CÁLCULO DE AIRE ACONDICIONADO 1.

CÁLCULO DE AIRE ACONDICIONADO
1.- CALCULO DE CARGA TÉRMICA. INSTALACIÓN DE A.A.
1.1- Condiciones termohigrométricas interiores y exteriores
de cálculo.
Las condiciones exteriores de cálculo consideradas como más
favorables para los supuestos de cálculo son las siguientes:
*
Temperatura seca: 40 º C
*
Humedad relativa: 43 %
Las condiciones interiores están de acuerdo a lo expuesto por la
IT.IC.02 e IT.IC.04, y que son:
*
Temperatura seca 24º C.
*
Humedad relativa: 50 %
En verano la temperatura nunca será inferior a 23º C.
1.2- Resistencia térmica de los cerramientos.
Las
características
de
cerramientos
y
paredes,
y
fundamentalmente su coeficiente te de transmisión son tratados en la hoja
de cálculo como coeficientes, que en función de la superficie que ocupen
intervendrán
en
el
cálculo
de
la
carga
térmica
final.
1.3- Ocupación prevista y calor debido a los ocupantes.
Este dato es difícil de valorar debido a la inexactitud con la que se
puede estimar la ocupación media del local. Si es sabido el nivel máximo
de ocupación que según la CPI-96 se le atribuye a un local que
desempeñe la misma actividad que este, que es de 3 m 2 por persona,
esto es, 0.33 personas por metro cuadrado de superficie útil.
La carga térmica interna por persona se supondrá de 130
Kcal/hora*persona. Para el cálculo se supondrán las condiciones más
desfavorables, es decir, el máximo de ocupantes de la ampliación de la
exposición, estimado en 51 personas en dicha zona.
1.4- Iluminación artificial considerada.
Se supone que la carga térmica debida a la iluminación del local
es de un porcentaje aplicado sobre la potencia en vatios del total de las
luminarias.
La potencia total instalada en iluminación es de 10000 w.
El coeficiente que se le aplicara es de 0,75.
1.5- Fechas y horas para el cálculo.
Para el cálculo de las ganancias térmicas se ha efectuado
balances térmicos a diferentes horas solares. De estos, con las
correspondientes correcciones de temperatura seca y humedad, se
deduce que las cargas máximas simultáneas se producirán a las quince
horas del mes de Julio.
1.6- Hoja de cálculo resumen.
A continuación se presenta un hoja de cálculo de la carga térmica del
local a climatizar.
CARGA DE CALOR SENSIBLE
Calor por
dispersión
Medida
1º) Ventanas
ganado por
Calor ganado
diación
solar:
Orientación
al
por ra“
“
E
NO
“
“ SE
“
“ S
“
“
“
“
O
45 m2
SO
“
“
“
“
N
2,4 m2
NO
Factores
Sol
166
222
208
208
305
416
333
0
Sombra
69
111
83
97
125
180
139
0
Toldo
55
69
55
55
83
125
97
0
Frig/h
Area x
Factor
45x416
x1
2.4x0
18720
0
a) Para vidrios dobles, multiplicar factores por 0,8
b) Para losetas de vidrio, multiplicar factores por 0,5
2º) Ventanas
Solo se hará uso de la carga mayor entre los apartados a) y b)
Calor ganado
Con un solo
47,4
39
47,4x39
por
Doble
7
vidrio vidrio
m2
transmisión.
3º) Paredes
Construcción Construcción
ligera
pesada
a)
MetrosParedes
Orientación
229,5
25
16
229,5x2
exteriores
lineales
Otras
67,5
50
25
67,5 5x
norte
m2
b)
Paredes
52,5
25
25
52,550
x
orientaciones
m2
4º)
Tejados o
internas
m2
25
techos
Tejados
sin
53
Tejados
con
0,5
22
aislamiento
Tejados
con
382,5
8
382,5x
cm
2
Tejados
con
11
cámara sup
m
8
Tejados
33
atico aislado con
5º)
Suelos
o
atico
sin ais.
pisos
Sobre cuartos
8
Sobre
sótanos
8
ocupados
Sobre tierra
382,5
0
382,5 x
m2
0
1848,6
5737,5
3371
1312,5
3060
0
CARGA INTERNA
6º) Numero de
personas
Promedio
de
7º)
Disipación
ocupantes
eléctrica
Luces
Aparatos
Motores
eléctricos
8º) Aire al
exterior
Puertas siempre
al recinto sin
abiertas
9º)
Transmisión
acondic.
de locales a alta
Temperat.
