1 la entrada y 2 la salida. [Pa]
ρ: densidad del fluido [kg/m3]
g: aceleración de la gravedad [m/s2]
z: cota [m]
Δp: pérdida de carga entre los puntos 1 y 2 [Pa]
En el caso de un conducto recto de sección circular, las pérdidas de carga se calculan
mediante la siguiente fórmula:
Ecuación 1.2.16
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 88
Donde:
Δp: pérdida de carga [Pa]
f: factor de fricción
ρ: densidad del fluido [kg/m3]
L: longitud de la sección considerada [m]
V: velocidad [m/s]
D: diámetro de la sección - diámetro hidráulico- [m]
El factor de fricción se calcula a partir de la rugosidad de la tubería y del número de
Reynolds que para aire, en condiciones normales, puede obtenerse mediante la fórmula
simplificada:
Re=66400·D·V
Ecuación 1.2.17
Donde:
D: diámetro [m]
V: velocidad [m/s]
El factor de fricción puede calcularse mediante la siguiente expresión:
Ecuación 1.2.18
Donde:
f: factor de fricción
E: rugosidad absoluta [m]
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ProyectoFindeGrado 89
D: diámetro [m]
Re: número de Reynolds
Una vez calculadas las pérdidas de carga se recomienda mayorarlas entre un 10% y un
20% para prever así los posibles imprevistos que puedan surgir.
Los conductos serán dimensionados para una velocidad determinada, procurando que se
alcance un compromiso entre las altas pérdidas de carga y ruidos que suponen las altas
velocidades y los grandes conductos y por tanto mayores costes, necesarios en los diseños
de bajas velocidades. Además los conductos deberán estar equilibrados, es decir, la presión
a la salida de todos ellos deberá ser la misma.
Los conductos de impulsión de este proyecto serán rectangulares y de fibra de vidrio. Se ha
elegido la fibra de vidrio en vez del aluminio por tener menos peso y una construcción más
sencilla. Además son aislantes térmicos y sonoros.
1.2.7.1.1 Conductos de extracción.
Estos conductos están diseñados para llevar el aire viciado de las salas al exterior. Se
dimensionan con el caudal de extracción de cada sala y serán también rectangulares y de
fibra de vidrio por los mismos motivos que en el caso de los conductos de impulsión.
Estos conductos se diseñarán según los mismos criterios que los conductos de impulsión,
descritos en el apartado 2.7.1.1 Conductos de impulsión.
1.2.7.2 Equipos auxiliares
Los equipos auxiliares que se considerarán en este proyecto serán los difusores, los
deshumidificadores, los silenciadores.
1.2.7.2.1 Difusores
La difusión del aire es la distribución del mismo dentro del local, y por lo tanto, uno de los
aspectos fundamentales para garantizar el confort de los ocupantes de las salas. Además
una correcta difusión asegura que se neutralizan las cargas térmicas existentes y que el aire
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ProyectoFindeGrado 90
se renueva de forma adecuada. Es importante destacar que las condiciones de confort no
deben alcanzarse en todo el local, sino que deben garantizarse en la zona ocupada (hasta
1.86m de alto, a 0.3m de las paredes interiores y a 0.6m de los muros exteriores).
Para seleccionar el difusor adecuado deben tenerse en cuenta varios factores:
Ruido: es uno de las principales motivos de queja de los ocupantes. El movimiento
de aire genera ruido, pero en el caso de acondicionamiento de oficinas éste no
deberá superar los 35dB
Evitar el efecto Coanda: cuando el flujo de aire se inyecta a demasiada velocidad,
se genera una depresión que supone que el dardo de aire se pegue al techo,
disminuyendo la caída. Se recomienda un ángulo de dispersión de entre 20º-25º sin
lamas directrices.
Limitar zonas de estancamiento o remanso: En estos espacios la velocidad del aire
es inferior a 0.1m/s por lo que predomina la convención natural. Es prácticamente
imposible eliminar estas zonas, pero se debe intentar limitarlas al máximo y evitar
que se encuentren allí donde haya cargas térmicas localizadas.
