PROYECTO FIN DE CARRERA
CLIMATIZACIÓN DE UN HOTEL
SITUADO EN TOLEDO
AUTOR: Luis Espejo Roqueta MADRID, Junio 2009
Entidad colaboradora: ICAI - Universidad Pontificia Comillas
RESUMEN DEL PROYECTO
Con el presente proyecto se pretende diseñar, calcular y establecer las condiciones técnicas y legales requeridas para implantar la refrigeración, calefacción y la ventilación de un edificio de pública concurrencia como es un hotel situado en Toledo. El sistema de refrigeración se ha diseñado teniendo en cuenta las condiciones climatológicas más desfavorables, asegurando así un correcto funcionamiento tanto en verano como en invierno.
El edificio en cuestión no tiene ninguna edificación colindante, por lo que las cuatro orientaciones dan al exterior. Está compuesto por once plantas, la primera es la recepción; en la segunda planta hay un restaurante con zona de fumadores y de no fumadores y una zona de descanso; en la tercera planta se encuentra el despacho del director, una oficina, una sala de juntas y ocho habitaciones; el resto de plantas están destinadas a habitaciones, siendo constructivamente iguales las plantas cuarta a octava. Se dispone de un total de ciento dieciséis habitaciones. En la azotea se situaran los equipos pertinentes necesarios para el acondicionamiento.
Las zonas a climatizar serán las que tengan una ocupación constante a lo largo del tiempo, sin considerar entre ellas las zonas comunes como pasillos, escaleras o distribuidores. Los aseos, almacenes y pasillos no serán climatizados pero si tendrán un sistema de extracción de aire, para mantener unas condiciones de higiene adecuadas y además impuestas por el R.I.T.E. Los valores de temperatura y humedad relativa considerados en el proyecto como valores de confort para el acondicionamiento de las distintas estancias han sido 24ºC en verano y de 22ºC en invierno, presentando en ambos casos una humedad relativa del 50%.
Para realizar los cálculos necesarios de las cargas térmicas que influyen en el edificio (transmisión, radiación solar, ocupación, equipos eléctricos e iluminación) se ha empleado el manual Carrier y la ayuda de su hoja de cálculo, para resolver el
consiguiendo así que las fugas sean de dentro a fuera.
A partir de los cálculos realizados se ha procedido a la selección los equipos que componen el sistema de refrigeración. Debido al diseño del sistema, es necesario contar con unos equipos de producción de agua caliente y de agua fría. Para la producción de agua caliente se ha seleccionado una caldera de 225 kW y para la producción de agua fría un equipo frigorífico de 254 kW. Ambos equipos se sitúan la cubierta del edificio.
Para realizar el acondicionamiento del hotel, se ha optado por utilizar climatizadores, para aquellas zonas más grandes y con una mayor demanda, y por el uso de fan-coils para aquellas otras con dimensiones más reducidas y con menos exigencias técnicas. La recepción y la segunda planta debido a su diseño arquitectónico y mayor afluencia de gente, se ha procedido a climatizar mediante climatizadores, equipos acordes para este tipo de estancias. Laconfiguración de los mismos es free-cooling en dos pisos. Están situados en la azotea. En cambio las habitaciones, sala de juntas, oficinas y despacho, son tratadas por fan-coils de cuatro tubos, para asegurar una total independencia. Debido a las características constructivas de estas zonas se han elegido dos tipos de fan-coil, unos tipo cassette y otros horizontales encastrables sin envolvente. Ambos tipos se ubican en los falsos techos.
Para la distribución de aire o ventilación, se ha utilizado el método de recuperación estática, que consiste en dimensionar los conductos de forma que el aumento de presión estática (debida a la reducción de velocidad) en cada rama compense las pérdidas por rozamiento en el tramo siguiente de manera que se vaya reduciendo la sección a medida que se reduce el caudal para recuperar presión y poder llegar al final del conducto con un rozamiento inferior, pero manteniendo siempre unos límites de velocidad y pérdidas. Los conductos bajan por los patinillos desde la cubierta ramificándose por los falsos techos hasta llegar a los equipos. Los conductos son rectangulares de chapa de acero galvanizado y aislados adecuadamente. Para
ventiladores. La expulsión a las diferentes estancias se hace a través de difusores, para las que presentan climatizador y mediante rejillas para las que presentan fan-coils. La expulsión y retorno de aire comienza en las rejillas dispuestas a tal efecto. El entramado de tuberías, encargado de proporcionar agua a los equipos, ha sido diseñado siguiendo las mismas directrices que en los conductos, variando los límites de velocidad y perdida de carga según el R.I.T.E. Igualmente en la cubierta se situaran cuatro bombas para la impulsión y retorno del agua fría y caliente, distribuidas dos a dos en paralelo para no cortar el suministro en caso de fallo o necesidad de mantenimiento.
Para obtener datos reales de los equipos y no solo teóricos se han consultado catálogos de fabricantes y se ha contactado con suministradores para obtener los modelos exactos de los equipos, sus características y los precios de estos para así poder desarrollar un presupuesto del sistema.
Con todo esto, queda definido el desarrollo del proyecto así como los datos más destacables de éste, quedando representado en los planos la instalación de impulsión y retorno de agua, la instalación de extracción e impulsión de aire, la distribución de los patinillos, así como la valvulería y equipos pertinentes.
El valor total de la ejecución es de noventa y seis mil novecientos sesenta y cinco euros con diecinueve céntimos de euro (396.965,19 €).
Autor: Espejo Roqueta, Luis
Director: Hernández Bote, Juan Antonio
Collaborating Entity: ICAI- Universidad Pontificia Comillas
ABSTRACT
The objective of this project is to establish the legal and technical conditions necessary to implement a climate control system in a Hotel building located in Toledo. The climate control system has been designed taking into account the most unfavorable weather conditions both in summer and winter.
The Hotel building has not any building near, so to have a good design it´s necessary count to the fourth cardinals points. The Hotel building is composed of eleven floors. The first floor is made up of the reception; the second floor is made up of the kitchen, a restaurant with a smoker and non-smoker zone, and a rest room; the third floor has eight rooms, a meeting room, a office and the director´s office; the rest of floors has room. The second to tenth floor make up the one hundred and sixteen bedrooms. The fourth to ninth floors have exactly the same size and distribution, while the rest differ due to the architecture. The eleventh floor, the rooftop, is used for the arrangement of the equipment.
The areas to be air-conditioned will be those that have a constant occupation over time, without considering common purpose areas like hallways, stairs or distributors. Corridor, Toilets and storage rooms are not air-conditioned but an air extraction system will be installed to have a healty atmosfear, besides because the new rules, describes on the new R.I.T.E., force us to do it. It is considered that the optimal conditions for comfort are 24 degrees Celsius in summer and 22 degrees Celsius in winter, in both cases with a relative humidity of 50%.
The next step was to study the architectural plans, construction materials and the thermal transmission of these elements, climate data from the area where the building
The Carrier manual and carefully elaborated Excel spreadsheets have been used for the calculation of the thermal loads affecting the building (transmission, radiation, occupation, electrical equipment and lighting). In the calculations of thermal loads the infiltration has not been considered, since the system was designed to overpressure the air-conditioned areas so that the leaks are from inside-out.
Based on the calculations the cooling and heating systems were selected. For the production of hot water the 225 kW boiler was selected, and for the production of cold water a 254 kW refrigerator. Both systems are setup on the building´s rooftop.
For the air-conditioning of the bedrooms four tube fancoils will be used, located in the false ceiling. Each fancoil will have input and output of both hot and cold water. Each fancoil will have a control system to regulate the temperature for each bedroom independently.
The first and the second room will be air condition with an independent climate control system that will be installed in the suspended ceiling. And it´s necessary another climate control system to prepare the outside´s air for the fan-coils
The meeting room, the office and the director´s office will also be air-conditioned by fancoils so as to make use of the system of pipes and ducts already installed in the building.