Paredes
(ladrillo, yeso)
51
pers.
10000
w
0 m2
0 m2
Coeficiente
trans. ( K0)
10º) Carga base de cálculo
11º) Carga total de enfriamiento
130
51x130
6630
0,75
0,75
0,75
11250x
0,75
8437
250
0x250
0
Gradiente de
T(t) 0
0
0
49116,
6
De los resultados obtenidos se desprende que la capacidad
frigorífica
total para
refrigeración
de xnuestro
edificio será igual a
Total= 49116,6
Frigla/hora
(carga base)
1,06 (factor
52063,6
Frig/hora
geográfico)= 52063,6 Frig/hora
La solución adoptada para nuestra instalación comprenderá tres
unidades exteriores condensadoras de 18232 frig/hora, con una potencia
total de 54696 frig/hora, de las cuales darán servicio a los fan-coils que
serán de 3110 frig/hora cada uno, instalándose un total de 17 unidades en
la ampliación de la exposición en estudio, por lo que la potencia de losfancoils instalados, o evaporadoras, es de 52870 frig/hora, distribuidas
regularmente por toda la superficie a enfriar, obteniéndose así una
potencia frigorífica que supera los 52063 Frig/hora que se obtuvieron, en
el cálculo de la carga térmica.
2.- CALCULO DE PERDIDAS CALORIFICAS. INSTALACIÓN
DE CALEFACCIÓN
Para los cálculos que seguidamente se desarrollan, se ha partido
de:
- Las características particulares del edificio, como son:
cerramientos, situación geográfica, forjados, etc.
- Las exigencias ambientales según I.T.I.C-02.
- Las recomendaciones de la NBE CT 79.
- La utilización a la que se destina el edificio.
2.1.- Cálculo de las pérdidas de calor.
Las pérdidas de calor de cada superficie de los locales
calefactados, se calculará por la fórmula:
Q= K x S x (T - t)
Siendo:
Q= Kcal/h., transmitidas por la superficie.
K= Coeficiente total de la transmisión de calor de la superficie en
Kcal/(h x m2 x ºC).
S= m2 de la superficie.
T= Temperatura interior deseada.
t= Temperatura exterior considerada.
2.2.- Condiciones interiores y exteriores de cálculo.
Temperatura interior
20 ºC
Temperatura exterior
-2 ºC
Temperatura locales no calefactados
Temperatura del terreno
5 ºC
5 ºC
2.3.- Resistencia térmica de los cerramientos.
Según la composición de los cerramientos exteriores, y demás
elementos constructivos que se describen en el apartado 2, se ha
considerado los siguientes valores de conductividad térmica:
=4,3 Kcal/h x m x ºC
Vidrio ventanas
Tabicón de ladrillo
=0,21 Kcal/h x m x ºC
Forjado unidireccional
=0,19 Kcal/h x m x ºC
Fabrica de bloques de hormigón =0,38 Kcal/h x m x ºC
Fibra de vidrio tipo II
=0,032 Kcal/h x m x ºC
Coef. Sup. interior flujo horizontal
1/hi= 0,13 Kcal/h x m2 x
Coef. Sup. exterior flujo horizontal
1/he= 0,07 Kcal/h x m2 x
ºC
ºC
Coef. Sup. Int. flujo ascendente 1/hi= 0,11 Kcal/h x m2 x ºC
Coef. Sup. Ext. flujo ascendente 1/he= 0,06 Kcal/h x m2 x ºC
Coef. Sup Int. flujo descendente 1/hi =0,20 Kcal/h x m2 x ºC
Coef. Sup. Ext. flujo descendente
ºC
1/he= 0,06 Kcal/h x m2 x
Con todos los datos anteriores, seguidamente calculamos el
coeficiente de transmisión del muro exterior, construido, como ya hemos
comentado, de fábrica de bloques de hormigón hueco, sin aislamiento
alguno y sin enfoscar ni enlucir, salvo el cerramiento común con la
exposición ya existente y la fachada del edificio, las cuales son de fábrica
de ladrillo macizo y enfoscadas y enlucidas interiormente con mano de
pintura.
