CLIMATIZACIÓN DE UN HOTEL EN ALBACETE

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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO INDUSTRIAL

CLIMATIZACIÓN DE UN

HOTEL EN ALBACETE

Autor: Angel Fernández Amores

Director: Enrique Valiente Alonso

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Entidad Colaboradora: ICAI – Universidad Pontificia Comillas

RESUMEN DEL PROYECTO

El objetivo de este proyecto es el estudio de las condiciones climáticas y elaborar el diseño de la instalación de climatización para un hotel situado en Albacete. El diseño de la instalación se elaborará según el marco legal y técnico vigente

actualmente.

El edificio para el cual se diseña dicha instalación consta de 13 plantas. Estas plantas se descomponen en:

• Planta Sótano, con un único local climatizado para garantizar el correcto funcionamiento de la maquinaria instalada en el interior (33.5 m2)

• Planta Baja, que consiste en la recepción, zona de espera y tres oficinas (116.6m2) • Planta 1ª, en la que se encuentran los salones y restaurantes y las cocinas (261.8 m2) • Planta 2ª, en la que se encuentran habitaciones y tres salas de reuniones (257.5 m2) • Planta 3ª, dedicadas exclusivamente a habitaciones (305.3 m2)

• Plantas 4ª a 9ª, dedicadas exclusivamente a habitaciones (347.3 m2) • Planta 10ª, consistiendo exclusivamente de habitaciones (297.29 m2)

• Planta 11ª (ático), en la que se encuentra situado el gimnasio del hotel (79.5 m2) La primera fase del proyecto se centra en determinar los distintos requerimientos que se esperan compensar con la instalación de climatización. Este cálculo se divide a su vez en requerimientos de aporte de energía para invierno y requerimientos de extracción de energía en verano. En ambos casos se elabora el cálculo teniendo en cuenta las características constructivas del edificio, sus ventanas y cerramientos y la

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frío del año; se consideró que sería a las 8.00 de la mañana, por lo tanto sin aporte de energía por radiación, y que el interior no se encuentra habitado y no hay iluminación encendida ni ningún equipo operando. La temperatura exterior es la temperatura mínima utilizada fue de -3.7ºC, la temperatura mínima anual al percentil del 2.5%. De esta manera, el sistema de climatización deberá ser capaz de sobreponer los momentos más fríos sin el aporte calorífico de personas, iluminación, equipos o radiación solar. Este cálculo resultó en una necesidad global de 107.59 kW, y se incrementó un 10% a modo de tener un margen de seguridad. La potencia calorífica que la caldera deberá

proporcionar por lo tanto es de 124.15 kW.

El siguiente cálculo es el de potencia frigorífica necesaria para los meses más calurosos del año. En este caso se consideran todos los aportes energéticos interiores del edificio y el aporte energético de la humedad contenida en el aire exterior. Las

temperaturas exteriores seca y húmeda utilizadas en los cálculos fueron 33.1ºC y 20.3ºC respectivamente. Se consideraron variaciones de temperaturas diurnas y anuales de 16ªC y 39ªC. La altura sobre el nivel del mar utilizada para el cálculo de radiación incidente fue de 686 m. Los cálculos resultaron en una necesidades de enfriamiento de 358.89 kW sensibles y 55.70 kW latentes. Por lo tanto, la planta de generación de agua fría deberá poder evacuar una potencia térmica de 414.59 kW.

Conocidos los requerimientos de cada local, la siguiente fase es la de selección de equipos. Los equipos necesarios en cada local se seleccionaron para garantizar que se llegue a las condiciones interiores preestablecidas. Para la climatización de todos los locales se seleccionaron los fan-coils de la marca BTU que garantizasen la transferencia energética necesaria en cada local. Para los locales grandes o con mayores

requerimientos como los salones, la recepción o el gimnasio se seleccionaron varios para distribuir mejor el aire climatizado.

La tercera fase es la de diseño de las redes de tuberías. Con los fan-coils seleccionados, y el salto de temperatura esperado en sus baterías de intercambio de

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agua debe de ir presurizada para garantizar que llegue a los puntos de la red que presentan una mayor pérdida de carga. Se calculó que las presiones necesarias para las redes de tuberías eran de 1.03 bar para el agua caliente y de 1.42 bar para el agua fría.

Conocidos los requerimientos térmicos, los caudales y las presiones necesarias se seleccionaron la caldera, la planta enriadora de agua y las bombas que se instalarán en cada circuito de agua para climatización.

La última fase del diseño de la instalación de climatización es el diseño de las redes de impulsión y extracción de aire. Por normativa, y en función del nivel de ocupación y el fin de cada local, se debe renovar un determinado volumen de aire cada hora. Con los caudales necesarios para cada local se diseñaron las redes de conductos y se seleccionaron los ventiladores con sistema integrado de recuperación de energía. Para las redes que precisasen más presión que la suministrada por dichos ventiladores se seleccionaron ventiladores auxiliares para garantizar la presión estática necesaria.

Una vez dimensionadas las tuberías y los conductos y seleccionados todos los equipos necesarios, se elaboró el presupuesto de la instalación. El presupuesto final obtenido es de 798,895 € (setecientos noventa y ocho mil ochocientos noventa y cinco euros).

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current legal and technical framework.

The building for which the HVAC installation is designed for consists of 13 stories. These stories are composed of:

• Basement, with only one room to be controlled to guaranty the proper functioning of the installed machinery (33.5 m2)

• Ground Floor, consisting of lobby, waiting area and three offices (116.6m2) • 1st Floor, consisting of different halls and restaurants and the kitchen (261.8 m2) • 2nd Floor, consisting of guest rooms and three meeting rooms (257.5 m2)

• 3rd Floor, consisting exclusively of guest rooms (305.3 m2) • 4th to 9th Floors, consisting exclusively of guest rooms (347.3 m2) • 10th Floor, consisting exclusively of guest rooms (297.29 m2) • 11th Floor (attic), consisting exclusively of the hotel gym (79.5 m2)

The interior conditions used in the calculations of this project were of 26ªC in summer and 21ºC in winter, in both cases with a relative humidity ranging from 30% to 70%.

The first phase of the project centers is the determination of the expected requirements which the HVAC installation must compensate. This calculation is

separated in two distinct sections, the first being the heat which must be supplied during winter and the second being the heat which must be removed during summer. In both cases, the calculation is made taking into account the thermal properties of the

building’s construction materials, its windows and doors and the distribution of the different rooms and their geographical orientation.

The first calculation performed was the heat lost to the exterior during the coldest months of the year. This was done considering the coldest moment of the year; considered to be at 8.00 in the morning, with no solar irradiance, with no one inside the building and all lighting and appliances turned off. The outdoor temperature was

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by 10% considered to be a standard safety factor. Consequently, the total thermal energy the boiler must be able to supply is 124.15 kW.

The next calculation is the analogous one for the warmest months of the year. In this case however, all of the internal sources of energy are considered as well as the energy carried by the humidity in the air. All of this excess energy must also be removed from the building by the HVAC installation. The outdoor dry and wet bulb temperatures considered were 33.1ºC and 20.3ºC respectively. Daily and yearly temperature variations of 16ºC and 39ºC were considered. The height above sea level used to determine the solar irradiance was of 686 m. These calculations resulted in a sensible cooling need of 358.89 kW and a latent cooling need of 55.70 kW.

Consequently, the total cooling need of the installation is calculated to be of 414.59 kW. Once the requirements for each enclosure are known, the next phase is to select the appliances which must be installed. These appliances were selected to match the requirements of each enclosure and guaranty the predetermined interior conditions. Fan-coils of the BTU brand which could guaranty the requirements of each enclosure were chosen. For some of the bigger enclosures, such as the lobby, restaurants, halls and the gym, more than one fan-coil was selected to distribute the treated air more efficiently throughout the enclosure.

The third phase of the project is the design of the water-pipe networks. With the fan-coils selected, and the temperature jump expected at each of their thermal exchange batteries, the required volumetric water flow rate was calculated for each appliance model. With this, the totals per floor and for the entire building were calculated. The hot water volumetric flow rate was calculated to reach 13.53 dm3/s in winter, and the cold water volumetric flow rate was calculated to reach 37.43 dm3/s in summer. With these values, the pipe diameters for the network were determined, with narrower tubes being needed for smaller volumetric flow rates. At the same time, the water must be

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water pipe network were selected.

