03.- Partes Y Elementos Constituyentes

Instalaciones de Aire Acondicionado Instalaciones y Transporte (M.I.I.) INSTALACIONES Y EQUIPOS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE Y VENTILACION Departamento: Area:

Ingeniería Eléctrica y Energética Máquinas y Motores Térmicos

CARLOS J RENEDO [email protected] Despachos: ETSN 236 / ETSIIT S-3 28 http://personales.unican.es/renedoc/index.htm Tlfn: ETSN 942 20 13 44 / ETSIIT 942 20 13 82 FELIX ORTIZ [email protected] Despacho: ETSIIT S-3 67 Tlfn: 942 20 09 32

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

Instalaciones y Transporte (M.I.I.) 1. Introducción 2. Definiciones y clasificación de instalaciones 3. Partes y elementos constituyentes 4. Comparativa de Sistemas 5. District Heating y District Cooling 6. Lider y Calener 7. Instalaciones Agua Caliente Sanitaria

…

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

Instalaciones y Transporte (M.I.I.)

3. Partes y elementos constituyentes 3.1.- Introducción 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU 3.3.- Bombas Centrífugas 3.4.- Ventiladores 3.5.- Sistemas de difusión 3.6.- Sistema de Recuperación Energética

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.1.- Introducción Elementos constituyentes básicos de una instalación de Aire Acondicionado: • Climatizadoras • Bombas • Ventiladores • Sistemas de difusión • Sistema de recuperación energética • …

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU Son espacios destinados al acondicionamiento central del aire

Toma de aire limpio Compuertas de acceso Sifones en desagües

Llenado en la puesta en marcha

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU Partes de una UTA (I): a) La Toma de Aire Exterior Colocada en zona de aire limpio Debe llevar rejillas y filtros Mejor un PLENUM que toma directa del local Puede tener un recuperador de calor Debe permitir el free-cooling

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU Partes de una UTA (I): b) Sección de entrada • Filtros • Ventilador • Batería de precalentamiento (evitar condensación), … • Secciones de conexión c) Sección de mezcla

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU Partes de una UTA (II): d) Sección de Acondicionamiento • • • • • •

Baterías y/o resistencias eléctricas Deshumidificador Silenciador Recuperación de energía Humectador Separador de gota

e) Sección de Salida Ventilador y filtros

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU Partes de una UTA (II): d) Sección de Acondicionamiento Baterías y/o resistencias eléctricas Deshumidificador Humectador y filtro anti gotas, … e) Sección de Salida

Produciéndose aire húmedo y frío.

Ventilador y filtros

Constructivamente: Compuertas de acceso Uniones flexibles Soportes elásticos Compuertas corta fuegos, …

Humectación evaporativa

Humectación por vapor

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU Partes de una UTA (II): d) Sección de Acondicionamiento Baterías y/o resistencias eléctricas Deshumidificador Humectador y filtro anti gotas, … e) Sección de Salida Ventilador y filtros

Constructivamente: Compuertas de acceso Uniones flexibles Soportes elásticos Compuestas corta fuegos, …

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU Partes de una UTA (II): d) Sección de Acondicionamiento Baterías y/o resistencias eléctricas Deshumidificador Humectador y filtro anti gotas, … e) Sección de Salida Ventilador y filtros

Constructivamente: Compuertas de acceso Uniones flexibles Soportes elásticos Compuestas corta fuegos, …

El RITE elimina el separador de gotas Exige velocidades del aire < 2,5 m/s

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU Motivos energéticos

• Permitir el free-cooling • Intercambiar el calor entre aire de extracción y el aire de renovación.

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU

24

30 Gasto energético elevado 18

Las primeras instalaciones de A.A.: todo aire exterior

Q = Maire Cpaire (30 − 18)

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU

24

30

18

Recirculación de aire Q = Maire ⋅ (h30 − h18 )

Q = Maire ⋅ (h24 − h18 )

≈ 50% Energía

Síndrome del edificio enfermo; se necesita ventilación

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU

24

20

18

Q = Maire ⋅ (h20 − h18 ) • Freecooling: Cuando las condiciones exteriores son más ventajosas que las interiores (Ej: local con alta carga térmica en primavera, otoño u noches de verano)

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU 28

intercambiador de calor

24 26 30

18

Free-cooling

+

Recuperador de calor

Q = Maire Cpaire (26 − 18)

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU

¿Q rec.?