The air distribution was also designed following the Carrier manual and using the static recovery method that reduces or increases the diameter of the air ducts depending on the flow so as to always maintain the same speed and losses. The air ducts were lowered from the rooftop trough utility shafts and latter branched through
air.
The water pipe system has also been designed with the static recovery method. On the rooftop four water pumps, placed in parallel as a redundant system, will supply water to the fancoils, restaurant´s air conditioning, and bathroom water.
To complete the installation of valves, grilles and diffusers were chosen and installed.
The definition and methods to be considered in the execution and installation of the project are annexed.
The blueprints include: the water pipe and air duct installation for each of the floors, the water pipe and air duct installation for each of the utility shafts, the water heating system, the water cooling system, and a standard room installation.
Therefore, this report contains the main steps and features and blueprints for the installation of an air-conditioning system in a hotel located in Toledo.
The total value of the project execution is: three hundred and ninety six thousand nine hundred and sixty five euros and nineteen cents (396.965,19 €).
Author: Espejo Roqueta, Luis
Director: Hernández Bote, Juan Antonio
DOCUMENTO Nº 1, MEMORIA.
ÍNDICE GENERAL:
1.1 MEMORIA DESCRIPTIVA……….2
1.2 CÁLCULOS………...36
1.1 MEMORIA DESCRIPTIVA.
ÍNDICE:
1.1.1 OBJETO DEL PROYECTO………...5
1.1.2 DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO………..6
1.1.3 DATOS DE PARTIDA………..8 1.1.3.1 CONDICIONES INTERNAS………8 1.1.3.2 CONDICIONES EXTERNAS………9 1.1.3.3 CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS………10 1.1.3.4 CONDICIONES DE USO………11 1.1.3.4.1 NIVEL DE OCUPACIÓN……….11 1.1.3.4.2 NIVELES DE ACTIVIDAD………..12 1.1.3.4.3 CARGAS ELÉCTIRCAS………...13 1.1.3.5 CAUDALES DE VENTILACIÓN………..13 1.1.4 CÁLCULO DE CARGAS………...14
1.1.4.1 CÁLCULO DE CARGAS DE VERANO………...15
1.1.4.2 CÁLCULO DE CARGAS DE INVIERNO………15
1.1.5 DESCRIPCCIÓN DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN………..16
1.1.6 CRITERIOS DEL DISEÑO DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN……17
1.1.7 EQUIPOS QUE CONSTITUYEN EL SISTEMA………..20
1.1.7.1 FAN COILS………...20
1.1.7.2 CLIMATIZADORES………21
1.1.7.4 CONDUCTOS DE AIRE………..25 1.1.7.5 TUBERÍAS DE AGUA……….27 1.1.7.6 DIFUSORES………..29 1.1.7.7 REJILLAS………...29 1.1.7.8 VENTILADORES……….30 1.1.7.9 BOMBAS………31 1.1.7.10 CALDERA………...31 1.1.7.11 ENFRIADORA………32 1.1.7.12 ELEMENTOS AUXILIARES……….33 1.1.8 BIBLIOGRAFÍA………...34
1.1.1 OBJETO DEL PROYECTO.
El presente proyecto tiene por objeto el diseño del sistema de climatización
de un hotel situado en Toledo, cumpliendo las condiciones técnicas y legales
requeridas para este tipo de instalaciones, según el apéndice 07.1 del nuevo
Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE), aprobado por
el Real Decreto 1027/2007.
Para completar el diseño del sistema de climatización hay que diseñar los
subsistemas de refrigeración, calefacción y ventilación, cuyo funcionamiento
debe ser ininterrumpido durante todo el año debido a la naturaleza del
edificio.
Establecido el marco del proyecto cabe destacar que no se tendrá en cuenta
ninguna otra instalación que no sea de la climatización, es decir, por ejemplo
la fontanería del edificio, ya que la producción de agua caliente sanitaria no
está relaciona con la producción de agua caliente para climatización.
La presente memoria descriptiva pretende ser lo más clara y concisa posible,
en cuanto a la descripción del funcionamiento de la instalación de
climatización así como los cálculos necesarios basándose en las condiciones
arquitectónicas y climatológicas correspondientes.
Las explicaciones más técnicas quedar recogidas en el pliego de condiciones,
económico en el presupuesto y la implantación de la instalación queda
reflejada en los planos.
El presente proyecto se ha ayudado del Manual de Carrier, manual
extensamente utilizado en el ámbito de la climatización.
1.1.2 DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO.
El edificio objeto de este proyecto es una edificación de once plantas, con un
total de 2500 m2, repartidos en un total de 116 habitaciones. Las plantas
cuarta a novena, ambas incluidas, presentan una distribución arquitectónica
idéntica. El resto de plantas son diferentes debido a las estancias que alojan.
La distribución de las distintas estancias por planta es la siguiente:
PLANTA ACCESO – RECEPCIÓN − Recepción
PLANTA PRIMERA
− Restaurante (fumadores y no fumadores).
− Cocina.
− Aseos Restaurante.
− Zona descanso.
PLANTA SEGUNDA − 8 Habitaciones.
− Oficinas de Administración.
− Oficina del Director.
− Sala de Juntas.
− Almacén de planta.
PLANTA TERCERA − 12 Habitaciones.
− Almacén de planta.
PLANTA CUARTA A NOVENA − 14 Habitaciones. − Almacén de planta. PLANTA DÉCIMA − 12 Habitaciones. − Almacén de planta. PLANTA CUBIERTA − Maquinaria.
Todas las plantas tienen 4 m de altura, excepto la recepción que tiene 5m.
En el centro de cada planta se encuentran los ascensores y las escaleras
centrales al lado de un patio interior común a todas las plantas menos la baja,
donde se sitúa la recepción. Además de las escaleras centrales el hotel
1.1.3 DATOS DE PARTIDA.
1.1.3.1 CONDICIONES INTERNAS.
Las condiciones internas impuestas por el Reglamento de Instalaciones
Térmicas en los Edificios (R.I.T.E.) en la instrucción técnica IT 1.1.4.1.2 se
presentan en la Tabla 1.
Estación Temperatura [°C] Humedad relativa[%]
Verano 23-25 45-60
Invierno 21-23 40-50
Tabla 1. Condiciones interiores de diseño [RITE07].
Dado que existe una horquilla de valores, se debe elegir unos valores en
concreto para realizar los cálculos necesarios. Los valores escogidos para
dichos cálculos son los mostrados por la Tabla2.
Estación Temperatura [°C] Humedad relativa[%]
Verano 24 50
Invierno 22 50
1.1.3.2 CONDICIONES EXTERNAS.
Los valores adoptados como condiciones exteriores de cálculo de este
proyecto se muestran en las Tablas 3. Las cuáles son las propias de la ciudad
de Toledo dentro del percentil del 97,5%.
Verano
Temperatura bulo seco [ºC] 34
Temperatura bulbo húmedo [ºC] 21.8
Humedad relativa [%] 34
Variación diurna [ºC] 16
Invierno
Temperatura bulo seco [ºC] -4
Temperatura bulbo húmedo [ºC] -7
Tabla 3. Condiciones externas de Toledo en invierno [CARR03].
Otros parámetros de la ciudad de Toledo necesarios para el desarrollo de los
cálculos se pueden observar en la Tabla 4.
Altitud [m] 540
Latitud [°] [‘] 39 51
Calidad de aire exterior ODA 1
1.1.3.3 CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS.
Las características constructivas del edificio a estudio, en este caso el hotel,
son las que se presenta a continuación.
− Altura de recepción 5 m.
− Altura por planta de 4 m.
− Falso techo por planta de 0,75 m.
− Altura útil por planta 3,25 o 4,25 m.
− Muro exterior de peso medio 300 Kg/m2.
− Muro exterior de color medio.
− Las ventanas tienen un cristal de doble de vidrio de 6 mm de espesor.
− El color del vidrio de las ventanas es azul.