The final phase of the HVAC installation design was the design of the air input and output networks. By law, and depending on the level of occupation and purpose of each room, a certain amount of external air must be input each hour to renew the inside air. With the required volumes of air input, the necessary duct networks were designed. These networks include a fan with integrated heat recovery systems. When necessary, auxiliary fans were selected to make sure the static pressure requirements were met.

Once all the different pipes, ducts and appliances had been selected, a budget for the HVAC installation was elaborated. The total cost of the installation amounts to 798,895 € (seven hundred ninety eight thousand eight hundred ninety five Euros).

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DOCUMENTO Nº 1

MEMORIA

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MEMORIA

Í

NDICE

G

ENERAL

Capítulo 1 – Memoria Descriptiva 2

Capítulo 2 – Cálculos 17

Capítulo 3 – Estudio Económico 63

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M

EMORIA DESCRIPTIVA

ÍNDICE GENERAL

Capítulo 1 Memoria descriptiva ... 2

1.1 Objeto del proyecto ... 4

1.2 Descripción del edificio ... 5

1.3 Condiciones climatológicas interiores ... 6

1.4 Condiciones climatológicas exteriores ... 7

1.4.1 Invierno ... 7 1.4.2 Verano ... 8 1.5 Características Constructivas... 9 1.6 Cargas internas ... 10 1.7 Infiltraciones ... 11 1.8 Instalación de ventilación... 12 1.9 Redes de tuberías ... 13 1.10 Sistema de control ... 14

1.11 Resumen del proceso de dimensionado del sistema a instalar ... 15

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1.1 OBJETO DEL PROYECTO

El proyecto consiste en diseñar el sistema de climatización de un hotel situado en Albacete. Dicha instalación deberá ceñirse a las normas y condiciones técnicas que regulan y limitan las técnicas y los equipos que podrán ser utilizados en instalaciones de climatización de recintos destinados al uso del público en general. Las normas que atañen a este proyecto son principalmente dos, el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) y el Código Técnico de la Edificación (CTE), aunque hay más normas que delimitan la solución del problema en cuestión. Estos documentos especifican desde las condiciones interiores de proyecto hasta los rendimientos de las calderas y coeficientes de transmisión máximos para una edificación según la zona climática en la que se encuentre.

Siguiendo estas normas se dimensionarán los equipos necesarios para climatizar el hotel, desde las calderas y baterías de enfriamiento hasta las conducciones de agua caliente y fría, los conductos y rejillas de entrada y salida de aire, y los elementos requeridos para presurizar los circuitos y climatizar los diferentes locales del hotel.

El fin último es desarrollar un proyecto funcional de instalaciones, especificando todos los materiales, equipos y elementos necesarios para ello.

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1.2 DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO

El edificio consta de sótano, planta baja, una planta dedicada al restaurante y salones, 9 plantas de habitaciones y un ático en el que está emplazado el gimnasio del hotel. La proyección en planta no responde a ninguna geometría fácilmente identificable debido a los ángulos que forman las calles que delimitan su emplazamiento. Asimismo, solo las plantas 4 a 9 comparten su distribución arquitectónica, siendo las demás distintas a estas y entre sí. En el interior de las plantas se encuentra los ascensores y las escaleras. La escalera de servicio se encuentra en un lateral del edificio, lindando con el edificio vecino. Las orientaciones de las distintas fachadas se pueden comprobar en los planos.

En la siguiente tabla se muestran las superficies a climatizar de cada planta y los usos que estas tienen:

Tabla 1-Áreas a climatizar y sus usos

Planta Área (m2) Usos

Sótano 33.45 Cuartos de contadores

Planta Baja 116.60 Recepción y oficinas

Planta 1 261.75 Salones, comedores y cocinas

Planta 2 257.45 Habitaciones, salas de reuniones

Planta 3 305.30 Habitaciones Planta 4 347.25 Habitaciones Planta 5 347.25 Habitaciones Planta 6 347.25 Habitaciones Planta 7 347.25 Habitaciones Planta 8 347.25 Habitaciones Planta 9 347.25 Habitaciones Ático 1 297.29 Habitaciones Ático 2 79.50 Gimnasio

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1.3 CONDICIONES CLIMATOLÓGICAS INTERIORES

Las condiciones climatológicas interiores del proyecto vienen reguladas por el RITE que estipula que estas deben encontrarse dentro de los siguientes márgenes:

Tabla 2- Condiciones interiores de proyecto según el RITE

Estación Temperatura operativa (ºC) Humedad relativa (%) Verano 23-25 45-60 Invierno 21-23 40-50

Sin embargo, en el Real Decreto 1826/2009, se modifican estaos límites con el fin de conseguir un mayor ahorro energético. El sistema diseñado no dispone de equipos que controlen la humedad relativa interior, pero se puede suponer que, una vez acondicionado el aire, su humedad relativa estará dentro de los márgenes estipulados por la norma. Consiguientemente, se han utilizado los siguientes valores para realizar los cálculos de pérdidas y cargas para invierno y verano:

Tabla 3 – Condiciones interiores de proyecto utilizadas

Estación _{operativa (ºC)}Temperatura Humedad relativa _(%)

Verano 26 30-70

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1.4 CONDICIONES CLIMATOLÓGICAS EXTERIORES

1.4.1 I

NVIERNO

Debido a las simplificaciones que se hacen al calcular los requerimientos del sistema en invierno, el único dato sobre la climatología exterior que se debe determinar es la temperatura seca. Según la norma UNE 100.001:2001, la temperatura exterior de proyecto correspondiente a Albacete es de -3.7 ºC. Esta temperatura es la temperatura correspondiente al percentil del 2.5%, es decir, la temperatura exterior sólo será inferior a los -3.7 ºC en un 2.5% de los días del año. La norma no estipula ningún valor para la humedad relativa exterior, por lo que se ha elegido un valor del 50%.

Tabla 4- Condiciones exteriores de proyecto utilizadas

Estación Temperatura _{exterior (ºC)} Humedad relativa _(%)

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1.4.2 V

ERANO

Las condiciones exteriores de proyecto en verano incluyen una mayor cantidad de datos debido a la mayor complejidad de los cálculos que se han de realizar. Los datos necesarios para dichos cálculos son tanto la temperatura de bulbo seco cómo húmedo (con lo que se calculan las humedades relativa y absoluta), las variaciones de temperatura media diurna y anual, y la altura respecto del nivel del mar. Estos datos influyen en la energía aportada por transmisión y radiación y se utilizan también para poder discernir entre cargas sensibles y latentes en el local a climatizar.

Los datos de temperaturas se pueden encontrar en la norma UNE 100.001:2001 y el resto de datos necesarios en las tablas del manual Carrier.

Tabla 5- Condiciones exteriores de proyecto utilizadas

Estación Temperatura seca exterior (ºC) Temperatura húmeda exterior (ºC) Variación diurna (ºC) Variación anual (ºC) Altitud (m) Verano 33.1 20.3 16 39 686

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1.5 CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS

Para poder realizar los cálculos de transmisión de energía térmica y el aporte energético debido a la radiación solar es necesario conocer las características constructivas del edificio. Los coeficientes de transmisión se utilizarán tanto en inverno como en verano, mientras que el factor de ganancia solar solo se utilizara en verano. Al no contar con estos datos se han utilizado los valores máximos que permite el CTE según la orientación y la disposición del elemento constructivo en el edificio. Los parámetros utilizados están recogidos en la siguiente tabla.

Tabla 6- Características constructivas del edificio

Elemento constructivo Coeficiente de transmisión térmico (W/m2K) Factor de ganancia solar Muros de fachada 0.66 0

Cerramientos en contacto con el terreno 0.66 0

Suelos 0.49 0 Cubiertas 0.38 0 Medianerías 0.86 0 Ventanas - Orientación N 3.5 0.48 - Orientación NE 3.5 0.48 - Orientación E 2.9 0.48 - Orientación SE* 3-3.5 0.48 - Orientación S* 3-3.5 0.48 - Orientación SO* 3-3.5 0.48 - Orientación O 3.5 0.48 - Orientación NO 3.5 0.48

* Para estas orientaciones hay varios valores posibles ya que, según el RITE, se aplica un límite menor cuan mayor sea la proporción de ventana que presenta la pared.