¿Q ext.? Investigación Optimizar el consumo energético cumpliendo con el mínimo de aire exterior

Q = Mexterior Cp (Texterior − 18) + Minterior Cp (24 − 18) + Mrecuperador Cp (Trecuperador − 18)

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU Recuperación • Agua/aire (o de doble batería) • Placas estáticas aire/aire • Panel rotativo aire/aire

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU UTA Roof Top: Sección de Free-cooling

Expulsión

Retorno

Renovación

Impulsión

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU UTA Roof Top: Sección de Free-cooling

Expulsión

Retorno

Renovación

Impulsión

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU UTA Roof Top: Sección de Free-cooling

Expulsión

Retorno

Renovación

Impulsión

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU UTA Roof Top: Sección de Free-cooling

Expulsión

Retorno

Renovación

Impulsión

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU Freecoling en sistemas aire-aire (I) Sistema de compuertas

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU

Compuertas Ventiladores

Baterías

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.2.- Climatizadoras, UTAs o AHU CERTIFICACION EUROVENT DE EFICIENCIA ENERGETICA PARA UTASs Recuperación de calor

Pot. Abs.

v (m/s)

η (%)

∆p (Pa)

f clase de ref

A

1,8

75

280

0,9

B

2

67

180

0,95

C

2,2

57

150

1

D

2,5

47

125

1,06

E

2,8

37

100

1,12

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.3.- Bombas Centrífugas Definición Su función es hacer circular un fluido líquido por una red de tuberías, venciendo las pérdidas de carga que se oponen a su movimiento

Clasificación: • Alternativas: de émbolo, pistón y diafragma. Producen altas presiones, pero bajo caudal. Utilizadas en la dosificación de productos químicos en el tratamiento de aguas • Rotativas: de engranajes y paletas. Trasiego de gasóleo • Centrífugas: son las empleadas en climatización. Se instalan en los circuitos de AF, AC, condensación, salmuera, aceite lubricante y refrigerante

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.3.- Bombas Centrífugas

Constitución de una bomba centrífuga • El rodete • Aspiración • Carcasa o voluta, puede incluir un difusor (sistema de álabes fijos) • Empaquetaduras y cierres mecánicos

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.3.- Bombas Centrífugas Funcionamiento de las bombas centrífugas • El líquido es aspirado por el rodete, que esta sometido a un movimiento giratorio por el accionamiento de un motor (grupo motobomba) • El rodete está formado por una serie de aspas curvas que se encuentran girando dentro de la voluta • El fluido gana energía a medida que las paletas del rodete lo transportan hacia afuera en dirección radial

Características: • Producen un flujo continuo. • Fácil accionamiento debido a su bajo par de arranque.

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.3.- Bombas Centrífugas

Hcar

Punto característico

Parámetros de una bomba

• Caudal del fluido • Presión (altura de impulsión) • Rendimiento • Potencia consumida

Qcar

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.3.- Bombas Centrífugas Ventajas: • Sencilla construcción. Compacta y de poco peso • No requieren tolerancias estrictas • No necesitan válvulas • No tienen movimientos alternativos • Vida prolongada y fácil mantenimiento

Inconvenientes • Bajos rendimientos con caudales pequeños. • No se autoceban

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.3.- Bombas Centrífugas Clasificación: • De rotor húmedo (sin mantenimiento, poco ruido; sólo para circuitos cerrados) • De rotor seco (mejor rendimiento)

• De eje vertical • De eje horizontal

• Bombas multifase, multietapa o multicelulares: tienen varios rodetes en serie en una única carcasa

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.3.- Bombas Centrífugas La Cavitación es la vaporización del agua por efecto de la depresión creada en la entrada de la bomba (p < psat; f(T) ) Es fuente de ruidos, y provoca el desgaste de las piezas por la vibraciones y golpeo Las bombas tienen una altura de aspiración limitada; se llama NPSH (altura neta de succión positiva) NPSH requerida (característica de la bomba, caudal, N revoluciones) menor es el valor de NPSHreq tanto mayor es su capacidad de aspiración. NPSH disponible (característica del circuito)