− El marco de las ventanas de material metálico.
− Las ventanas tienen cortinas de tela interiores.
− El color de las cortinas interiores es claro.
− Dimensión vertical de las ventanas de la recepción 4 m.
− Dimensión vertical de resto de ventanas 2 m.
− Dimensión vertical de las puertas de habitaciones 2 m.
− Dimensión vertical de las puertas del baño de las habitaciones 2 m. Los coeficientes de transmisión térmica (K) según los materiales utilizados en
Elemento constructivo K [Kcal/h m2 ºC] Cristales 2,70 Muros exteriores 0,7 Techo exterior 0,65 Particiones 1,35 Suelos interiores 1,1 Suelos exteriores 1,2 Cubierta-Techos LNA 2,1 Puertas habitación 1,5 Puertas baño 1,6
Tabla 5. Coeficientes de transmisión térmica de cada cerramiento.
1.1.3.4 CONDICIONES DE USO.
1.1.3.4.1 NIVEL DE OCUPACIÓN.
El nivel de ocupación considerado para cada una de las estancias del edificio
a estudio se muestra en la siguiente tabla.
Estancia Número de personas
Recepción 6 m2/persona
Restaurante no fumadores 42 personas /zona
Habitaciones 2 personas/habitación
Oficina de administración 7 m2/persona
Oficina del director 1 persona/oficina
Sala de juntas 15 personas/sala
Tabla 6. Niveles de ocupación por estancia del hotel.
1.1.3.4. 2 NIVEL DE ACTIVIDAD.
Modela el calor disipado por cada persona. Va a depender de la temperatura
ambiente, del grado de actividad y metabolismo medio, se distinguen dos
formas distintas de calor:
− Sensible: Por el incremento de temperatura existente entre el cuerpo humano y el exterior, a humedad especifica constante.
− Latente: consiste en aumentar la humedad absoluta del ambiente debido a los valores desprendidos por el cuerpo humano a
temperatura constante.
Los anteriores valores considerados por persona con metabolismo medio de
113 [Kcal/h] son los indicados por la tabla siguiente.
Restaurante Sentado 71 68
Resto Sentado, marcha lenta 61 52
Tabla 7. Calores sensible y latente por persona a 24°C [CARR03].
Los calores en el restaurante son mayores para considerar el calor
desprendido por los platos.
1.1.3.4.3 CARGAS ELÉCTRICAS.
Se considera un aporte energético debido al alumbrado del hotel en todas sus
zonas de 25 W/m2. La presencia de equipos eléctricos se modela con el
aporte máximo energético de 5 W/m2 en todas las estancias del hotel.
1.1.3.5 CAUDALES DE VENTILACIÓN.
Según la IT 1.1.4.2.3 del RITE, se debe asegurar un caudal mínimo de aire
exterior, para mantener unas condiciones de bienestar y de higiene. El
resultado de estas exigencias para cada estancia se muestra en la tabla
siguiente.
Zona Categoría l/s persona
Común hotel IDA 2 12,5
Habitación IDA 3 8
Restaurante Fumador - 16
Sala juntas , Oficinas IDA 2 12,5
Tabla 8. Categoría de la zona a climatizar y exigencia de caudal de ventilación.
Las zonas de fumadores no tienen ninguna categoría específica, pero es
exigido que el caudal de ventilación sea como mínimo el doble de la zona
como si no fuera de fumadores. Por tanto se observa que el restaurante de
fumadores presenta una renovación de 8 litros por segundo y persona, lo que
hace que el restaurante de fumadores sea de 16.
1.1.4 CÁLCULO DE CARGAS
Con los parámetros definidos en los apartados anteriores se puede proceder
a realizar los cálculos de las cargas térmicas de cada una de las zonas del
hotel. Estos cálculos se tienen que realizar bajo la condición más
desfavorable.
Se tiene que hacer la distinción entre las cargas que se producen bajo las
condiciones de verano y las cargas en condiciones de invierno.
Sólo se consideran las cargas que se opongan al efecto buscado por el sistema
1.1.4.1 CÁLCULO DE CARGAS DE VERANO
Bajo condiciones de verano la condición más desfavorable no es cuando
existe la mayor diferencia de temperatura entre interior y exterior, esto es
debido al efecto de la radiación solar. Por tanto para el cálculo de las cargas
de verano se realizará un cálculo iterativo para estimar la hora y el mes más
desfavorables para las condiciones de proyecto seleccionadas, en función de
la orientación de cada uno de los locales. De cada local se calcularán los
valores de radiación solar, transmisión (muros, techos, cristales y
particiones), ocupación, iluminación y equipos. La infiltración no se va a
considerar porque se va a evitar eliminándola, haciendo que exista una
sobrepresión en el interior de las zonas climatizadas parar evitar que entren
flujos de aire no deseados.
Una vez conocida la condición más desfavorable se asegurará que los
equipos podrán satisfacer las necesidades de refrigeración para cualquier
época del año.
1.1.4.2 CÁLCULO DE CARGAS DE INVIERNO
La condición más desfavorable en condiciones de invierno sí se considera
cuando existe la mayor diferencia de temperatura entre el interior y el
exterior. En este cálculo sólo se ha considerado la transmisión, ya que tanto la
radiación solar, ocupación, iluminación y equipos son favorables en invierno,
en cuenta, teniendo así un margen mayor de seguridad. De este modo se
asegura que en las condiciones más desfavorables de proyecto, es decir
cuando arranque el sistema antes de la jornada y aún no haya ocupación, ni
estén encendidos los equipos, el equipo pueda responder a las necesidades
del local que serán las indicadas anteriormente para cada uno de los locales.
Los locales tendrán una sobrepresión, por lo que la infiltración no será tenida
en cuenta.
1.1.5 DESCRIPCCIÓN DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN.
El sistema de ventilación es una parte importante del sistema de
acondicionamiento del hotel, pues es el encargado de aportar el aire
necesario a todas las estancias en las condiciones apropiadas para alcanzar la
temperatura deseada, así como para cumplir con la normativa en cuanto a
salubridad y bienestar, renovando el aire.
Las habitaciones, sala de juntas, oficina de administración y el despacho de
director, que presentan fan-coils, es el climatizador de aire exterior el
encargado de cumplir con ventilación y para ello se ayuda de sus propios
ventiladores y toda la red de conductos. Y para la recepción, restaurante y
1.1.6 CRITERIOS DEL DISEÑO DEL SISTEMA DE
CLIMATIZACIÓN
Se valoraron tres opciones principalmente para llevar a cabo la climatización
del edificio, estas opciones son sistemas todo agua, aire-agua y todo aire.
La decisión atienda a las características constructivas del edificio, a la
afluencia de gente en cada estancia y las actividades realizadas en ellas, pues
el resultado de estos valores influirá en las exigencias técnicas que debe
cumplir el sistema de climatización.
Por estas razones se han elegido sistemas todo agua, es decir, fan-coils para
las habitaciones, sala de juntas, oficina de administración y despacho del
director. Estas zonas son de dimensiones y niveles de ocupación adecuadas
para estos sistemas.
Para la recepción y toda la segunda planta, en la que se encuentran los
restaurantes, y una zona común de descanso; se ha elegido para el
acondicionamiento sistemas todo aire, o también llamados climatizadores.
Estas zonas son de unas dimensiones mayores y con una ocupación mayor,
lo que hace que se necesite una solución más potente. Los sistemas todo aire
elegidos son equipos mucho mayores y potentes que los fan-coil, pero
presentan ciertos factores negativos, como puede ser que requiere de una
instalación más compleja ya que distribuye el aire a alta presión, las labores
de reparación y mantenimiento son más caras y complicadas, ya que deben
cuenta que en un hotel una de las características principales es el confort, no
se puede prescindir de la climatización y por tanto esto también ayuda a la
hora de elegir sistemas todo agua para las habitaciones.