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1.6 CARGAS INTERNAS

Las cargas internas se considerarán solo en verano, ya que en invierno ayudan al sistema a alcanzar las condiciones deseadas. En verano, las cargas internas se suman a las externas para incrementar la temperatura interior, por lo que hay que compensarlas junto con las cargas externas.

Se ha considerado una ocupación de 3 personas por habitación ya que las camas son dobles y en la mayoría de habitaciones hay espacio suficiente para añadir una tercera cama supletoria si fuese necesario. En cada habitación se ha considerado

además un nivel de iluminación de 20 W/m2.Este valor se deberá incrementar en

un 25% en caso de que la iluminación sea con lámparas de descarga. Además, entre la nevera pequeña, la televisión, el terminal del sistema de climatización y un ordenador portátil que pueda llevar el huésped, habrá una carga interna de

aproximadamente unos 20 W/m2 adicionales.

En las zonas comunes del hotel se ha utilizado la Tabla 2.1 Densidades de Ocupación que se encuentra en el documento anexado al CTE, referente a protección contra incendios, DB SI Seguridad en Caso de Incendio. En la entrada al hotel se ha considerado una ocupación que puede llegar a los 2 m2/persona. En los salones y comedores de la primera planta se considera una ocupación de 1 m2/persona. En las salas de reuniones se considera una ocupación según el número de sillas, es decir, 8 personas en las salas 1 y 2 y una ocupación de 5 personas en la sala 3. En el gimnasio se ha considerado una ocupación máxima de 3 m2/persona. En la siguiente tabla se recogen estos datos de ocupación junto con las cargas sensibles y latentes que esto supone.

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Tabla 7- Cargas internas debidas a iluminación y a las aplicaciones

Local iluminación Carga por (W/m2) Carga de aplicaciones (W/m2) Entrada 25 20 Salones 25 20 Habitaciones 25 20 Gimnasio 25 20 Salas de reuniones - Salas 1 y 2 25 20 - Sala 3 25 20 Oficinas 25 20 Sótanos 25 20

Tabla 8- Ocupación y cargas sensibles y latentes correspondientes

Local Ocupación prevista (persona/m2) Carga sensible (W/persona) Carga latente (W/persona) Entrada 0.50 66.28 63.95 Salones 1.00 66.28 63.95 Habitaciones 3 personas 66.28 63.95 Gimnasio 0.33 110.47 200.00 Salas de reuniones - Salas 1 y 2 8 personas 66.28 63.95 - Sala 3 5 personas 66.28 63.95 Oficinas 1 persona 66.28 63.95 Sótanos 2 personas 66.28 63.95

1.7 INFILTRACIONES

Las cargas por infiltración no se han considerado ya que al mantener una presión mayor a la atmosférica dentro del edificio con el aporte de aire exterior, las filtraciones son de dentro para fuera y en ningún momento entra aire exterior no incluido en los cálculos al edificio.

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1.8 INSTALACIÓN DE VENTILACIÓN

El aire de recirculación es el aire interior que se climatiza y se vuelve a introducir en el sistema, operación que se lleva a cabo en el los correspondientes fan-coils de los locales. Por normativa, y según el uso que vaya a tener cada local, además de tratar el aire interior hay que hacer un aporte de aire exterior adicional para garantizar un cierto número de renovaciones de aire por hora. En el caso de un hotel, las calidades de aire exigidas, según el uso que se vaya a hacer de cada local, se encuentran recogidas en la siguiente tabla.

Tabla 9- Caudales de aire exterior según calidad requerida

Calidad de aire Caudal de aire exterior (m3/h/persona) Local

IDA 2 45 Zonas comunes, oficinas, salas de reuniones

IDA 3 28.8 Habitaciones, gimnasio, comedor

IDA 4 1.008 m3/h/m2 Sótanos, acceso teatro

Los fan-coils de los distintos locales se han dimensionado de tal manera que puedan afrontar las cargas que suponen los aportes de aire exterior. Por este motivo, en el falso techo de cada planta se instalarán los ventiladores necesarios con el fin de impulsar aire exterior a los distintos locales y, a la vez, extraer la cantidad de aire requerida de estos mismos. Para facilitar la labor de estos ventiladores, en cada local habrá una salida de aire interior que extraerá una cantidad de aire ligeramente inferior a la introducida para poder así mantener una presión ligeramente superior en el interior del edificio. El aire extraído será conducido al exterior directamente, terminando estos conductos en un intercambiador de calor con el fin de acercar las condiciones del aire exterior a las del interior. Cada conducto de entrada contará además con los filtros adecuados para que el aire impulsado sea de la calidad necesaria.

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1.9 REDES DE TUBERÍAS

Las redes de tuberías se han diseñado de tal manera que se garantiza una velocidad no superior a 1 m/s en ninguno de los tramos de estas. Se ha tomado esta decisión para reducir los posibles ruidos y vibraciones que podrían producir velocidades mayores en tuberías de pequeño diámetro. En algunas de los tuberías de mayor diámetro se ha permitido que la velocidad fuese mayor ya que al ser el diámetro mayor, se pueden permitir velocidades algo superiores sin tener los problemas mencionados.

La dimensión de las tuberías se ha determinado desde los consumos hasta la bomba. De esta manera se garantiza que en cada momento se tiene el caudal necesario en cada fan-coil (consumo). Conocidos los diámetros de las tuberías y los caudales que van a circular por ellas se pueden dimensionar las bombas necesarias a la salida de las unidades de enfriado y calentado de agua.

Al comienzo de cada planta del hotel, su rama de la red y justo antes de la llegar a cada uno de los fan-coils, se han instalado llaves de paso para poder cortar el suministro de agua a las zonas que se desee. De esta manera se puede cortar el suministro a una habitación o a una planta entera sin alterar el funcionamiento del resto del sistema. Esto es especialmente importante en caso de averías, ya que permite cortar el paso únicamente a la zona afectada sin perjudicar el resto de la instalación.

La red de tuberías está diseñada para cumplir con los requerimientos técnicos estipulados en el RITE e irá aislada según estipula el RITE para garantizar un rendimiento térmico adecuado.

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1.10 SISTEMA DE CONTROL

Se instalará un sistema de control digital directo que, por medio de paneles microprocesadores interconectados por medio de un bus de comunicaciones a un centro de control informático, se encargará de gestionar el sistema entero. Este equipo se encargará de arrancar la caldera y la enfriadora de agua cuando sea requerido, así como las bombas de impulsión y regulará los ventiladores de impulsión y extracción de aire

El centro de control informático es el punto en el que se reciben todas las mediciones de las sondas y actuadores. Con esta información y la programación interna de puntos de consigna, funciones de control y funciones de compensación, el sistema se encarga de gestionar el sistema y produce un registro histórico del funcionamiento del sistema. Este registro puede ser utilizado para general gráficos y analizar rendimientos, históricos de demanda e incluso para detectar posibles funcionamientos anómalos.

Existen dos redes de sondas distintas, una correspondiente a las condiciones de las zonas climatizadas y otra que registra el funcionamiento de la caldera y de la enfriadora de agua. Las sondas se encuentran distribuidas en todas las zonas climatizadas para asegurar que se regula adecuadamente sus condiciones interiores. Con esta red se determina la demanda energética de la caldera y de la planta enfriadora. La segunda red se encarga de verificar el correcto funcionamiento de la caldera y de la enfriadora y de informar al centro de control informático del funcionamiento de los sistemas directamente.

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1.11 RESUMEN DEL PROCESO DE DIMENSIONADO DEL

SISTEMA A INSTALAR

La climatización de todos los locales se llevará a cabo con fan-coils, dimensionados para satisfacer la demanda térmica de cada local al que dan servicio. Los fan-coils necesarios se determinan teniendo en cuenta tanto las pérdidas térmicas en invierno cómo las cargas en verano. Otro criterio de selección es el caudal de aire que deben de poder tratar para poder llegar a compensar las cargas adversas de los locales siempre comprobando que no se superen los niveles sonoros máximos admisibles.