Máxima eficacia de difusión térmica: debe buscarse la máxima eficiencia en cada
momento, siendo esta eficiencia función de las temperaturas del aire:
Ecuación 1.2.19
Donde:
εv: eficiencia térmica
Ti: temperatura de la impulsión
Tr: temperatura de retorno
Tz: temperatura media de la zona ocupada a 1.2 m
La condición ideal se daría cuando la temperatura de retorno es la misma que la de
la zona ocupada, en cuyo caso, la eficacia sería igual a 1. Que la eficacia sea menor que 1
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ProyectoFindeGrado 91
implica que existe una cierta recirculación de aire (típicamente en verano), en cuyo caso es
recomendable aumentar los caudales calculados en 1/εv.
Se recomienda usar difusores de mezcla, mediante los cuales el aire de impulsión se
mezcla con el aire de la sala antes de ser extraído. Este tipo de difusores es recomendable
pues es eficaz a la hora de homogeneizar las condiciones de la sala. Además son adecuados
tanto para refrigeración como para calefacción.
1.2.7.2.3 Silenciadores. Se colocarán en aquellos equipos en los que sea necesario reducir la potencia sonora para
no superar los niveles de ruido permitidos en las distintas salas.
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ProyectoFindeGrado 92
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ProyectoFindeGrado 93
1.3 ANEXOS
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ProyectoFindeGrado 94
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ProyectoFindeGrado 95
ANEXO A: Tabla de propiedades del aire
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ProyectoFindeGrado 96
ANEXO B: Tabla de las condiciones climatológicas del entorno.
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ProyectoFindeGrado 97
ANEXO C: Tablas de datos de partida de las salas
C.1 Sala de cables
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ProyectoFindeGrado 98
C.2 Sala de baterías
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ProyectoFindeGrado 99
C.3: Sala eléctrica
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ProyectoFindeGrado 100
C.4 Sala electrónica
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ProyectoFindeGrado 101
C.5 Laboratorio
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ProyectoFindeGrado 102
C.6 Oficinas
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ProyectoFindeGrado 103
C.7 Sala de juntas
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ProyectoFindeGrado 104
C.8 Sala de comunicaciones
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ProyectoFindeGrado 105
C.9 Sala de control
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ProyectoFindeGrado 106
C.10 Sala de descanso
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ProyectoFindeGrado 107
C.11 Cafetería
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ProyectoFindeGrado 108
C.12 Oficina técnica
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ProyectoFindeGrado 109
C.13 Vestuarios Masculinos
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ProyectoFindeGrado 110
C.14 Vestuarios Femeninos
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ProyectoFindeGrado 111
C.15 Sala técnica
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ProyectoFindeGrado 112
C.16 Sala de almacenamiento
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ProyectoFindeGrado 113
C.17 Sala de la limpieza
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ProyectoFindeGrado 114
C.18 Enfermería
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ProyectoFindeGrado 115
ANEXO D: Datos de partida de los equipos en el programa HAP
D.1 Datos de partida salas eléctricas
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ProyectoFindeGrado 116
D.2 Datos de partida salas de control
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ProyectoFindeGrado 117
ANEXO E: Resultados obtenidos con el programa HAP
E.1Salas eléctricas
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ProyectoFindeGrado 118
E.2 Salas de control
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ProyectoFindeGrado 119
ANEXO F: Características de los equipos seleccionados
F.1 Ventiladores
F.1.1 Ventiladores de la sala de baterías
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ProyectoFindeGrado 120
F.1.2 Ventilador de la sala de cables
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ProyectoFindeGrado 121
F.1.3 Ventiladores de las salas de control
F.1.3.1 Ventilador de extracción de los aseos
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ProyectoFindeGrado 122
F.2 Equipo Roof-Top
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ProyectoFindeGrado 123
F.3 Equipos multisplit
F.3.1 Unidades interiores
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ProyectoFindeGrado 124
F.3.2 Unidades exteriores
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ProyectoFindeGrado 125
DOCUMENTO Nº 2:
PLANOS
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ProyectoFindeGrado 126
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ProyectoFindeGrado 127
2.1 P&ID SALAS ELÉCTRICAS
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ProyectoFindeGrado 128
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ProyectoFindeGrado 131
2.2 P&ID PLANTA DE CONTROL
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ProyectoFindeGrado 132
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ProyectoFindeGrado 135
2.3 PLANO DE DISTRIBUCIÓN GENERAL
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ProyectoFindeGrado 136
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ProyectoFindeGrado 139
DOCUMENTO Nº 3:
PLIEGO DE CONDICIONES
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ProyectoFindeGrado 140
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ProyectoFindeGrado 141
3.1 Pliego de condiciones generales y económicas
3.1.1.Comprobación de la ejecución
Además de las pruebas parciales de funcionamiento durante el montaje de la instalación,
será necesaria la comprobación de la correcta ejecución del montaje una vez terminado.