Para ello se ha provisto al edificio de una producción centralizada de agua
caliente y fría destinada a climatización así como de todo el entramado de
tuberías que suministran agua a los diferentes equipos para que realicen la
transmisión de calor con el aire y adaptarlo a los requisitos exigidos.
Incluirá además un sistema de suministro y extracción de aire, que al igual
que el de tuberías será el mismo para verano e invierno.
La producción de agua caliente será llevada a cabo por una caldera situada
en la cubierta del edificio. El agua entra en la caldera a 45ºC saliendo a 50ºC.
El alcance de este proyecto no contempla el suministro ni distribución del
combustible necesario para la caldera, se limitara a dimensionar la misma.
La producción de agua fría correrá por parte de uno grupo frigoríficos
igualmente situados en la cubierta. El agua entra al grupo frigorífico a una
temperatura de 12 ºC abandonándolo a la temperatura de 7ºC.
Se debatió la posibilidad de generar el agua fría y caliente por medio de una
bomba de calor ubicada igualmente en el tejado, pero la experiencia que se
tiene es que en climas tan secos el rendimiento de estas es bajo y no se
consideran rentables.
El agua de la caldera y grupo frigorífico será impulsada por las tuberías por
retorno. Estas bombas van duplicadas para prever posibles averías, para no
interrumpir el suministro cuando haya que realizar labores de
mantenimiento.
Todo el sistema está provisto de la valvulería necesaria para el buen
funcionamiento y control de los equipos, así como para el seccionamiento del
sistema para poder realizar el mantenimiento de una forma adecuada.
Los conductos de aire y tuberías de agua se distribuirán desde la cubierta
bajando por los patinillos a cada planta del edificio y ramificándose por el
falso techo de cada planta hasta cada habitación.
Para terminar esta pequeña descripción se comentan ciertas características de
los equipos elegidos.
Los fan-coils seleccionados son a cuatro tubos para climatizar las distintas
estancias. Con esto conseguimos que cada habitación tenga un control
independiente de la temperatura de la misma, con lo que se consigue las
condiciones de confort requeridas por cada usuario independientemente a
otros usuarios y pudiendo ahorrarse energía en caso de que la habitación este
desocupada.
Para los climatizadores seleccionados se ha elegido la configuración
free-cooling en dos pisos pues va a suministrar gran cantidad de aire en las
mismas condiciones, cuyo aire ya tratado se distribuirá por la sala por medio
El sistema se ajusta a lo requerido por el nuevo R.I.T.E., como se puede
apreciar en apartado pliego de condiciones.
1.1.7 EQUIPOS QUE CONSTITUYEN EL SISTEMA.
Los equipos que conforman el sistema completo de climatización son los
siguientes:
− 119 fan coils.
− 2 climatizadores.
− 1 climatizador de aire exterior.
− 1 equipo frigorífico.
− 1 caldera.
− 4 electrobombas (duplicadas).
− 26 Difusores.
− Conductos, tuberías, válvulas.
A continuación se describen los diferentes equipos que constituyen el sistema
de climatización que en este proyecto se incluyen así como algunas
consideraciones de diseño.
1.1.7.1 FAN-COILS.
Los fan-coils son los encargados de acondicionar las estancias con menos
menos afluencia de gente. Se instalaran en las habitaciones, sala de juntas,
oficina de administración y despacho del director.
Se instalan fan-coils a cuatro tubos (agua fría y caliente, tanto de entrada
como salida). Debido a las características constructivas del edificio son todos
fan-coils horizontales para instalarlos en los falsos techos de cada planta.
Son marca Airwell y los hay de dos tipos, los primeros tipo AHN encastrable
horizontal y sin envolvente, y los segundos tipo cassette K-OG. Y dentro de
ellos los hay de diferentes modelos, para adecuarse a las condiciones
exigidas. Se ha hecho esta diferenciación debido a las diferencias existentes
en los falsos techos de las habitaciones y despacho del director con los falsos
techos de sala de juntas y oficina de administración.
Los modelos AHN presentan una batería principal con dos filas de frio y una
batería complementaria con una fila calor.
1.1.7.2 CLIMATIZADORES.
Los climatizadores van a ser los encargados de climatizar dos zonas
principalmente, la recepción, y toda la segunda planta del edificio, que
constara de la zona de descanso, y los dos comedores el destinado a no
fumadores y el de fumadores.
En los ambos casos se ha elegido la configuración free-cooling en dos pisos y
unidad de humectación de fibra de vidrio, filtro, silenciador y ventilador de
impulsión y retorno.
Los modelos se pueden diseñar para diferentes velocidades de aire, siendo
todas ellas caracterizadas por ser de valores bajos con un rango comprendido
entre 1,5 y 3,5 m/s. La elección de la velocidad marcará el caudal de
impulsión de la máquina y esté a su vez el resto de parámetros que se
observan a continuación. Interesando que sea lo menor posible para evitar
elevados ruidos.
Las temperaturas a la entrada tanto en las condiciones de verano e invierno
se calcularan en el apartado 1.2.3.1, y se muestran a continuación.
Las temperaturas de entrada/salida del agua, en invierno y verano son
7/12°C y 45/50 °C.
Los filtros tienen que cumplir unas condiciones especificadas en el R.I.T.E.,
particularmente en la IT 1.1.4.2.4. Y el resultado es función del la exigencia de
caudal de ventilación de aire exterior (Tabla 8), y de la calidad de aire
exterior (Tabla 4). Para ambos climatizadores se ha elegido filtro compacto
tipo F759, es decir tipo F9 exigido.
Características:
• Recepción.
− Modelo TKM-50/3
− Velocidad del aire 3 m/s.
− Bomba de calor de 2 filas.
− Caudal agua caliente 2939 l/h.
− Potencia calorífica 14669 Kcal/h.
− Temperatura impulsión 30,4°C.
− Bomba de frío de 6 filas.
− Caudal agua fría 3404 l/h.
− Potencia frigorífica 17021 Kcal/h.
− Temperatura impulsión 12,7°C.
• Segunda planta.
− Modelo TKM-50/6.
− Velocidad del aire 2 m/s.
− Caudal aire impulsión 9450 m3/h.
− Bomba de calor de 3 filas.
− Caudal agua caliente 10886 l/h.
− Potencia calorífica 54432 Kcal/h.
− Temperatura impulsión 35°C.
− Bomba de frío de 8 filas.
− Caudal agua fría 17626 l/h.
− Potencia frigorífica 88128 Kcal/h.
Todos estos parámetros de los equipos cumplen las exigencias máximas
calculadas en el apartado 1.2.3.1.
1.1.7.3 CLIMATIZADOR DE AIRE EXTERIOR.
En aquellos locales en los que se ha dispuesto un fan-coil será necesario el
climatizador de aire exterior. La razón es la siguiente, los fan-coil
seleccionados como se puede ver en el apartado anejos (1.3.2) necesitan unas
condiciones de temperatura para el aire de aire exterior que entra en ellos,
estas condiciones no se cumplen si el aire proviene directamente del exterior,
esta es la razón por la que se requiere este climatizador.
El climatizador se diseña para varias estancias, siendo el caudal de impulsión
el mismo que el de ventilación de cada local.
Las características del equipo elegido son las siguientes:
− Modelo TKM-50/5.
− Velocidad del aire 3,4 m/s.
− Caudal aire impulsión 12000 m3/h.
− Bomba de calor de 3 filas.
− Temperatura impulsión 23,2°C.
− Caudal agua caliente 16626 l/h.
− Bomba de frío de 8 filas.
− Caudal agua fría 13461 l/h.
− Potencia frigorífica 67306 Kcal/h.
− Temperatura impulsión 20,2°C.
1.1.7.4 CONDUCTOS DE AIRE.
El cálculo de conductos de aire tiene por objeto determinar las dimensiones
de cada uno de los tramos, conocer su pérdida de carga, y verificar que el
ventilador es capaz de generar la suficiente presión para que circule el aire
requerido en el proyecto.