Conocidos los fan-coils a instalar y sus necesidades en cuanto a caudal de agua caliente y fría y con qué salto de temperaturas trabajan, se diseña la red de tuberías de agua caliente y fría; redes cerradas que deben alimentar todos y cada uno de los fan-coils con sus caudales requeridos. También se podrán seleccionar la caldera para invierno y grupo frigorífico de enfriamiento para verano.

Ambos elementos de producción de agua caliente y fría estarán emplazados sobre la cubierta del edificio. A la salida de ambos habrá dos bombas en paralelo que garantizaran el correcto funcionamiento del sistema incluso en caso de fallar una de ellas, al ser una de ellas reserva de la otra.

Se instalarán además las redes de conductos de expulsión e impulsión de aire a cada local y se seleccionarán los ventiladores necesarios para llevar acabo dichas tareas. Esta red incluye los filtros necesarios a la entrada de aire exterior.

Para gestionar todo el sistema se instalará un sistema de control que compruebe las condiciones interiores y arranque o detenga bombas, caldera y enfriadora según sea necesario.

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1.12 IMPORTE, FECHA Y FIRMA

El valor final de la instalación, montaje y puesta en marcha asciende a 798,895 € (SETECIENTOS NOVENTA Y OCHO MIL OCHOCIENTOS NOVENTA Y CINCO EUROS).

Angel Fernández Amores Madrid, junio de 2011

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C

ÁLCULOS

Í

NDICE GENERAL

Capítulo 2 Cálculos ... 17

2.1 Cálculo de cargas y pérdidas ... 19 2.1.1 Transmisión ... 20 2.1.2 Radiación ... 22 2.1.3 Cargas internas ... 23 2.1.4 Ventilación ... 25 2.2 Pérdidas de invierno ... 26 2.3 Cargas de verano ... 32 2.4 Selección de fan-coils ... 38 2.5 Diseño de las redes de tuberías ... 44 2.5.1 Caudales de agua necesarios en cada fan-coil ... 44 2.5.2 Caudales totales ... 45 2.5.3 Diámetro de las tuberías ... 45 2.5.4 Aislamiento de las tuberías ... 47 2.5.5 Válvulas ... 48 2.5.6 Pérdidas de carga en la red de tuberías... 48 2.5.7 Selección de bombas ... 49 2.6 Selección de plantas térmicas ... 50 2.6.1 Caldera ... 50 2.6.2 Planta enfriadora de agua ... 50 2.7 Diseño de las redes de conductos ... 51 2.7.1 Caudales de aire necesarios en cada local ... 51 2.7.2 Dimensiones de los conductos ... 56 2.7.3 Aislamiento de los conductos ... 57 2.7.4 Pérdidas de carga en las redes de conductos ... 57 2.7.5 Selección de ventiladores ... 59

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2.1 C

ÁLCULO DE CARGAS Y PÉRDIDAS

Las cargas y pérdidas que presentará cada lugar son debidas a la influencia que ejercen factores externos e internos. Para calcular los valores de esta se deben de analizar los flujos de energía por transmisión, radiación, cargas internas (incluyen iluminación, equipos, el nivel de ocupación) y ventilación.

Cada recinto será estudiado por separado a la hora de determinar sus cargas para poder dimensionar el equipo de climatización a instalar. Existen recintos interiores, como pasillos o aseos, que no serán climatizados debido a la normativa vigente.

A continuación se explican las fórmulas utilizadas en los cálculos y las hipótesis de trabajo para cada una. También se especifican los cálculos que hay que seguir para calcular las pérdidas de invierno y las cargas en verano.

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2.1.1 T

RANSMISIÓN

La transmisión de energía es debida al gradiente de temperaturas existente entre el interior del recinto climatizado y las zonas colindantes con este que no están climatizadas. El cálculo se realiza utilizando la siguiente ecuación:

ݍ = ܭ ∗ ܣ ∗ ∆ܶ Ecuación 1- Transmisión

En esta ecuación, las distintas variables son:

- q : Energía transmitida (W)

- K : Coeficiente de transmisión (W/m2ºC)

- A : Area efectiva de transmisión (m2)

- ∆T : Diferencia de temperatura entre zona climatizada y zonas colindantes

(ºC)

La diferencia de temperatura viene a su vez condicionada por diversos factores, incluyendo la radiación directa y difusa incidente sobre el cerramiento o las condiciones de viento.

2.1.1.1 Diferencia de temperaturas en invierno

En invierno se consideran las siguientes diferencias de temperaturas para todos los cerramientos en contacto con el exterior (incluyendo ventanas y cristales):

∆ܶ = ሺܶ௜− ܶ௘ሻ ∗ ݂௩

Ecuación 2- _ΔT para invierno, cerramientos exteriores

Donde:

- Ti : Temperatura interior del local (ºC)

- Te : Temperatura exterior al local (ºC)

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Se considera que los locales no climatizados tienen un factor de corrección fv con valor de 1 y que se encuentran a la siguiente temperatura media ponderada entre interior y exterior:

ܶ௅ே஼ = ܶ௜ − 0.2ሺܶ௜ − ܶ௘ሻ

Ecuación 3- Temperatura de locales no climatizados, invierno

2.1.1.2 Diferencia de temperaturas en verano

En verano se consideran las siguientes diferencias de temperaturas:

∆ܶ = ܽ ∗ ∆ܶ௦+ ܾ ∗_ܴܴ௦

௠ሺ∆ܶ௠− ∆ܶ௦ሻ

Ecuación 4- _ΔT para verano, cerramientos exteriores

Donde:

- a : Factor de corrección

- b : Factor de corrección que considera el color del muro

- ∆Ts : Diferencia de temperatura entre al local y el exterior del muro en sombra

(ºC)

- ∆Tm: Diferencia de temperatura entre al local y el exterior del muro al sol (ºC)

- Rs : Radiación solar máxima para el mes y posición geográfica considerada

(W/m2h)

- Rm : Radiación solar máxima para el mes de julio a 40ª de latitud norte

(W/m2h)

Los locales no climatizados se considera que están a la temperatura media entre interior y exterior.

ܶ௅ே஼ = ܶ௜ − 0.2ሺܶ௜ − ܶ௘ሻ

Ecuación 5- Temperatura de locales no climatizados, verano

Para cristales y ventanas se considera que la diferencia de temperaturas es la diferencia entre interior y exterior, sin factores de corrección.

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2.1.2 R

ADIACIÓN

El aporte por radiación solar directa se considera únicamente en verano, ya que es una carga desfavorable. En invierno su aporte es mucho menor y además ayuda a calentar el interior del local. Al ignorarlas en invierno, estamos sobredimensionando la instalación, por lo que actúa como si estuviésemos aplicando un factor de seguridad.

El aporte de la radiación es a todas las fachadas, cubiertas y ventanas que estén expuestas a la radiación solar directa. El aporte por medio de las paredes, cubiertas y cerramientos opacos ya se ha tenido en cuenta en las cargas por transmisión, como factor de corrección para la diferencia de temperaturas. Solo queda por analizar el aporte energético de la radiación a través de cerramientos no opacos, es decir, a través de acristalamientos y ventanas. Este aporte se calcula de la siguiente manera:

ݍ = ܣ ∗ ܩ ∗ ݂௚

Ecuación 6- Aporte por radiación solar

Donde:

- A : Área efectiva de cristal (m2)

- G : Radiación incidente sobre la superficie (W/m2)

(31)

2.1.3 C

ARGAS INTERNAS

En este apartado están englobadas todas las cargas generadas dentro del local que se debe climatizar. Nuevamente, estas cargas solo se calculan en verano, ya que en invierno ayudan a calentar el local.