NPSHd =

patm − p sat − ∆cota − Hper Tub γ

NPSHd ≥ NPSHr + 0,5m

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.3.- Bombas Centrífugas

pl es la presión sobre el líquido en el depósito de aspiración, al aire libre, pl será la presión atmosférica. pv es la presión de vapor del líquido p − p sat ρ, la densidad del líquido, Para el agua es de 1.000 kg/m3 NPSHd = atm − ∆cota − Hper Tub g, aceleración de la gravedad (9,81 m/s2) γ Ha o altura de aspiración en metros NPSHd ≥ NPSHr + 0,5m ha es la pérdida de carga que se produce en el tramo de la aspiración

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.3.- Bombas Centrífugas Valores de la tensión de vapor y de la densidad del agua según la temperatura

Ejemplo de cálculo de NPSHdisp Se desea bombear agua a una temperatura de 10 °C contenida en un depósito al aire libre. La altura de aspiración es de 4 m y la presión atmosférica ejercida sobre la superficie del líquido es de 1 bar. La pérdida de carga en la línea de aspiración con válvula de retención se estima en 1,7 m.

A 10ºC la tensión de vapor del agua es de 0,12 mca (0,012 bar)

NPSHreq < 3,9 m

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.3.- Bombas Centrífugas Valores de la tensión de vapor y de la densidad del agua según la temperatura

Ejemplo de cálculo de NPSHdisp Se desea bombear agua a una temperatura de 10 °C contenida en un depósito al aire libre. La altura de aspiración es de 4 m y la presión atmosférica ejercida sobre la superficie del líquido es de 1 bar. La pérdida de carga en la línea de aspiración con válvula de retención se estima en 1,7 m.

A 10ºC la tensión de vapor del agua es de 0,12 mca (0,012 bar)

NPSHreq < 3,9 m

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.3.- Bombas Centrífugas Ejemplo de cálculo de NPSHdisp Siguiendo con el ejemplo anterior supongamos que la bomba se sitúa a una altura sobre el nivel de mar de 1.200 metros y el agua que se bombea se encuentre a 50ºC.

A 50ºC la tensión de vapor del agua es de1,26 mca (0,126 bar)

NPSHreq < 1,7 m

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.3.- Bombas Centrífugas Acoplamiento en paralelo (“suma” de caudales)

Acoplamiento en serie (“suma” de presiones)

Una bomba para dos sentidos de circulación

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.3.- Bombas Centrífugas

Montaje

• • • • • • • •

Lugar accesible Alineación Uniones flexibles Válvulas de retención Válvulas de cierre Elementos de medida Fácil aspiración Cebado, válvulas de pie de pozo

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.3.- Bombas Centrífugas Curvas del fabricante H

(gráfico de selección rápida)

Q

PARTES Y ELEMENTOS H CONSTITUYENTES 3.3.- Bombas Centrífugas

Curvas del fabricante (Familia de curvas)

Pot

Q

NPS

Q

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.4.- Ventiladores Definición Son máquinas rotativas que desplazan de forma continua un fluido gaseoso que pasa a su través Constitución • Rodete • Soporte y envolvente • Motor Características • Caudal volumétrico • Incremento de la presión estática • Potencia disponible • Rendimiento del ventilador • Ruido, las dimensiones, y el modo de arrastre

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.4.- Ventiladores Clasificación de los ventiladores: • Por la diferencia de presión :

– Alta presión: 180 < ∆p > 300 mm.c.a. – Media presión: 90 < ∆p < 180 mm.c.a. – Baja presión: ∆p < 90 mm.c.a.