Los conductos empleados para la climatización serán rectangulares, el
material empleado será acero galvanizado, con su aislamiento
correspondiente.
Aunque hay varios métodos para calcular conductos de aire, se va emplear el
método de recuperación estática. Este método consiste en dimensionar el
conducto de forma que el aumento de presión estática (debida la ganancia a
la reducción de velocidad) en cada rama compense las pérdidas por
rozamiento en el tramo siguiente. De esta forma la presión estática será la
misma en cada boca y al comienzo de cada rama. La presión estática se
considera menor en todo caso a 0,012 mm.ca/m y se considera una
Se ha dispuesto de una red de conductos para suministrar aire de ventilación
a todos los elementos del sistema de climatización así como de extracción de
aire para dotar de calidad al aire de las habitaciones y zonas comunes.
El aire que atraviesa las rejillas de extracción lo hace debido a la sobrepresión
que se genera para evitar las infiltraciones y también debido a la depresión
generada por los ventiladores de extracción.
Las extracciones de las habitaciones se realizaran en el baño, y en la sala de
juntas, oficina de administración y despacho de director se realizan en la
misma habitación.
En zonas comunes, como son los pasillos, se ha dispuesto en el techo rejillas
para la extracción del aire, y asegurar la calidad del aire. Se dispone de una
hilera de rejillas separas entre sí la altura de la planta.
Se ha tratado de configurar una red lo más sencilla posible, centralizada en la
cubierta, y se ramifican por la superficie de esta hasta los patinillos por
donde bajan a las distintas plantas. En cada planta se producen nuevas
1.1.7.5 TUBERÍAS DE AGUA.
Se realizará un circuito cerrado de tuberías, común para los climatizadores y
para los fan-coil. Se tendrán dos circuitos independientes de tuberías, una
para el agua fría (refrigeración) y para la caliente (calefacción).
La distribución muy parecida a la de los conductos, partiendo de la caldera y
el equipo frigorífico y ramificándose por la cubierta hasta los patinillos y de
ahí a los fan-coils y climatizadores, el retorno es también por los patinillos
volviendo así a los equipos que les devuelvan las características deseadas.
Los sistemas de ida y vuelta son exactamente iguales ya que no hay pérdidas
de caudal. Pero los circuitos de agua caliente y fría no son iguales debido a
las diferencias de caudal.
La instalación dispondrá de vasos de expansión (debido al incremento de
temperatura sufrido por el agua a su paso por la caldera y la enfriadora) para
evitar los posibles inconvenientes derivados del cambio de fase del agua,
bridas de desmontaje, válvulas que aíslen los diferentes elementos del resto
del sistema y tapones de vaciado en los lugares oportunos, de manera que el
desmontaje de los grupos frigoríficos, climatizadores o bombas sea fácil y no
haya que vaciar todo el sistema para ello.
Además, se instalarán también termómetros a la entrada y salida de la
batería, y manómetros en la impulsión y aspiración de las bombas.
− Temperatura de entrada del agua a equipos 7 ºC.
− Incremento de temperatura en el agua 5 ºC.
− Temperatura de salida de equipos 12°C.
En el sistema de tuberías de calefacción se tienen las siguientes temperaturas:
− Temperatura de entrada del agua a equipos 50 ºC.
− Incremento de temperatura en el agua 5 ºC.
− Temperatura de salida de los equipos 45°C.
La regulación del caudal de entrada a los fan-coil se realizará mediante
válvulas de tres vías, que nos permitirán el paso de una mayor o menor
caudal a nuestro equipo en función de las necesidades de refrigeración y
térmicas en nuestro local dependiendo de los distintos valores de cargas que
se puedan dar en las diferentes horas del día.
Los criterios de selección para las tuberías serán que la velocidad nunca sea
superior a 2,1 m/s y que la pérdida de carga máxima permitida por metro
lineal de tubería será de 25 mm.c.a.
El material empleado para toda la red de tuberías del hotel es acero negro no
1.1.7.6 DIFUSORES.
Los difusores son los encargados de impulsar el aire de los climatizadores,
para que se reparta por toda la zona objeto de climatizar. Estos difusores
están colocados en los falsos techos. Se utilizan difusores rotacionales tipo
VDW-R marca TROX.
Para cada zona se seleccionan todos los difusores del mismo tipo, en función
del caudal total a impulsar se elige el número necesario. También se tiene en
cuenta los dB que producen para que no resulten molestos.
Están distribuidos siempre de la forma más simétrica posible en nuestro
local.
1.1.7.7 REJILLAS.
Las rejillas tienen diferentes funciones, estas funciones son la de impulsión,
retorno y extracción. Dependiendo de la función se elige un tipo u otro. Para
aquellas destinadas a impulsión se instalan las tipo ASL, y para retorno y
extracción las tipo AH, todas ellas marca TROX.
En las habitaciones y despacho del director, que tienen fan-coils tipo AHN,
necesitan los tres tipos de rejilla. La sala de juntas y oficinas de
administración, con fan-coils tipo cassette sólo se necesita rejilla de extracción
debido a que tiene incluidas las rejillas de impulsión y retorno. Para la
mediante equipo climatizador, es preciso instalar rejillas de extracción y
retorno.
El número de rejillas necesario para cada local vendrá dado en función del
caudal que las atraviesa y el tamaño seleccionado para la rejilla en cada caso.
Su disposición en el local no tiene porque ser simétrica por lo que se
dispondrá de la forma más conveniente. Para el retorno de los fan-coil AHN
el lugar ideal así como el único debido al diseño del fan-coil es junto debajo.
Las rejillas de extracción de las habitaciones se sitúan en los cuartos de baño.
1.1.7.8 VENTILADORES.
Tanto el ventilador de impulsión como el de retorno tienen suficiente
potencia para vencer las pérdidas de carga que se producen desde el exterior
hasta las zonas interiores. Estas pérdidas de carga son las propias de los
conductos, los codos, bifurcaciones, las propias de los equipos, las que se
producen en las válvulas (etc...) y las del final del sistema de ventilación, los
difusores para climatizadores y rejillas para los fan-coils.
En el caso de las zonas acondicionadas con climatizadores, el ventilador de
impulsión se diseña teniendo en cuenta el caudal de impulsión al local y las
mayores pérdidas de carga que se producen hasta al difusor más alejado de
este. Y en el caso de climatización con fan-coils teniendo en cuenta la mayor
El ventilador de retorno se diseña teniendo en cuenta el caudal extracción,
que será la suma de los caudales de expulsión y de retorno, y considerando
la mayor pérdida de carga desde la rejilla más alejada al climatizador.
Los ventiladores forman parte del climatizador de aire exterior, para las
zonas con fan-coils y los climatizadores para la recepción, restaurante y zona
de descanso.
1.1.7.9 BOMBAS.
Las bombas se han diseñado para cada uno de los cuatro circuitos de la
instalación. Para los fan-coils y climatizadores se han considerado los
caudales necesarios para los circuitos de frío y de calor.
Las bombas se han diseñado considerando la mayor pérdida de carga que se
produce en los circuitos de tuberías, y que se producirá desde la batería del
fan-coil o del climatizador más alejada hasta la bomba.
En total se han dispuesto cuatro bombas, impulsión y retorno para circuito
de frío y circuito de calor. Y se han doblado para prevenir posibles averías y
para poder realizar labores de mantenimiento. Las bombas instaladas son de
la marca EBARA modelo ENR 50-200.
1.1.7.10 CALDERA.
La potencia que esta caldera tiene es la necesaria para poder calentar toda el
agua del circuito cerrado de agua caliente. Este circuito comprende toda la
red que alimenta a los fan-coils de las habitaciones y a los climatizadores.
A la caldera entra el agua a 45ºC saliendo de ella a 50ºC y de ahí se distribuye
por las tuberías hasta los fan-coils y climatizadores.