Las cargas internas totales se separan en cargas sensibles y latentes y se suman por separado. Estas cargas se calculan de la siguiente manera:

ݍ௜,௦= ݍ௘+ ݍ௢,௦+ ݍ௩,௦

ݍ௜,௟ = ݍ௢,௟+ ݍ௩,௟

Ecuación 7- Cargas internas totales, sensible y latente

2.1.3.1 Iluminación y equipos

Para estas cargas, es muy importante saber el nivel de iluminación que se va a tener en cada local y los equipos que se instalarán en estos. En este proyecto se han estimado, tanto para iluminación como para los equipos, que su carga es una

carga distribuida de 20 W/m2. La carga por iluminación habrá que incrementarla

en un 25% debido a las reactancias para iluminación por lámparas de descarga. Por tanto, e independientemente del uso que se vaya a hacer del local, las cargas interiores debidas a iluminación y equipos serán de 45 W/m2.

Para calcular estas cargas en cada local se emplea la siguiente fórmula:

ݍ௘ = ܣ ∗ 45_ܹ݉_ଶ

Ecuación 8- Carga interna de iluminación y equipos

Donde:

(32)

2.1.3.2 Ocupación

Debido a sus procesos metabólicos, el ser humano genera un calor que debe disipar para que su organismo se encuentre a una temperatura de aproximadamente 37 ºC. Nuestro organismo tiene dos maneras de disipar este calor, por medio de los procesos de convección natural y por medio de la radiación.

La radiación es una carga puramente sensible y solo supone una carga térmica equivalente, por ejemplo, al de una bombilla incandescente. Sin embargo, el calor disipado por convección es una combinación de cargas sensible y latente. La carga sensible es debida puramente a la diferencia de temperaturas entre el cuerpo y el ambiente. La carga latente es debida a la transpiración y a su evaporación. Este factor se ve afectado por varios factores como el nivel de actividad y la humedad relativa del ambiente.

Las cargas totales de cada zona se calculan utilizando las siguientes fórmulas:

ݍ௢,௦= ݊ ∗ ܣܿݐ݅ݒ݅݀ܽ݀௦_{݌݁ݎݏ݋݊ܽ}ܹ

ݍ௢,௟ = ݊ ∗ ܣܿݐ݅ݒ݅݀ܽ݀௟_{݌݁ݎݏ݋݊ܽ}ܹ

Ecuación 9- Cargas por ocupación, sensible y latente

Donde:

- n : Número total de personas previstas en la zona

- Actividad : Carga de los ocupantes según nivel de actividad, incluidos en la

(33)

2.1.4 V

ENTILACIÓN

Debido a las exigencias de la normativa, todo local climatizado deberá tener una serie de aportes de aire exterior para garantizar la calidad de aire interior requerida para cada uso. Generalmente, el aire exterior se encuentra a unas condiciones desfavorables para el local climatizado (demasiado frío en invierno o caliente en verano). Las cargas que esto supone para el sistema de climatización se calculan con las siguientes fórmulas:

ݍ௩,௦ = ݊ ∗ ܳ ∗ ߂ܶ ∗ ܿ௩,௔∗ ݂௦

ݍ௩,௟ = ݊ ∗ ܳ ∗ ߂ݓ ∗ ߂ܶ ∗ ܿ௣,௪∗ ݂௟

Ecuación 10- Cargas por ventilación, sensible y latente

Donde:

- n : Número total de personas previstas en la zona o m2 del local en

determinados casos

- Q : Caudal de ventilación requerido (m3/h/persona o m3/h/m2 en

determinados casos)

- ∆T : Diferencia de temperaturas entre interior y exterior (ºC)

- ∆w : Diferencia de humedades absolutas entre interior y exterior (g/kg)

- cv,a : Calor especifico del aire

- cp,w : Calor específico del agua

- fs : Factor de conversión para ajustar unidades (m3·J/kg·h → W)

(34)

2.2 P

ÉRDIDAS DE INVIERNO

Siguiendo los cálculos descritos en la sección anterior y utilizando los parámetros seleccionados (incluidos en el Capítulo 1 de este documento) se obtienen las siguientes pérdidas de calor para invierno:

Tabla 1- Resumen de pérdidas en invierno

Pérdidas totales (kW) 107.59

Pérdidas (kW)

PS - Sótano 1.09

Zona 1 - Área Climatizada 1.09

PB - Planta Baja 5.88

Zona 1 - Lobby 4.59

Zona 2 - Zona de Espera 1.15

Zona 3 - Oficina 1 0.09 Zona 4 - Oficina 2 0.05 Zona 5 - Oficina 3 0.29 P1 - Planta 1 9.33 Zona 1 - Salón 1 3.86 Zona 2 - Salón 2 2.09 Zona 3 - Salón 3 1.19 Zona 4 - Cocinas 2.19

(35)

P2 - Planta 2 7.53 Zona 1 - Habitación 201 0.70 Zona 2 - Habitación 202 0.48 Zona 3 - Habitación 203 0.56 Zona 4 - Habitación 204 0.93 Zona 5 - Habitación 205 1.12 Zona 6 - Habitación 206 0.90 Zona 7 - Habitación 207 0.58 Zona 8 - Habitación 208 0.75

Zona 9 - Sala de Reuniones 1 0.09

P3 - Planta 3 9.74 Zona 1 - Habitación 301 0.68 Zona 2 - Habitación 302 0.48 Zona 3 - Habitación 303 0.56 Zona 4 - Habitación 304 0.93 Zona 5 - Habitación 305 1.12 Zona 6 - Habitación 306 0.90 Zona 7 - Habitación 307 0.58 Zona 8 - Habitación 308 0.60 Zona 9 - Habitación 309 0.86 Zona 10 - Habitación 310 0.68 Zona 11 - Habitación 311 0.93

Zona 12 - Acceso Teatro 0.59

(36)

P4 - Planta 4 9.32 Zona 1 - Habitación 401 0.68 Zona 2 - Habitación 402 0.48 Zona 3 - Habitación 403 0.56 Zona 4 - Habitación 404 0.93 Zona 5 - Habitación 405 1.12 Zona 6 - Habitación 406 0.90 Zona 7 - Habitación 407 0.58 Zona 8 - Habitación 408 0.70 Zona 9 - Habitación 409 0.54 Zona 10 - Habitación 410 0.55 Zona 11 - Habitación 411 0.55 Zona 12 - Habitación 412 0.56 Zona 13 - Habitación 413 1.17 Zona 14 - Habitación 414 0.83 P5 - Planta 5 9.15 Zona 1 - Habitación 501 0.68 Zona 2 - Habitación 502 0.48 Zona 3 - Habitación 503 0.56 Zona 4 - Habitación 504 0.93 Zona 5 - Habitación 505 1.12 Zona 6 - Habitación 506 0.90 Zona 7 - Habitación 507 0.58 Zona 8 - Habitación 508 0.70 Zona 9 - Habitación 509 0.52 Zona 10 - Habitación 510 0.52 Zona 11 - Habitación 511 0.52 Zona 12 - Habitación 512 0.52 Zona 13 - Habitación 513 1.14 Zona 14 - Habitación 514 0.83

(37)

(38)

(39)

P10 - Ático 1 12.70 Zona 1 - Habitación 1001 0.95 Zona 2 - Habitación 1002 0.75 Zona 3 - Habitación 1003 1.45 Zona 4 - Habitación 1004 1.43 Zona 5 - Habitación 1005 1.43 Zona 6 - Habitación 1006 1.71 Zona 7 - Habitación 1007 1.13 Zona 8 - Habitación 1008 0.62 Zona 9 - Habitación 1009 0.62 Zona 10 - Habitación 1010 0.62 Zona 11 - Habitación 1011 1.14 Zona 12 - Habitación 1012 0.83 P11 - Ático 2 5.49 Zona 1 - Gimnasio 5.49

(40)

2.3 C

ARGAS DE VERANO

Siguiendo los cálculos descritos en la sección anterior y utilizando los parámetros seleccionados (incluidos en el Capítulo 1 de este documento) se obtienen las siguientes cargas para verano, incluyendo un desglose en cargas sensibles y latentes:

Tabla 2- Resumen de cargas en verano

Cargas totales (kW) 414.59 358.89 55.70

Cargas (kW) Total Sensible Latente

PS - Sótano 2.72 2.58 0.14

Zona 1 - Área Climatizada 2.72 2.58 0.14

PB - Planta Baja 23.40 19.49 3.91

Zona 1 - Lobby 18.21 15.26 2.95

Zona 2 - Zona de Espera 3.46 2.72 0.74

Zona 3 - Oficina 1 0.43 0.35 0.07 Zona 4 - Oficina 2 0.47 0.40 0.07 Zona 5 - Oficina 3 0.84 0.76 0.07 P1 - Planta 1 63.08 45.06 18.02 Zona 1 - Salón 1 30.60 21.60 8.99 Zona 2 - Salón 2 14.24 9.75 4.50 Zona 3 - Salón 3 9.54 7.14 2.39 Zona 4 - Cocinas 8.71 6.57 2.14

(41)

P2 - Planta 2 26.76 23.46 3.30 Zona 1 - Habitación 201 2.14 1.92 0.22 Zona 2 - Habitación 202 1.98 1.76 0.22 Zona 3 - Habitación 203 2.06 1.84 0.22 Zona 4 - Habitación 204 2.17 1.95 0.22 Zona 5 - Habitación 205 2.49 2.27 0.22 Zona 6 - Habitación 206 3.42 3.21 0.22 Zona 7 - Habitación 207 2.56 2.35 0.22 Zona 8 - Habitación 208 2.32 2.10 0.22

Zona 9 - Sala de Reuniones 1 2.68 2.09 0.59

P3 - Planta 3 30.96 27.62 3.34 Zona 1 - Habitación 301 2.10 1.88 0.22 Zona 2 - Habitación 302 1.98 1.76 0.22 Zona 3 - Habitación 303 2.06 1.84 0.22 Zona 4 - Habitación 304 2.17 1.95 0.22 Zona 5 - Habitación 305 2.49 2.27 0.22 Zona 6 - Habitación 306 3.42 3.21 0.22 Zona 7 - Habitación 307 2.56 2.35 0.22 Zona 8 - Habitación 308 2.61 2.39 0.22 Zona 9 - Habitación 309 2.76 2.54 0.22 Zona 10 - Habitación 310 2.47 2.25 0.22 Zona 11 - Habitación 311 2.61 2.39 0.22

Zona 12 - Acceso Teatro 2.09 1.36 0.72

Zona 13 - Habitación 312 1.65 1.44 0.22

(42)

P4 - Planta 4 35.94 32.88 3.06 Zona 1 - Habitación 401 2.10 1.88 0.22 Zona 2 - Habitación 402 1.98 1.76 0.22 Zona 3 - Habitación 403 2.06 1.84 0.22 Zona 4 - Habitación 404 2.17 1.95 0.22 Zona 5 - Habitación 405 2.49 2.27 0.22 Zona 6 - Habitación 406 3.42 3.21 0.22 Zona 7 - Habitación 407 2.56 2.35 0.22 Zona 8 - Habitación 408 3.93 3.72 0.22 Zona 9 - Habitación 409 2.69 2.47 0.22 Zona 10 - Habitación 410 2.68 2.46 0.22 Zona 11 - Habitación 411 2.68 2.46 0.22 Zona 12 - Habitación 412 2.71 2.49 0.22 Zona 13 - Habitación 413 2.81 2.59 0.22 Zona 14 - Habitación 414 1.65 1.44 0.22 P5 - Planta 5 35.72 32.66 3.06 Zona 1 - Habitación 501 2.10 1.88 0.22 Zona 2 - Habitación 502 1.98 1.76 0.22 Zona 3 - Habitación 503 2.06 1.84 0.22 Zona 4 - Habitación 504 2.17 1.95 0.22 Zona 5 - Habitación 505 2.49 2.27 0.22 Zona 6 - Habitación 506 3.42 3.21 0.22 Zona 7 - Habitación 507 2.56 2.35 0.22 Zona 8 - Habitación 508 3.93 3.72 0.22 Zona 9 - Habitación 509 2.64 2.42 0.22 Zona 10 - Habitación 510 2.64 2.42 0.22 Zona 11 - Habitación 511 2.64 2.42 0.22 Zona 12 - Habitación 512 2.64 2.42 0.22 Zona 13 - Habitación 513 2.78 2.56 0.22 Zona 14 - Habitación 514 1.65 1.44 0.22

(43)

(44)

(45)

P10 - Ático 1 33.73 31.11 2.62 Zona 1 - Habitación 1001 2.32 2.10 0.22 Zona 2 - Habitación 1002 2.08 1.87 0.22 Zona 3 - Habitación 1003 2.41 2.19 0.22 Zona 4 - Habitación 1004 2.69 2.47 0.22 Zona 5 - Habitación 1005 4.26 4.04 0.22 Zona 6 - Habitación 1006 3.85 3.63 0.22 Zona 7 - Habitación 1007 3.35 3.13 0.22 Zona 8 - Habitación 1008 2.74 2.52 0.22 Zona 9 - Habitación 1009 2.74 2.52 0.22 Zona 10 - Habitación 1010 2.74 2.52 0.22 Zona 11 - Habitación 1011 2.90 2.68 0.22 Zona 12 - Habitación 1012 1.65 1.44 0.22 P11 - Ático 2 18.71 12.72 6.00 Zona 1 - Gimnasio 18.71 12.72 6.00

(46)

2.4 S

ELECCIÓN DE FAN

-

COILS

Conocidos los requerimientos para invierno y para verano de las distintas zonas a climatizar, se procede a seleccionar los fan-coils necesarios. Los criterios de selección de los fan-coils son los siguientes:

• Deben de poder suministrar el calor necesario en invierno

• Deben de poder suministrar el frío necesario en verano

• Deben de poder compensar las cargas latentes en verano

• Deben de poder tratar el caudal de aire necesario todo el año

Utilizando estas restricciones se han seleccionado los fan-coils necesarios, todos de la gama FCH fabricados por BTU. Esta gama de fan-coils son para instalar en el falso techo de las zonas a climatizar. En las habitaciones se han instalado fan-coils con un funcionamiento silencioso para no molestar a los huéspedes. En el resto de zonas se han instalado los fan-coils necesarios para cumplir con los requisitos, he intentando seleccionar el menor número de modelos distintos para intentar reducir los costes de suministro, o para obtener un descuento por rápel. El número total de cada modelo de fan-coil seleccionado se puede ver en la siguiente tabla. A continuación de esta se encuentra una relación de las zonas del hotel y los fan-coils que se deben instalar en cada una de ellas.

Tabla 3- Fan-coils necesarios para la instalación

Modelo de fan-coil Cantidad

FCH-44/S 3

FCH-75/S 107

FCH-90/S 14

FCH-90/E 13

(47)

Tabla 4- Selección de fan-coils por zonas

Zona Fan-coil

PS - Sótano

Zona 1 - Área Climatizada 1 x FCH-90/S

PB - Planta Baja

Zona 1 - Lobby 4 x FCH-90/P

Zona 2 - Zona de Espera 1 x FCH-90/S

Zona 3 - Oficina 1 1 x FCH-44/S Zona 4 - Oficina 2 1 x FCH-44/S Zona 5 - Oficina 3 1 x FCH-44/S P1 - Planta 1 Zona 1 - Salón 1 5 x FCH-90/P

Zona 2 - Salón 2 3 x FCH-90/E

Zona 3 - Salón 3 2 x FCH-90/E

Zona 4 - Cocinas 2 x FCH-90/E

P2 - Planta 2 Zona 1 - Habitación 201 1 x FCH-75/S Zona 2 - Habitación 202 1 x FCH-75/S Zona 3 - Habitación 203 1 x FCH-75/S Zona 4 - Habitación 204 1 x FCH-75/S Zona 5 - Habitación 205 1 x FCH-75/S Zona 6 - Habitación 206 1 x FCH-90/S Zona 7 - Habitación 207 1 x FCH-75/S Zona 8 - Habitación 208 1 x FCH-75/S

Zona 9 - Sala de Reuniones 1 1 x FCH-75/S

(48)