A mayor Diámetro mayor P

• Por el sistema de accionamiento: – Accionamiento directo – Accionamiento indirecto por transmisión El calor del motor pasa al aire

El desgaste de la correa contamina el aire

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.4.- Ventiladores • Por el modo de trabajo: – Ventiladores axiales: mueven grandes caudales con incrementos de presión estática baja – Hélice – Tubo axial: en una envolvente, dan mayores presiones, generan mucho ruido Partes de una hélice de un ventilador axial • Alabe • Cubo • Unión cubo-eje

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.4.- Ventiladores • Por el modo de trabajo: – Ventiladores centrífugos: el flujo de salida es perpendicular al de entrada. a) De alabes curvados hacia delante b) De álabes rectos a radiales; captación de residuos c) De alabes curvados hacia atrás

• Por su uso − Impulsores − Extractores

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.4.- Ventiladores El RITE marca la categoría del sistema [W/(m3/s)] Categoría a la que pertenece cada sistema, considerando el ventilador de impulsión y el de retorno

Categoría

Potencia Específica [W/(m3/s)]

SFP 1

≤500

SFP 2

500 – 750

SFP 3

750 – 1.250

SFP 4

1.250 – 2.000

SFP 5

2.000 <

Ventilación y de extracción Sist. Climatización

Eficiencia: Cociente de la potencia del motor que mueve el ventilador entre el caudal de aire que suministra para esa potencia.

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.4.- Ventiladores

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión

• Los elementos esenciales que integran un circuito de aire son ventiladores, conductos y elementos terminales. • Los ventiladores comunican energía al aire, en forma de presión estática y dinámica, de forma que este pueda vencer la pérdida de carga de la conducción llegando hasta los elementos de distribución, rejillas y difusores, a la velocidad requerida.

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión

Clasificación de conductos: • Por la velocidad del aire: – Baja velocidad (v < 10 m/seg) – Alta velocidad (v > 10 m/seg)

• Por aire transportado: – – – –

Conducto de impulsión Conducto de extracción Conducto de expulsión Conducto de renovación

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión

(2 kg/m2)

Conductos: clasificación: • Por el material empleado: – Metálicos; larga duración, resistencia mecánica, más fácil mantenimiento, no desprenden impurezas ni olores – De fibra de vidrio, lana de roca, …; menor peso, más fácil construcción (no necesitan maquinaria, se construyen in situ), son aislante térmico y acústico – Textiles; fácil instalación, lavables, difusión incorporada

• Por la forma: – Circulares (prefabricados) – Rectangulares (mejor cuanto más cuadrado; sección equivalente)

(7 kg/m2)

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión

(2 kg/m2)

Conductos: clasificación: • Por el material empleado:

En exterior metálicos

– Metálicos; larga duración, resistencia mecánica, más fácil mantenimiento, no desprenden impurezas ni olores – De fibra de vidrio, lana de roca, …; menor peso, más fácil construcción (no necesitan maquinaria, se construyen in situ), son aislante térmico y acústico – Textiles; fácil instalación, lavables, difusión incorporada

• Por la forma: – Circulares (prefabricados) – Rectangulares (mejor cuanto más cuadrado; sección equivalente)

(7 kg/m2)

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión La difusión del aire en los locales es de vital importancia ya que es lo finalmente se percibe de toda la instalación (condiciones finales: térmicas, acústicas, ... • Zona de ocupación, desde 10 cm desde el suelo hasta 2 m para personas de pie; en disposición horizontal depende de la ocupación prevista del local • La velocidad del aire en la zona ocupada; entre 0,18 y 0,24 m/seg en verano y entre 0,15 y 0,20 m/seg en invierno • Gradiente vertical de temperatura: para que exista confort térmico no debe de exceder de 2º C por metro en la zona ocupada • El Índice de Prestaciones de una Distribución de Aire (IPDA),valor ponderado de confort debido a la velocidad del aire y su temperatura

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión La difusión del aire en los locales es de vital importancia ya que es lo finalmente se percibe de toda la instalación (condiciones finales: térmicas, acústicas, ... • Zona de ocupación, desde 10 cm desde el suelo hasta 2 m para personas de pie; en disposición horizontal depende de la ocupación prevista del local • La velocidad del aire en la zona ocupada; entre 0,18 y 0,24 m/seg en verano y entre 0,15 y 0,20 m/seg en invierno • Gradiente vertical de temperatura: para que exista confort térmico no debe de exceder de 2º C por metro en la zona ocupada • El Índice de Prestaciones de una Distribución de Aire (IPDA),valor ponderado de confort debido a la velocidad del aire y su temperatura