Al circuito cerrado de agua caliente se le ha provisto de un deposito de
expansión para mantener el nivel de presión adecuado, y asegurar su
correcto funcionamiento. Además el sistema está provisto de la valvulería
adecuada para el control de flujo en caso de avería o recambio de elementos.
La caldera es de la marca Pironox LRP-NT 7 de 225 kW, incluye quemador
de dos llamas de combustible que es gas natural.
1.1.7.11 ENFRIADORA.
La enfriadora se diseñará en función de las necesidades de refrigeración del
hotel. La potencia que esta enfriadora tiene es la necesaria para poder enfriar
toda el agua del circuito cerrado de agua fría. Este circuito comprende toda la
red que alimenta a los fan-coils de las habitaciones y a los climatizadores.
A la enfriadora entra el agua a 12ºC saliendo de ella a 7ºC y de ahí se
distribuye por las tuberías hasta los fan-coils y climatizadores.
Al circuito cerrado de agua fría también se le ha provisto de un deposito de
correcto funcionamiento. Además el sistema está provisto de la valvulería
adecuada para el control de flujo en caso de avería o recambio de elementos.
La enfriadora es de la marca Carrier 30RB262, con una potencia frigorífica de 254 kW.
1.1.7.12 ELEMENTOS AUXILIARES. • Compuerta cortafuegos:
En aquellas zonas que sean de seguridad en caso de incendio y estén
atravesadas por conductos de impulsión o retorno del aire se dispondrá de
compuertas cortafuegos.
• Válvulas de interrupción y regulación:
En todos los fan-coils, climatizadores, equipos de refrigeración, calderas y
bombas se dispondrán de válvulas de interrupción y regulación, que nos
permitirán regular el caudal necesario que debe pasar por la tubería hasta la
batería de frío o de calor del equipo. Estás válvulas vendrán con sistema de
memorización mecánica de posición.
• Válvulas de corte:
Serán necesarias para todos los equipos disponer de válvulas de corte. Se
dispondrán válvulas de bola para tuberías menores de DN50 y válvulas de
mariposa para tuberías mayores de DN65.
La regulación del caudal necesario en cada momento en las baterías de los
fan-coils y climatizadores se realizará mediante el empleo de válvulas de tres
vías.
• Filtros:
En todos los equipos será necesario disponer de filtros para asegurar la
limpieza del agua del sistema.
• Equipos de medida:
Para el sistema de tuberías será necesario disponer de equipos de medida
que nos permitan conocer el caudal y la temperatura del agua en todo
momento, para lo que será necesario disponer de termómetros y manómetros
diferenciales en todos los equipos.
1.1.8 BIBLIOGRAFÍA.
− [CARR03] Manual de aire acondicionado, Autor: Carrier. Editorial: MARCOMBO, S.A. [2003].
− Catálogo de fan-coil de AIRWELL.
− Catálogo de climatizadores de TROX.
− Catálogo de difusores y rejillas de TROX.
− Catálogo de bombas de EBARA.
− Catálogo de calderas de PIRONOX.
1.1.9 IMPORTE, FECHA Y FIRMA.
El coste total del diseño del sistema de climatización del edificio a estudio, en
este caso hotel situado en Toledo asciende a TRESCIENTOS NOVENTA Y
UN MIL SEISCIENTOS VEINTINUEVE EUROS CON DIECINUEVE
CÉNTIMOS DE EURO (391.629,19 €).
Luis Espejo Roqueta.
1.2 CÁLCULOS.
ÍNDICE
1.2.1 CÁLCULO DE CARGAS TÉRMICAS……….39
1.2.1.1 CÁLCULO DE CARGAS DE VERANO………...41
1.2.1.1.1 TRANSMISIÓN……….41
1.2.1.1.2 RADIACIÓN SOLAR………...44
1.2.1.1.3 INTERNAS……….46
1.2.1.1.4 CARGAS TOTALES VERANO………...48
1.2.1.1.5 RESULTADOS VERANO……….49
1.2.1.2 CÁLCULO DE CARGAS DE INVIERNO………54
1.2.1.2.1 TRANSMISIÓN……….54
1.2.1.2.2 CARGAS TOTALES INVIERNO………57
1.2.1.2.3 RESULTADOS INVIERNO………..58
1.2.1.3 RESULTADOS FINALES………62
1.2.2 CÁLCULO DE CAUDALES DE VENTILACIÓN………..67
1.2.3 CÁLCULO DE LOS EQUIPOS………..68
1.2.3.1 CLIMATIZADORES………68
1.2.3.1.1 CÁLCULOS………68
1.2.3.1.2 ELECCIÓN……….85
1.2.3.2 UNIDAD DE AIRE EXTERIOR………..90
1.2.3.2.1 CÁLCULOS………91
1.2.3.3 FAN-COILS………...……94 1.2.3.3.1 CÁLCULOS………94 1.2.3.3.2 ELECCIÓN………...100 1.2.3.4 CONDUCTOS DE AIRE………106 1.2.3.5 TUBERÍAS DE AGUA………...122 1.2.3.6 DIFUSORES………133 1.2.3.7 REJILLAS………134 1.2.3.8 VENTILADORES………...137 1.2.3.9 BOMBAS………..138 1.2.3.10 CALDERA………139 1.2.3.11 ENFRIADORA………...………...139
1.2.1 CÁLCULO DE CARGAS TÉRMICAS.
En primer lugar hay que realizar el cálculo de las cargas térmicas para cada
estancia del hotel, tanto para condiciones de verano como para condiciones
de invierno. Siendo las primeras las más restrictivas en cuanto a potencia
demandada por el equipo de refrigeración.
Los factores que influyen pueden ser diversos, dividiéndose en factores
externos e internos, considerando sólo para el cálculo aquellos que sean
desfavorables, es decir aquellos factores que ayuden a la climatización se
omiten obteniendo así un mayor margen de seguridad.
Los mencionados factores desglosados según la condición del año y su
origen son los indicados en la Tabla 9.
Verano Invierno Factores Exteriores Radiación Solar Transmisión Transmisión Infiltración Infiltración Factores Interiores Ocupación Iluminación Equipos
Como se observa en verano existen más factores a tener en cuenta que en
invierno, de aquí la mayor naturaleza restrictiva de los cálculos necesarios
para la condición de verano. La explicación es sencilla, en invierno hay que
aumentar la temperatura de las estancias, y los únicos factores que se oponen
a este calentamiento son la transmisión y la infiltración, el resto de factores
sólo ayudan y por tanto se omiten.
Cargas exteriores:
− Radiación Solar:
Debida a la incidencia de los rayos de sol a través de las superficies
acristaladas, su valor dependerá del tipo de cristal, de parámetros
geográficos y época del año, que marcaran las características de los rayos
de sol.
− Transmisión:
Debida a la diferencia de temperaturas entre el interior y el exterior del
edificio. En este caso, los muros, cubiertas, particiones y zonas
acristaladas son las que conducen el calor.
− Infiltración:
Son flujos de signo contrario, que entran en el habitáculo climatizado,
creando un efecto negativo. Es muy difícil cuantificar la infiltración y por
tanto se va combatir de una forma directa y sencilla, es decir se va a
ajustando la presión interior a un valor mayor que la presión existente en
el exterior, evitando así que entren flujos al habitáculo.
Cargas interiores:
− Ocupación:
Cantidad de calor disipado por cada persona. Puede ser de dos tipos,
sensible y latente.
− Iluminación y equipos:
Las fuentes de iluminación y los equipos son otros focos de calor que hay
que tener en cuenta a la hora de climatizar.
1.2.1.1 CÁLCULO DE CARGAS DE VERANO.
1.2.1.1.1 TRANSMISIÓN.
Se trata de la transmisión de calor por conducción a través de los
cerramientos.
Los cerramientos considerados con sus respectivos coeficientes de
transmisión, son los observados en la Tabla 5.
TRANSMISIÓN EN MUROS Y TECHOS:
− K ≡ Coeficiente de transmisión del muro o techo, ቂ · ଶ ·
°ቃ
− S ≡ Superficie del muro, en ሾ݉ଶሿ.