P3 - Planta 3 Zona 1 - Habitación 301 1 x FCH-75/S Zona 2 - Habitación 302 1 x FCH-75/S Zona 3 - Habitación 303 1 x FCH-75/S Zona 4 - Habitación 304 1 x FCH-75/S Zona 5 - Habitación 305 1 x FCH-75/S Zona 6 - Habitación 306 1 x FCH-90/S Zona 7 - Habitación 307 1 x FCH-75/S Zona 8 - Habitación 308 1 x FCH-75/S Zona 9 - Habitación 309 1 x FCH-75/S Zona 10 - Habitación 310 1 x FCH-75/S Zona 11 - Habitación 311 1 x FCH-75/S

Zona 12 - Acceso Teatro 1 x FCH-75/S

Zona 13 - Habitación 312 1 x FCH-75/S P4 - Planta 4 Zona 1 - Habitación 401 1 x FCH-75/S Zona 2 - Habitación 402 1 x FCH-75/S Zona 3 - Habitación 403 1 x FCH-75/S Zona 4 - Habitación 404 1 x FCH-75/S Zona 5 - Habitación 405 1 x FCH-75/S Zona 6 - Habitación 406 1 x FCH-90/S Zona 7 - Habitación 407 1 x FCH-75/S Zona 8 - Habitación 408 1 x FCH-90/S Zona 9 - Habitación 409 1 x FCH-75/S Zona 10 - Habitación 410 1 x FCH-75/S Zona 11 - Habitación 411 1 x FCH-75/S Zona 12 - Habitación 412 1 x FCH-75/S Zona 13 - Habitación 413 1 x FCH-75/S Zona 14 - Habitación 414 1 x FCH-75/S

(49)

P5 - Planta 5 Zona 1 - Habitación 501 1 x FCH-75/S Zona 2 - Habitación 502 1 x FCH-75/S Zona 3 - Habitación 503 1 x FCH-75/S Zona 4 - Habitación 504 1 x FCH-75/S Zona 5 - Habitación 505 1 x FCH-75/S Zona 6 - Habitación 506 1 x FCH-75/S Zona 7 - Habitación 507 1 x FCH-75/S Zona 8 - Habitación 508 1 x FCH-90/S Zona 9 - Habitación 509 1 x FCH-75/S Zona 10 - Habitación 510 1 x FCH-75/S Zona 11 - Habitación 511 1 x FCH-75/S Zona 12 - Habitación 512 1 x FCH-75/S Zona 13 - Habitación 513 1 x FCH-75/S Zona 14 - Habitación 514 1 x FCH-75/S P6 - Planta 6 Zona 1 - Habitación 601 1 x FCH-75/S Zona 2 - Habitación 602 1 x FCH-75/S Zona 3 - Habitación 603 1 x FCH-75/S Zona 4 - Habitación 604 1 x FCH-75/S Zona 5 - Habitación 605 1 x FCH-75/S Zona 6 - Habitación 606 1 x FCH-75/S Zona 7 - Habitación 607 1 x FCH-75/S Zona 8 - Habitación 608 1 x FCH-90/S Zona 9 - Habitación 609 1 x FCH-75/S Zona 10 - Habitación 610 1 x FCH-75/S Zona 11 - Habitación 611 1 x FCH-75/S Zona 12 - Habitación 612 1 x FCH-75/S Zona 13 - Habitación 613 1 x FCH-75/S Zona 14 - Habitación 614 1 x FCH-75/S

(50)

P7 - Planta 7 Zona 1 - Habitación 701 1 x FCH-75/S Zona 2 - Habitación 702 1 x FCH-75/S Zona 3 - Habitación 703 1 x FCH-75/S Zona 4 - Habitación 704 1 x FCH-75/S Zona 5 - Habitación 705 1 x FCH-75/S Zona 6 - Habitación 706 1 x FCH-75/S Zona 7 - Habitación 707 1 x FCH-75/S Zona 8 - Habitación 708 1 x FCH-90/S Zona 9 - Habitación 709 1 x FCH-75/S Zona 10 - Habitación 710 1 x FCH-75/S Zona 11 - Habitación 711 1 x FCH-75/S Zona 12 - Habitación 712 1 x FCH-75/S Zona 13 - Habitación 713 1 x FCH-75/S Zona 14 - Habitación 714 1 x FCH-75/S P8 - Planta 8 Zona 1 - Habitación 801 1 x FCH-75/S Zona 2 - Habitación 802 1 x FCH-75/S Zona 3 - Habitación 803 1 x FCH-75/S Zona 4 - Habitación 804 1 x FCH-75/S Zona 5 - Habitación 805 1 x FCH-75/S Zona 6 - Habitación 806 1 x FCH-75/S Zona 7 - Habitación 807 1 x FCH-75/S Zona 8 - Habitación 808 1 x FCH-90/S Zona 9 - Habitación 809 1 x FCH-75/S Zona 10 - Habitación 810 1 x FCH-75/S Zona 11 - Habitación 811 1 x FCH-75/S Zona 12 - Habitación 812 1 x FCH-75/S Zona 13 - Habitación 813 1 x FCH-75/S Zona 14 - Habitación 814 1 x FCH-75/S

(51)

P9 - Planta 9 Zona 1 - Habitación 901 1 x FCH-75/S Zona 2 - Habitación 902 1 x FCH-75/S Zona 3 - Habitación 903 1 x FCH-75/S Zona 4 - Habitación 904 1 x FCH-75/S Zona 5 - Habitación 905 1 x FCH-75/S Zona 6 - Habitación 906 1 x FCH-90/S Zona 7 - Habitación 907 1 x FCH-75/S Zona 8 - Habitación 908 1 x FCH-90/S Zona 9 - Habitación 909 1 x FCH-75/S Zona 10 - Habitación 910 1 x FCH-75/S Zona 11 - Habitación 911 1 x FCH-75/S Zona 12 - Habitación 912 1 x FCH-75/S Zona 13 - Habitación 913 1 x FCH-75/S Zona 14 - Habitación 914 1 x FCH-75/S P10 - Ático 1 Zona 1 - Habitación 1001 1 x FCH-75/S Zona 2 - Habitación 1002 1 x FCH-75/S Zona 3 - Habitación 1003 1 x FCH-75/S Zona 4 - Habitación 1004 1 x FCH-75/S

Zona 5 - Habitación 1005 1 x FCH-90/E

Zona 6 - Habitación 1006 1 x FCH-90/S Zona 7 - Habitación 1007 1 x FCH-90/S Zona 8 - Habitación 1008 1 x FCH-75/S Zona 9 - Habitación 1009 1 x FCH-75/S Zona 10 - Habitación 1010 1 x FCH-75/S Zona 11 - Habitación 1011 1 x FCH-75/S Zona 12 - Habitación 1012 1 x FCH-75/S P11 - Ático 2

(52)

2.5 D

ISEÑO DE LAS REDES DE TUBERÍAS

Para diseñar la red de tuberías se han de calcular los requerimientos de cada equipo de tal forma que, al trazar dicha la red, se puedan determinar los caudales que circularán por cada tramo y así seleccionar los diámetros apropiados.

2.5.1 C

AUDALES DE AGUA NECESARIOS EN CADA FAN

-

COIL

Una vez decididos los fan-coils que serán instalados en cada local es necesario diseñar las redes de suministro, tanto de agua fría como de agua caliente, para abastecerlos y poder así climatizar el aire. El caudal necesario para cada equipo se ha calculado igualando la energía perdida (o ganada) por el agua y que debe de ser ganada (o perdida) por el aire. Para el cálculo se ha utilizando la especificación del fabricante de potencia térmica máxima, la capacidad calorífica del agua, el salto de temperatura esperado en el fan-coil, el caudal máximo de agua que puede pasar por el fan-coil y un factor de bypass para compensar la porción de aire que no llega a ser adecuadamente tratada por las baterías de calor o frío. La ecuación utilizada es la ecuación 11 presentada a continuación:

ݒሶ =_݂ ܧሶ

஻௉∗ ܿ௩∗ ∆ܶ

Ecuación 11- Caudal de agua requerido por un fan-coil

Donde:

- vሶ : Caudal volumétrico de agua requerido (dm3/s)

- Ė : Cantidad de energía transferida por unidad de tiempo (W)

- fBP : Factor de bypass (0.85 en estos cálculos)

- cv : Capacidad calorífica volumétrica del agua (J/dm3·ºC)

(53)

Los caudales necesarios para cada fan-coil, tanto de agua caliente como fría, se encuentran recogidos en la siguiente tabla.