Además habrá de garantizarse que se cumpla con los requisitos de limpieza y buen
acabado de la instalación.
3.1.2 Puesta en marcha
Es necesaria la aprobación y autorización del organismo territorial competente para la
puesta en marcha de la instalación. Por ello, el director de la instalación deberá presentar
un certificado en dicha organización. En el que se deberá justificar que la instalación se ha
realizado de acuerdo con la normativa descrita en este apartado, así como según el
proyecto presentado ante el organismo territorial competente. Además deberá incluir las
pruebas que hayan sido realizadas de acuerdo con la normativa vigente. Este documento
deberá ir firmado tanto por el director de la instalación como por un instalador acreditado
de la empresa que haya realizado el montaje.
3.1.3 Recepción provisional
Tras haber realizado las pruebas finales, y constatar que todos los resultados son
satisfactorios, se dará por finalizado el montaje mediante el acto de recepción provisional
de la instalación.
En el momento de la recepción provisional la empresa instaladora deberá entregar al
director de obra la documentación siguiente:
• 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
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ProyectoFindeGrado 142
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 deberá revisar estos documentos y verificar que cumplen con lo
establecido. Una vez realizada dicha comprobación, deberá entregarlos firmados al titular
de la instalación, para que éste lo presente a registro.
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, 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.
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ProyectoFindeGrado 143
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 marca
3.2 Pliego de condiciones técnicas y particulares
3.2.1 Instrucciones técnicas y de montaje
3.2.1.1 Instrucciones técnicas
3.2.1.1.1Diseño 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.
3.2.1.2 Conductos de aire
3.2.1.2.1 Conductos de aire 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.
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ProyectoFindeGrado 144
3.2.1.2.2 Filtros
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 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.
3.2.1.3Equipos de generación de frío
3.2.1.2.1Condiciones 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.
3.2.1.2.1Placas 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
• Tipo de refrigerante.
• Cantidad de refrigerante.
• Coeficiente de eficiencia energética EER y COP
• Etiqueta energética
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ProyectoFindeGrado 145
3.2.1.4 Control de las instalaciones de climatización
3.2.1.4.1Control de la calidad de aire interior
Los sistemas de ventilación controlarán la calidad del aire interior de forma continuada.
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.
3.2.1.4 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.
3.2.1.2 Instrucciones técnicas de montaje
3.2.1.2.1Generalidades
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.
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ProyectoFindeGrado 146
3.2.1.2.2Empresa 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.
3.2.1.2.2.1Proyecto
La empresa instaladora seguirá estrictamente los criterios expuestos en el presente
proyecto.
3.2.1.2.2.2Planos y esquemas de instalación
La empresa instaladora deberá efectuar dibujos detallados de equipos, aparatos, etc..., 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.
3.2.1.2.2.3 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.
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ProyectoFindeGrado 147
3.2.1.3 Acopio de materiales
3.2.1.3.1Generalidades
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 materiales corresponden con las especificadas
en el proyecto.
3.2.1.3.2Almacenamiento
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.
3.2.1.3.2.1Protección
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
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ProyectoFindeGrado 148
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.
3.2.1.4 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.
3.2.1.4.1 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.
3.2.1.4.2 Pruebas de recepción de redes de conductos de aire
3.2.1.4.2.1 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 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.
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ProyectoFindeGrado 149
3.2.1.4.2.2 Pruebas finales
Se realizaran conforme las instrucciones de la norma UNE-EN 12599:2002 en lo q
respecta a controles y mediciones en el apartado 3.2.1.5
3.2.1.4.2.3 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.