− ∆ܶ ≡ Temperatura equivalente calculada mediante la siguiente
fórmula tomada del manual Carrier, en ሾ°ܥሿ.
∆ܶ= ܽ + ∆ݐ௦+ ܾܴܴ௦
ሺ∆ݐ− ∆ݐ௦ሻ
− a≡ Corrección proporcionada por la TABLA 20 [CARR03].
− ∆ݐ௦ ≡ Diferencia equivalente de temperatura a la hora considerada para la pared a la sombra. TABLA 20 para muros y TABLA 19 para
cubiertas [CARR03].
− ∆ݐ ≡ Diferencia equivalente de temperatura a la hora considerada para la pared a la soleada TABLA 19 [CARR03].
− ܾ ≡ Coeficiente que considera el color de la cara exterior de la pared. Medio b=0.78 [CARR03].
− ܴ௦ ≡ Maxima insolación ቂ∙మቃ , correspondiente al mes y latitud
supuestos. TABLA 6 [CARR03]. según orientación para muros y
− ܴ ≡ Máxima insolación ቂ∙మቃ , correspondiente al mes de Julio, a 40° Latitud Norte. TABLA 6 [CARR03]. según orientación para muros y
horizontal para cubiertas.
TRANSMISIÓN EN CRISTALES:
ܥݏ்.௦௧ = ܭ ∙ ܵ ∙ ∆ܶ
− K ≡ Coeficiente de transmisión del cristal, en ቂ · ଶ ·
°ቃ
− S ≡ Superficie del cristal, en ሾ݉ଶሿ
− ∆ܶ ≡ Variación de temperatura, ܶ௫௧− ܶ௧
− ܶ௫௧ ≡ Temperatura exterior corregida para el mes y hora de estudio.
− ܶ௧ ≡Temperatura interior de confort en verano, 24°C.
TRANSMISIÓN EN PARTICIONES:
ܥݏ்.௧ó = ܭ ∙ ܵ ∙∆ܶ
− K ≡ Coeficiente de transmisión de la partición, en ቂ · ଶ ·
°ቃ.
− S ≡ Superficie del partición, en ሾ݉ଶሿ.
− ∆ܶ ≡ Variación de temperatura ܶ௫௧− ܶ௧
− ܶ௫௧ ≡ Temperatura exterior corregida para el mes y hora de estudio. − ܶ௧ ≡ Temperatura interior de confort en verano, 24°C.
1.2.1.1.2 RADIACIÓN SOLAR.
El cálculo de la radiación solar vendrá afectado por la orientación del local
considerado y por la hora y mes a la que se realiza dicho cálculo. Para
asegurar que nuestro local puede ser climatizado, aún en las peores
condiciones de proyecto, se ha considerado para la elaboración del cálculo
de la radiación la hora y mes más desfavorables. La obtención de la hora y el
mes más desfavorables se ha realizado para cada local, repitiendo el cálculo
mediante hojas Excel hasta obtener un máximo de radiación.
Las aportaciones solares a través de vidrio sencillo se calculan utilizando la
siguiente fórmula:
ܥݏோௗó = ܩܵ ∙ ܵ ∙ ܥ ∙ ܨܩܵ
− S ≡ Superficie acristalada, en ሾ݉ଶሿ.
− C ≡ Correcciones proporcionadas (Tabla 10).
Corrección Valor
Marco metálico 1.17
Altitud localidad + 0.7% por cada 300m
Punto de rocío inferior/superior a 19.5°C ±14% por cada 10°C
Tabla 10. Correcciones aplicadas para cálculo de radiación solar [CARR03].
Resultando:
ܥ = 1.17 ∙ 1 −100 ∙0.7 ܣ݈ݐ݅ݐݑ݀300 ൨ ∙ 1 ±100 ∙ ൬14 ܶí10− 19.5൰൨
Como se observa no se ha considerado el defecto de limpieza pues es un
factor que ayuda a la climatización, al ser más opaco el vidrio, éste deja
pasar menos radiación, es por tanto un factor favorable. Por otro lado es un
factor difícil de cuantificar e interesante de obviar.
− FGS ≡ Factor de ganancia solar a través del vidrio, obtenidos de (Tabla 11).
Doble vidrio con cortina de tela interior, color claro 0.52
Color azul del vidrio 0.6
Factor vidrio total 0.321
Tabla 11. Factores de corrección para vidrio [CARR03].
1.2.1.1.3 INTERNAS.
OCUPACIÓN:
La cantidad de calor disipado por cada persona va a depender de la
temperatura ambiente, del grado de actividad y las características
fisiológicas de la misma, tales como metabolismo medio, se distinguen dos
formas distintas de calor:
− Sensible: Por el incremento de temperatura existente entre el cuerpo humano y el exterior, a humedad especifica constante.
− Latente: consiste en aumentar la humedad absoluta del ambiente debido a los valores desprendidos por el cuerpo humano a
temperatura constante.
Bajo las condiciones de actividad física típicas de un hotel, considerando un
a la que se va a encontrar cada habitáculo climatizado, 24°C, se aplican los
valores de la (Tabla 12).
Estancia Grado de actividad CS [Kcal/h] CL[Kcal/h]
Restaurante Sentado 71 68
Resto Sentado, marcha lenta 61 52
Tabla 12. Calores sensible y latente por persona a 24°C [CARR03].
Por último hacer notar que el calor sensible toda su aportación afecta a la
temperatura, mientras que el calor latente afecta a la humedad.
ILUMINACIÓN Y EQUIPOS:
Se considera un aporte energético debido al alumbrado del hotel en todas sus
zonas de 25 W/m2. La presencia de equipos eléctricos se modela con el
aporte máximo energético de 5 W/m2 en todas las estancias del hotel.
Se puede realizar el cambio a [Kcal/h] de la siguiente forma:
1.2.1.1.4 CARGAS TOTALES VERANO.
Las cargas totales de verano divididas en calor sensible y calor latente
resultan de la siguiente manera.
Calores sensibles:
ܥௌ = ሺܥݏி௧௦ ௫௧௦+ ܥݏி௧௦ ௧௦ሻ ∙ ܨௌ
Desglosando cada factor resulta.
ܥௌ = ሺܥݏ்௦ó+ ܥݏோௗó+ ܥݏை௨ó+ ܥݏூ௨ó+ ܥݏா௨௦ሻ ∙ ܨௌ Calores latentes:
ܥௌ = ܥݏி௧௦ ௧௦∙ ܨௌ
Desglosando cada factor resulta.
ܥ = ܥை௨ó ∙ ܨௌ
− ܥ ≡ Aportación procedente del efecto i.