Tabla 5- Caudales necesarios en cada fan-coil

Modelo de fan-coil Caudal caliente

(dm3/s) Caudal frío (dm3/s) FCH-44/S 0.0491 0.1354 FCH-75/S 0.0863 0.2355 FCH-90/S 0.1073 0.2976 FCH-90/E 0.1174 0.3368 FCH-90/P 0.1246 0.3650

2.5.2 C

AUDALES TOTALES

Sumando los valores de caudal necesarios para cada fan-coil se calcula el caudal máximo de agua que deberán de procesar las estaciones de calentamiento o enfriamiento del agua. Estos serán los mismos caudales que deberán de presurizar las bombas de la red de agua para garantizar su correcto funcionamiento. Los caudales totales de cada red son los siguientes:

Tabla 6- Caudales totales de las redes de agua

Red de agua Caudal máximo (dm3/s)

Caliente 13.53

Fría 37.43

2.5.3 D

IÁMETRO DE LAS TUBERÍAS

El diámetro de las tuberías se diseñó de tal manera que el flujo de agua, en condiciones de máximo caudal, no produjese vibraciones y ruidos molestos para los huéspedes del hotel. Con este fin se seleccionaron los diámetros de tubería que garantizasen que el flujo de agua no tuviese una velocidad superior a 1 m/s. En el caso de las bajantes, y por tratarse de caudales mucho mayores y consecuentemente diámetros mucho mayores, se permitió que la velocidad pudiese alcanzar valores de hasta 3 m/s.

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Para calcular el diámetro mínimo necesario para garantizar las condiciones establecidas se igualó el área transversal del tubo al cociente entre el caudal de agua y su velocidad. Utilizando el área obtenida se calcula el diámetro mínimo necesario.

ܦ = ඨ4000ݒሶ_ߨݒ

Ecuación 12- Diámetro de tuberías

Donde:

- D : Diámetro mínimo de la tubería (mm)

- vሶ : Caudal volumétrico de agua (dm3/s)

- v : Velocidad del agua en la tubería (m/s)

Utilizando esta ecuación se seleccionan las tuberías adecuadas para cada tramo de la red. A la salida de cada fan-coil se encuentran las tuberías más estrechas ya que son estos los puntos con menor caudal, y conforme se va acercando uno a la general y a la bomba de presión, las tuberías van ensanchando con cada caudal que se va sumando al ir incorporándose ramas de distribución.

Las tuberías más anchas que se instalarán en este proyecto son las tuberías denominadas DN-125 por la norma UNE 19-040 (diámetro interior de 129.7 mm). Con estas tuberías se garantiza una velocidad del agua de 1.02 m/s para el agua caliente y de 2.83 m/s para el agua fría en la tubería más ancha y con mayor caudal de la general. Se decidió utilizar este tamaño máximo de tubería para no sobrepasar los límites de velocidad preestablecidos y para no utilizar tuberías exageradamente grandes ya que estas deberán estar emplazadas en el patinillo de la pared.

La instalación de tuberías se muestra en el documento con todos los planos de la instalación, indicando además el diámetro de cada tramo en tablas adjuntas a

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2.5.4 A

ISLAMIENTO DE LAS TUBERÍAS

El espesor de aislamiento que se instalará recubriendo las tuberías se encuentra estipulado en el RITE, tablas 1.2.4.2.1 a 1.2.4.2.4. Para las tuberías de agua caliente de menor tamaño el recubrimiento deberá tener un espesor mínimo de 25 mm, alcanzando los 50 mm en las tuberías de mayor tamaño que transcurren por el exterior. En el caso del agua fría, el aislante deberá tener un espesor mínimo de 20 mm hasta un espesor de 60 mm en las tuberías exteriores de mayor diámetro. El aislamiento que se deberá instalar para cada tubería viene recogido en la siguiente tabla.

Tabla 7- Espesores de aislamiento para tuberías

Denominación

de tubería exterior (mm) Diámetro agua caliente (mm) Aislamiento para Aislamiento para agua fría (mm)

DN-10 17.2 35 20 DN-15 21.3 35 20 DN-20 26.9 35 20 DN-25 33.7 35 20 DN-32 42.4 30 30 DN-40 48.3 30 30 DN-50 60.3 30 30 DN-65 76.1 30 30 DN-80 88.9 30 30 DN-100 114.3 40 40

DN-125 139.7 50 ext. / 40 int. 60 ext. / 40 int.

Para las tuberías de DN-125 se diferencia entre sí transcurriesen a la intemperie (ext.) o en el interior del edificio (int.). En cualquier caso, las juntas del aislamiento deberán estar adecuadamente impermeabilizadas para evitar condensaciones interiores y que se filtre el agua de lluvia en caso de encontrarse estas a la intemperie.

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2.5.5 V

ÁLVULAS

Como ya se mencionó en la memoria descriptiva, a la llegada a cada nueva planta se instalarán válvulas para poder cerrar el paso a determinadas áreas sin comprometer el correcto funcionamiento del resto del sistema en caso de averías. Estas válvulas se encontraran localizadas fuera de las habitaciones, siempre en los falsos techos de pasillos o en zonas de servicio para evitar la posible manipulación de estas por parte de los huéspedes del hotel. Estas válvulas serán válvulas esféricas debido a su pequeño tamaño y facilidad de operación.

Por otra parte, se incorporarán válvulas de regulación de caudal en la entrada de cada fan-coil para garantizar que no pasa un caudal mayor al esperado en detrimento de otros fan-coils. Los fan-coils más alejados de la bomba tendrán unas caídas de presión mayores, y es por esto por lo que son imprescindibles las válvulas de regulación de caudal.

2.5.6 P

ÉRDIDAS DE CARGA EN LA RED DE TUBERÍAS

Al fluir el agua por las tuberías se producen pérdidas de carga como resultado del rozamiento del agua con las paredes de la tubería. Para que el agua pueda fluir a la velocidad necesaria y más importantemente, para que fluya por todas las ramas de la instalación, una bomba debe de poder presurizar el circuito. La presión que debe alcanzar el agua viene determinada por la rama de la instalación cuyas condiciones sean las más desfavorables. Para hallar la rama más desfavorable (la que mayor pérdida de carga tiene) se determinaron las pérdidas de carga por unidad de longitud de todas las tuberías en función de su caudal. Estos valores se hallaron en tablas existentes en el Manual Técnico de la Asociación de Fabricantes de Tubos y Accesorios.

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cargas se determinaron utilizando tablas que proporcionan una longitud equivalente de tubería para cada uno de estos elementos, según el diámetro de la tubería.

Con los valores de caída de presión de todos los elementos de la instalación se determinaron las caídas de presión máximas para las redes de agua caliente y de agua fría. Los valores calculados se corresponden con mitad de la red, ya que incorporan las pérdidas desde la bomba hasta el punto de consumo, por lo que se multiplicaron los valores máximos por dos para obtener las pérdidas en todo el circuito. Los valores resultantes son los siguientes:

Tabla 8- Pérdidas de carga en las redes de tuberías

Red de agua Pérdida de presión máxima (bar)

Caliente 1.03

Fría 1.42

2.5.7 S

ELECCIÓN DE BOMBAS

Las bombas seleccionadas para las dos redes de conductos son bombas normalizadas según la norma DIN-24255. Ambos pares de bombas son bombas centrifugas que permiten presurizar el caudal necesario a una presión ligeramente superior a la mínima. El fabricante elegido es Bomba Elías, y los modelos requeridos para cada red se encuentran en la Tabla 18. El resto de especificaciones se pueden consultar en el catálogo, adjunto en los anejos de este documento.

Tabla 9- Bombas seleccionadas para cada red

Red de agua Modelo de _Bomba funcionamiento Caudal de (dm3/s) Presión máxima correspondiente (bar) Caliente ACn 65-203 15 1.16 Fría ACn 80-261 39 15