3.2.1.5 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.
3.2.1.5.1 Sistema de distribución y difusión de aire
La empresa instaladora procederá al ajuste y equilibrado del sistema de conductos de 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
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ProyectoFindeGrado 150
• 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.
3.2.1.6 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.
3.2.1.7 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.
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ProyectoFindeGrado 151
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.
3.3 Pliego de eficiencia energética
La empresa instaladora realizara y documentara las siguientes pruebas de eficiencia
energética de la instalación:
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.
3.2 Pliego de condiciones de mantenimiento
3.3.1 Instrucciones técnicas de mantenimiento
3.3.1.1 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 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.
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ProyectoFindeGrado 152
El mantenimiento será efectuado por empresas manteadoras o por mantenedores
debidamente autorizados por la correspondiente Comunidad autónoma.
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ProyectoFindeGrado 153
DOCUMENTO Nº 4:
PRESUPUESTO
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ProyectoFindeGrado 154
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 155
Presupuesto
Una parte importante de todos los proyectos es el coste. En este apartado se realizará un
presupuesto del proyecto y para ello se realizará una lista de materiales con todos los
equipos empleados.
4.1 Lista de materiales
Para facilitar la realización del presupuesto se realizará una lista de materiales con todos
aquellos equipos empleados en la instalación así como sus precios unitarios.
4.1.1 Unidades RoofTop
Fabricante
Equipo Modelo NOTA
Nº
unidades
TRANE Roof-Top IntelliPakTM Air Handling Case
C RT-PRCO31-EN (1) 2
Componentes de las unidades Roof-Top
TRANE Compuerta de
regulación - (1) 2
TRANE Ventilador de
impulsión - (1) 1
TRANE Ventilador de
retorno - (1) 1
TRANE Módulo de
filtros
-
(1) 2
TRANE Módulo de
Free-Cooling - (1) 1
* Nota (1) Los modelos indicados podrán ser estos o similares, siempre y cuando cumplan con las especificaciones técnicas definidas en el apartado 1.2.6.2. De los modelos no especificados el instalador tendrá libertad para elegir el que crea más conveniente de acuerdo con lo especificado en el apartado 1.2.6.2.
Tabla 4.1
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 156
4.1.2 Unidades Split
Fabricante Equipo Modelo Nota Nº
unidades
Daikin Split interior FBQ35B8V1 (1) 2
Daikin Split interior FBQ60B8V1 (1) 3
Daikin Split interior FBQ71B8V3B (1) 2
Daikin Split interior FBQ100B8V3B (1) 4
Daikin Split interior FBQ125B8V3B (1) 6
Daikin Split interior FBQ140B8V3B (1) 1
Daikin Split exterior RXYQQ10T (1) 2
Daikin Split exterior RWYQQ26T (1) 1
* Nota (1) Los modelos indicados podrán ser estos o similares, siempre y cuando cumplan con las especificaciones técnicas definidas en el apartado 1.2.6.2
Tabla 4.2
4.1.3 Ventiladores
4.1.3.1 Ventiladores de las salas eléctricas
Fabricante Equipo Modelo Nota Nº
unidades
Sala de baterías
Soler&Palau Extractor
helicoidal HCDF-40-4M (1) 2
Sala de cables
Soler&Palau Extractor mural HIT-100NP (0.55kW) (1) 3
* Nota (1) Los modelos indicados podrán ser estos o similares, siempre y cuando cumplan con las especificaciones técnicas definidas en el apartado 1.2.6.1
Tabla 4.3
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 157
4.1.3.2 Ventiladores de la planta de oficinas
Fabricante Equipo Modelo Nota Nº
unidades
Soler&Palau Axial HDB/4-315 IIBT4 D VE (1) 1
Soler&Palau Centrífugo CVST-25/13-800 (1) 2
* Nota (1) Los modelos indicados podrán ser estos o similares, siempre y cuando cumplan con las especificaciones técnicas definidas en el apartado 1.2.6.1
Tabla 4.4
4.1.4 Compuertas
4.1.4.1 Compuertas de las salas eléctricas
4.1.4.1.1 Compuertas de gravedad
Fabricante Equipo Modelo Nota Nº
unidades
Sala de Baterías
TROX Compuertas de gravedad KUL/797x515/21 (1) 2
Sala de Cables
TROX Compuertas de gravedad KUL/1397x815/21 (1) 3
* Nota (1) Los modelos indicados podrán ser estos o similares, siempre y cuando cumplan con las especificaciones técnicas definidas en el apartado 1.2.6.1
Tabla 4.5
4.1.4.1.2 Compuertas cortafuegos
Fabricante Equipo Modelo Nota Nº
unidades
TROX Compuerta
cortafuegos - (1) 13
* Nota (1) Puesto que no se especifica un modelo concreto el instalador deberá elegir la compuerta que crea más adecuada.