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión La dirección aire; es molesto para una persona recibir el aire directamente Alcance, flecha o propulsión, es la distancia horizontal (vaire impulsado > 0,25 m/s), aprox 3/4 distancia del local La caída es la distancia vertical (vaire impulsado > 0,25 m/s) La inducción es la mezcla que se provoca del aire impulsado con el aire del local La dispersión o amplitud del difusor es el ángulo de divergencia de la corriente de aire después de la boca

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión El área de distribución; definido por la flecha, la caída y las amplitudes La eficacia de la impulsión (ε) se define en función del parámetro medido (concentración, temperatura, ...) en la extracción (e), la impulsión (i) y en el ambiente del local (a) La cantidad de aire necesitada es inversamente proporcional a la eficacia de la ventilación

ε =

Ce − Ci Ca − Ci

Se ha de tener en cuenta el efecto Coanda, una vena introducida cercana y paralela a una pared plana, tiende a mantenerse pegada a esta

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión • Las sustancias contaminantes a extraer de un local están marcadas por las concentraciones que resultan perjudiciales ó molestas (normativa) • Hay que mantener zonas de presión positiva o negativa • La ubicación de las bocas de descarga tiene que tender al diseño de conductos equilibrados

• La ubicación de las bocas de aspiración ha de evitar cortocircuitos con el aire impulsado, y la dispersión de la contaminación

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión Existen varias maneras de climatizar un local: • Por mezcla: el aire introducido se mezcla con el del local antes de ser extraído. Tiende homogenizar las condiciones en el local • Por flujo laminar: el aire se desplaza de un lado a otro del local provocando un barrido sin mezcla. Se da prioridad a la calidad del aire en la zona de impulsión; se emplea cuando se exigen gran calidad del aire • Por desplazamiento: se aprovechan las corrientes ascendentes del aire provocadas por las fuentes de calor del local; el aire se impulsa sin turbulencias, a velocidad muy baja y a nivel del suelo; al chocar con las corrientes convectivas de los focos de calor asciende

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión

El RITE limita la velocidad del aire en la zona ocupada

V=

T − 0,07 m / s 100

a)

Difusión por mezcla:

b)

Difusión por desplazamiento

V=

T − 0,1 m / s 100

Verano (23ºC)

Verano (25ºC)

Invierno (21ºC)

Invierno (23ºC)

Mezcla

0,16

0,18

0,14

0,16

Desplazamiento

0,13

0,15

0,11

0,13

V (m/s)

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión Unidades terminales Bocas de Retorno • Rejillas: lamas horizontales o verticales Las situación de las bocas

• No se necesitan muchas bocas, una basta • • • •

No tiene influencia en la velocidad del aire en el local Tiene influencia en el recorrido del aire Tiene gran importancia en la contaminación en el local Deben evitarse los cortocircuitos con la impulsión

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión Dentro de las de impulsión se pueden destacar (I) : • Rejillas: lamas horizontales o verticales, generalmente orientables • Lineales: evitar que las venas de los difusores choquen • Difusores rotacionales; elevada inducción del aire impulsado, se pueden colocar unos cerca de otros, permiten gran caudal total • De techo: son circulares, rectangulares o cuadrados, realizados en "conos" concéntricos, facilitan la mezcla del aire

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión Dentro de las de impulsión se pueden destacar (II) : • Toberas de impulsión: son un tubo por el que se logra un gran alcance, apropiados para grandes espacios

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión Dentro de las de impulsión se pueden destacar (III) : • Vigas Frías: a lo largo de toda la estancia • Difusores de suelo: la zona próxima no se puede ocupar, necesitan conductos por el suelo

• Difusores de peldaño: cuidado con la zona cercana

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión Dentro de las de impulsión se pueden destacar (IV) : • Paneles de chapa perforada: se colocan en el techo o en las paredes, el aire es distribuido por los orificios con una distribución uniforma a baja velocidad y con baja turbulencia

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión Dentro de las de impulsión se pueden destacar (IV) : • Difusores de geometría variable; adaptan su geometría a la diferente situación de la difusión del aire en invierno y verano