1.2.1.1.5 RESULTADOS VERANO. Zona R a d ia ci ó n (K ca l/ h ) T .M u ro s (K ca l/ h ) T .T ec h o s (K ca l/ h ) T .C rs it a l (K ca l/ h ) T .P a rt ic ió n (K ca l/ h ) O cu p .S en . (K ca l/ h ) Il u m .E q u ip . (K ca l/ h ) O cu p .L a t. (K ca l/ h ) H o ra m á s d es fa v o ra b le M es m á s d es fa v o ra b le Recepción 1761 1050 0 510 1467 976 2962 957 16 8 Rest.NF(1) 1325 315 0 209 820 2840 1949 3128 12 9 Rest.F(2) 0 0 0 0 612 2982 1902 3284 14 7 Z.Dscso(3) 1974 885 0 446 978 1952 4008 1914 16 6 Hab.201 331 185 0 52 259 122 612 120 12 9 Hab.202 211 101 0 64 266 122 567 120 14 8 Hab.203 211 101 0 64 365 122 553 120 14 8 Hab.204 211 98 0 64 351 122 504 120 14 8 Hab.205 327 259 0 64 237 122 537 120 16 8 Hab.206 381 143 0 64 376 122 668 120 17 7 Hab.207 381 143 0 64 352 122 541 120 17 7 Hab.208 327 198 0 64 363 122 660 120 16 8 S.Juntas(4) 0 233 0 0 351 915 686 897 18 7 Of.Ad.(5) 7 291 0 41 209 244 686 239 18 7 D.Dir.(6) 349 152 0 71 267 61 550 60 10 7 Hab.301 331 185 0 52 259 122 612 120 12 9 Hab.302 211 101 0 64 349 122 567 120 14 8 Hab.303 211 101 0 64 345 122 553 120 14 8 Hab.304 211 98 0 64 316 122 504 120 14 8
Zona R a d ia ci ó n (K ca l/ h ) T .M u ro s (K ca l/ h ) T .T ec h o s (K ca l/ h ) T .C rs it a l (K ca l/ h ) T .P a rt ic ió n (K ca l/ h ) O cu p .S en . (K ca l/ h ) Il u m .E q u ip . (K ca l/ h ) O cu p .L a t. (K ca l/ h ) H o ra m á s d es fa v o ra b le M es m á s d es fa v o ra b le Hab.305 327 259 0 64 225 122 537 120 16 8 Hab.306 381 143 0 64 375 122 668 120 17 7 Hab.307 381 143 0 64 346 122 541 120 17 7 Hab.308 327 139 0 64 239 122 529 120 16 8 Hab.309 327 203 0 64 247 122 579 120 16 8 Hab.310 329 60 0 53 307 122 612 120 10 8 Hab.311 329 115 0 53 288 122 612 120 10 8 Hab.312 261 101 0 53 277 122 362 120 10 7 Hab.4-801 331 185 0 52 259 122 612 120 12 9 Hab.4-802 211 101 0 64 349 122 567 120 14 8 Hab.4-803 211 101 0 64 345 122 553 120 14 8 Hab.4-804 211 98 0 64 316 122 504 120 14 8 Hab.4-805 327 259 0 64 225 122 537 120 16 8 Hab.4-806 381 143 0 64 375 122 668 120 17 7 Hab.4-807 381 143 0 64 346 122 541 120 17 7 Hab.4-808 654 349 0 127 340 122 812 120 16 8 Hab.4-809 300 89 0 64 263 122 575 120 17 7 Hab.4-810 300 89 0 64 326 122 568 120 17 7 Hab.4-811 300 89 0 64 326 122 568 120 17 7 Hab.4-812 300 89 0 64 326 122 568 120 17 7
Zona R a d ia ci ó n (K ca l/ h ) T .M u ro s (K ca l/ h ) T .T ec h o s (K ca l/ h ) T .C rs it a l (K ca l/ h ) T .P a rt ic ió n (K ca l/ h ) O cu p .S en . (K ca l/ h ) Il u m .E q u ip . (K ca l/ h ) O cu p .L a t. (K ca l/ h ) H o ra m á s d es fa v o ra b le M es m á s d es fa v o ra b le Hab.4-813 300 159 0 64 375 122 590 120 17 7 Hab.4-814 261 89 0 53 232 122 362 120 10 7 Hab.901 331 227 42 52 330 122 612 120 12 9 Hab.902 211 172 71 64 425 122 567 120 14 8 Hab.903 211 101 0 64 345 122 553 120 14 8 Hab.904 211 115 17 64 334 122 504 120 14 8 Hab.905 327 434 175 64 370 122 537 120 16 8 Hab.906 381 255 112 64 460 122 668 120 17 7 Hab.907 381 158 15 64 357 122 541 120 17 7 Hab.908 654 468 119 127 439 122 812 120 16 8 Hab.909 300 89 0 64 263 122 575 120 17 7 Hab.910 300 89 0 64 326 122 568 120 17 7 Hab.911 300 89 0 64 326 122 568 120 17 7 Hab.912 300 89 0 64 326 122 568 120 17 7 Hab.913 300 159 0 64 375 122 590 120 17 7 Hab.914 261 89 0 53 232 122 362 120 10 7 Hab.1001 211 334 157 64 474 122 499 120 14 8 Hab.1002 211 246 158 64 481 122 503 120 14 8 Hab.1003 421 456 191 127 544 122 607 120 14 8 Hab.1004 782 405 241 168 540 122 840 120 14 9
Zona R a d ia ci ó n (K ca l/ h ) T .M u ro s (K ca l/ h ) T .T ec h o s (K ca l/ h ) T .C rs it a l (K ca l/ h ) T .P a rt ic ió n (K ca l/ h ) O cu p .S en . (K ca l/ h ) Il u m .E q u ip . (K ca l/ h ) O cu p .L a t. (K ca l/ h ) H o ra m á s d es fa v o ra b le M es m á s d es fa v o ra b le Hab.1005 761 596 270 127 641 122 610 120 17 7 Hab.1006 327 461 268 64 553 122 660 120 16 8 Hab.1007 300 535 256 64 475 122 579 120 17 7 Hab.1008 300 340 251 64 531 122 568 120 17 7 Hab.1009 300 340 251 64 531 122 568 120 17 7 Hab.1010 300 340 251 64 531 122 568 120 17 7 Hab.1011 300 413 261 64 542 122 590 120 17 7 Hab.1012 261 130 34 53 340 122 362 120 10 7
Tabla 13. Tabla resumen de cargas de verano.
(1) Restaurante de no fumadores. (2)Restaurante de fumadores. (3)Zona de descanso. (4)Sala de juntas. (5)Oficina de administración. (6)Despacho del director.
Figura 1. Porcentaje de las cargas en condiciones de verano.
Como se observa en la Fig
repartida prácticamente a partes iguales e
las debidas a cargas internas. Las cargas internas aportan un 38%, siendo el
porcentaje mayor, esto tiene sentido pues las c
compuestas por tres factores, los que son ocupación, iluminación y equipos.
Es el factor que menos aporta es la radiación solar un 29% del total.
Figura 1. Porcentaje de las cargas en condiciones de verano.
Como se observa en la Figura 1, la distribución de las cargas de verano está
repartida prácticamente a partes iguales entre radiación solar,
las debidas a cargas internas. Las cargas internas aportan un 38%, siendo el
porcentaje mayor, esto tiene sentido pues las c
compuestas por tres factores, los que son ocupación, iluminación y equipos.
factor que menos aporta es la radiación solar un 29% del total.
29%
33% 38%
Porcentaje de Cargas De Verano
Radiación Transmisión InternasFigura 1. Porcentaje de las cargas en condiciones de verano.
ura 1, la distribución de las cargas de verano está
ón solar, transmisión y
las debidas a cargas internas. Las cargas internas aportan un 38%, siendo el
porcentaje mayor, esto tiene sentido pues las cargas internas están
compuestas por tres factores, los que son ocupación, iluminación y equipos.
factor que menos aporta es la radiación solar un 29% del total.
Porcentaje de Cargas De Verano
Internas1.2.1.2 CÁLCULO DE CARGAS DE INVIERNO.
Para el cálculo de cargas en invierno, como ya se ha comentado
anteriormente, sólo se tiene en cuenta la transmisión, ya que la infiltración se
elimina y el resto de factores son favorables.
Aunque estos factores sean favorables no se tienen que considerar a la hora
del diseño del sistema de climatización porque son aportes de calor
intermitentes, en el caso de ocupación, iluminación y equipos, y en el caso de
la radiación, en el caso más desfavorable se puede considerar nula, debido al
escaso aporte calórico.
1.2.1.2.1 TRANSMISIÓN.
Se trata de la pérdida de calor por conducción a través de los cerramientos.
Los cerramientos considerados con sus respectivos coeficientes de
transmisión, son los observados en la Tabla 5.
TRANSMISIÓN EN MUROS Y TECHOS:
ܥݏ்.ெ௨ ௬ ௧ = ܭ ∙ ܵ ∙ ∆ܶ ∙ ܨ
− K ≡ Coeficiente de transmisión del muro, cubierta-techo, ቂ · ଶ ·
°ቃ