Tabla 4.6
DiseñodelSistemaHVACdeledificioeléctricoydecontroldeunacentraltérmica.UniversidadPontificiadeComillas
ProyectoFindeGrado 158
4.1.4.2 Compuertas de la planta de oficinas
4.1.4.2.1 Compuertas de gravedad
Fabricante Equipo Modelo Nota Nº
unidades
TROX Compuerta de
gravedad KUL/1397x1415/21 (1) 2
* Nota (1) Los modelos indicados podrán ser estos o similares, siempre y cuando cumplan con las especificaciones técnicas definidas en el apartado 1.2.6.1
Tabla 4.7
4.1.5 Rejillas de aire exterior
4.1.5.1 Rejillas de las salas eléctricas
Fabricante Equipo Modelo Nota Nº
unidades
Sala de Baterías
TROX Rejillas de aire
exterior AWG/585x825/11/0/S2/E6-C-3 (1)
1
TROX Rejillas de aire
exterior
AWG/1985x1485/11/0/S2/E6-
C-3 (1)
1
TROX Rejillas de aire
exterior AWG/985x990/11/0/S2/E6-C-3 (1)
1
TROX Rejillas de aire
exterior AWG/858x495/11/0/S2/E6-C-3 (1)
1
Sala de Cables
TROX Rejillas de aire
exterior
AWG/1385*990/11/0/S2/E6-C-
3 (1)
1
* Nota (1) Los modelos indicados podrán ser estos o similares, siempre y cuando cumplan con las especificaciones técnicas definidas en el apartado 1.2.6.1
Tabla 4.8
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ProyectoFindeGrado 159
4.2 Presupuesto
En el presente proyecto no se determinará el presupuesto, pues se dejará al buen criterio
del instalador la selección de los equipos, que deberán ser iguales o similares a los
expuestos en la lista de materiales. El instalador deberá asegurarse que los equipos que
elija serán los adecuados para cumplir con las condiciones de caudal y potencia térmica
expuestas en el presente proyecto. Además, deberá garantizar que el conjunto de equipos
que elija son aquellos cuyo coste sea el menor posible, siempre y cuando se mantenga el
nivel de calidad establecido por el cliente.
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ProyectoFindeGrado 160
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ProyectoFindeGrado 161
BIBLIOGRAFÍA
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ProyectoFindeGrado 162
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ProyectoFindeGrado 163
Sitios web:
I. Unesa, Asociación Española de la Industria Eléctrica [sitio web] II. Endesa [sitio web] III. IDAE Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía. [sitio web] IV. CARRIER [sitio web] V. Clima Express [sitio web] VI. Climadesign Heating and Cooling Solutions [sitio web]
VII. Daikin [web site] VIII. TROX [web site] IX. Soler&Palau [web site] X. TRANE [web site]
Pdf:
[SURR04] SURREY, Catálogo de unidades Roof-Top. Catálogo Nº 564ª036-2IP. Buenos
Aires, Argentina. Julio 2004.
[JCSM08] Johnson Controls Skymark, “Sngle Packaged Vertical Air Conditioners and
heat pumps”, Catálogo SK145.00 EG1.Estados Unidos. 2008
[AMEVEC] Asociación Mexicana de Ventanas y Cerramientos. “Eficiencia energética en
ventanas y puertas”. México
[CIAT] CIAT Gruoup. “Guía de Ahorro y eficiencia energética en el sector de las Artes
Gráficas”