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión Los fabricantes de los impulsores proporcionan unos gráficos en los cuales de pueden determinar las características de flecha, caída, propulsión, presión necesaria, …

El aspecto estético no debe eliminar el técnico

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistemas de difusión Otros fabricantes proporcionan software de selección

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistema de Difusión Cálculo de la pérdida de carga en los conductos (I) Dos tipos de pérdidas en los conductos: • Pérdidas por rozamiento. Son debidas a la viscosidad del fluido. Dependen de: •Geometría del conducto. •Rugosidad interna. •Régimen de movimiento del aire

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistema de Difusión Cálculo de la pérdida de carga en los conductos (I) Pérdidas dinámicas. Causadas por perturbaciones en su velocidad debidas a: • Cambios direccionales • Variaciones bruscas de temperatura • La pérdida de carga en un conducto depende de: - Su rugosidad (↑ rugosidad → ↑ pérdida) - Su longitud (↑ longitud → ↑ pérdida) - Su velocidad (↑ velocidad → ↑ pérdida) - Su área de paso (↑ área → ↓ pérdida)

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistema de Difusión Cálculo de la pérdida de carga en los conductos (I) La energía suministrada por el sistema de impulsión (o aspiración) se manifiesta en forma de presiones:

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistema de Difusión Cálculo de la pérdida de carga en los conductos (I) Conducto circular equivalente 0,92 m2

1,04 m2

Para 1m.l. de conducto

1,2 m2

45 cm

675 cm2

26 cm

15 cm

675 cm2

675 cm2

26 cm

1,3 (a b)5/8 Deq = (a + b)1/4 Igualdad de pérdida de carga en el conducto (equilibrio entre área y perímetro)

donde a y b son los lados del rectángulo

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES 3.5.- Sistema de Difusión Cálculo de la pérdida de carga en los conductos (I) Conducto circular equivalente Regular

Malo

47 cm

45 cm

16,3 cm

718 cm2 26 cm

1,3 (a b)5/8 Deq = (a + b)1/4 Igualdad de pérdida de carga en el conducto (equilibrio entre área y perímetro)

26,8 cm

766 cm2

675 cm2

26 cm

675 cm2 15 cm

675 cm2

Bueno

26,8 cm donde a y b son los lados del rectángulo

= 52,5 x 15 = 93,5 x 10 =…

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

Ej: Se desea conocer la pérdida de carga a 20 °C y 760 mm.c.a. (101,325 KPa) de un conducto del tipo Plus de 600x600 mm de sección y considerando un caudal de 1,70 m3 /s.

Rozamiento indica una pérdida de carga de 0,37 Pa/m (0,037 mm.c.a./m)

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

3.6.- Sistema de Recuperación Energética Reducir el consumo energético

El RITE

• Ahorro de energía • Recuperar energía

Llevan asociado • Inversión inicial • Ahorro en operación Los subsistemas de climatización del tipo todo aire y Pref > 70 kW dispondrán de un subsistema de enfriamiento gratuito En los sistemas todo aire es válido el sistema de compuertas (UNE EN 13053 y UNE EN 1751, vmax compuertas < 6 m/s, eficiencia sección mezcla >75%) El los sistemas agua-aire se obtendrá mediante agua procedente de torres de refrigeración (preferible cto cerrado), o en caso de máquinas aire-agua mediante baterías hidráulicas puestas en serie con el evaporador

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

3.6.- Sistema de Recuperación Energética Se recuperará energía del aire de extracción cuando el caudal sea mayor de 0,5 m3/s (equivalente a 1800 m3 /h) En el aire expulsado se instalará un enfriamiento adiabático Las eficiencias mínimas y las pérdidas de presión máximas serán: Caudal de aire exterior (m3/s) H anuales de funcionamiento

< 1,5

1,5 a 3

3a6

6 a 12

12 <

%

Pa

%

Pa

%

Pa

%

Pa

%

Pa

< 2.000

40

100

44

120

47

140

55

160

60

180

2.000 a 4.000

44

140

47

160

52

180

58

200

64

220

4.000 a 6.000

47

160

50

180

55

200

64

220

70

240

6.000 <

50

180

55

200

60

220

70

240

75

260

El mantenimiento de la HR puede hacerse con una bomba de calor específica

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

3.6.- Sistema de Recuperación Energética Intercambiadores de Placas: Placas corrugadas (↑área y turbulencia) Si se conectan dos en serie, han de estar en contracorriente • De líquidos

• De aire Requieren “juntar” los conductos

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

3.6.- Sistema de Recuperación Energética Intercambiadores de Placas: Placas corrugadas (↑área y turbulencia) Si se conectan dos en serie, han de estar en contracorriente • De líquidos

• De aire Requieren “juntar” los conductos

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

2.6.- Sistema de Recuperación Energética Intercambiadores de Placas: Placas corrugadas (↑área y turbulencia) Si se conectan dos en serie, han de estar en contracorriente • De líquidos

• De aire Requieren “juntar” los conductos

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

2.5.- Sistema de Recuperación Energética Intercambiadores de Placas: Placas corrugadas (↑área y turbulencia) Si se conectan dos en serie, han de estar en contracorriente • De líquidos

• De aire Requieren “juntar” los conductos

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

3.6.- Sistema de Recuperación Energética Sistema Freecooling para sistemas aire-aire Sistema de compuertas

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

3.6.- Sistema de Recuperación Energética Sistema Freecooling para sistemas de agua-agua Funcionamiento normal

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

3.6.- Sistema de Recuperación Energética Sistema Freecooling para sistemas de agua-agua Conexión directa alternativa entre la Torre y la Carga

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

3.6.- Sistema de Recuperación Energética Sistema Freecooling para sistemas de aire-agua (I)

Con batería de preenfriamiento en el funcionamiento normal

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

3.6.- Sistema de Recuperación Energética Sistema Freecooling para sistemas de aire-agua (I)

Alternativa de preenfriamiento del agua en una batería

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

3.6.- Sistema de Recuperación Energética Sistema Freecooling para sistemas de aire-agua (II) Alternativa empleando un intercambiador intermedio en el funcionamiento normal

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

3.6.- Sistema de Recuperación Energética Sistema Freecooling para sistemas de aire-agua (II) Alternativa de preenfriamiento del agua en una batería, empleando un intercambiador intermedio

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

3.6.- Sistema de Recuperación Energética Baterías con bomba: • No requiere juntar los conductos • Menor eficacia térmica

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

3.6.- Sistema de Recuperación Energética Recuperador Entálpico • Intercambiador de calor • Sistema de humectación • Intercambiador rotativo ( recubierta de material adsorbente) • Batería (regenerador, calientas hasta 70ºC)

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

3.6.- Sistema de Recuperación Energética Agua de Torre de Refrigeración Batería en la UTA por la que circula agua enfriada procedente en circuito cerrado de una torre de refrigeración (cualquier tipo)

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

Manual de Ventilación S&P Comentarios al RITE 2007 IDAE

DTIE 5.01 Cálculo de Conductos J.M. Pinazo Cuadernos de Climatización: Instalaciones de Conductos FERROLI

DTIE 8.01 Recuperación de Energía en Sistemas de Climatización F.J. Rey, E. Velasco

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

Manual de Aplicación de Vigas Frías REHVA Difusión de aire por Desplazamiento REHVA

AirFlowControl TROX Manual de Montaje CLIMAVER Manual para la Construcción de Conductos PRODUCTAL

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

Guía Técnica: Selección de Equipos de Transporte de Fluidos; IDAE

DTIE 4.01. Tuberías J.M. Pinazo

Bombas Centrífugas E. Carnicer

Esquemas hidráulicos de calefacción, A.C.S. y colectores solares térmicos García Pérez, José

PARTES Y ELEMENTOS CONSTITUYENTES

Revistas nacionales: • El Instalador • Montajes e Instalaciones

http://www.europump.org http://www.grundfos.com http://www.wilo.com http://www.giacomini.com http://www.hydronicportal.com

http://www.hoval.es/ http://www.menerga.es/

http://www.airflow.es/ http://www.airtecnics.com/ http://www.madel.com/ http://www.trox.es/es/ http://www.sodeca.com/ http://www.soler-palau.com/ http://www.isover.net http://www.salvadorescoda.com/