Los coeficientes de transmisión considerados son:
Muro exterior
K= 1,5236 Kcal/h x m2 x
Ventana de aluminio con cristal doble
K= 7,55 Kcal/h x m2 x ºC
ºC
Cubierta
K= 0,709 Kcal/h x
m2 x ºC
2.4.- Infiltración por ventanas y puertas.
Se puede calcular por el método de la longitud de rendija,
utilizando un coeficiente de 4,82 m3 /h por metro lineal de rendija, para
una velocidad de viento de 24 Km/h.
La carga térmica se calcula por la fórmula:
Carga térmica : ML x Q x Cp x 1,25 x T
Siendo:
Q = Caudal de aire en m3 /h.
Cp = Calor específico del aire húmedo = 0,24 Kcal/Kg.
1,25 = Peso específico del aire húmedo en Kg/m3 .
T = Diferencia de temperatura interior y exterior =25 ºC
ML = Metros lineales de rendija.
Carga térmica = 4,82 x 0,24 x 1,25 x 25 x m. lineal de rendija.
2.5.- Mayoraciones.
Datos del Instituto Eduardo Torroja.
Instalación tipo normal :
.- Recargo por puesta en marcha = 15 %
.- Recargo por orientación = 10 %
2.6. Cuadro resultados de la perdida térmica.
PERDIDA DE CALOR
Calor disipado Medida
1º) Muro
ext.
por:
cerramiento
182.25
2º)
m2
Acristalamiento:
Hueco
doble
52,5
3º)
Paredes:
con
cámara
m2
Fabric. bloque
67,5
4º)
Carpintería:
interior
m2
Puerta exterior
4 m2
5º)
deCubierta:
vidrio
Forjado
382,5
unidireccional
Coeficiente K
1,52
7,55
1,52
5,00
0,709
10º) Carga base de cálculo
Total
182.25x
1.52x25
52,5x
7,55x25
67,5x
1,52x15
4x5,00x25
382,5x0,70
9x25
6925,5
9909,37
1539
500
6779,8
25653,68
11º) Carga total de enfriamiento
Total = 25653,68 Kcal /hora (carga base) x 1,25 (mayoración)=
De los resultados obtenidos se desprende que la perdida térmica
32067,1 kcal/hora
de la zona a calefactar será de 32067,1 Kcal/hora.
La solución adoptada para nuestra instalación comprenderá tres
unidades exteriores condensadoras de 19866 frig/hora, con una potencia
total de 59598 frig/hora, de las cuales darán servicio a los fan-coils que
serán de 4200 frig/hora cada uno, instalándose un total de 17 unidades en
la ampliación de la exposición en estudio, por lo que la potencia de losfancoils instalados, o evaporadoras, es de 71400 frig/hora, distribuidas
regularmente por toda la superficie a enfriar, obteniéndose así una
potencia frigorífica que supera los 32067,1 Frig/hora que se obtuvieron,
en el cálculo de la carga térmica.
3.- CÁLCULO DE CONDUCTOS.
Para realizar el cálculo de conductos, partimos de la totalidad de
fan-coils instalados, que son 17, y según las especificaciones antes
señaladas en este proyecto, al ser la potencia necesaria para climatizar la
ampliación de la exposición, de 52063 frig/horas, deducimos el caudal de
aire necesario, mediante la siguiente expresión:
M 3h  Frig / h.0,23
Sustituyendo valores obtenemos un caudal de aire necesario de
11974,5 m3h
Por lo que el conducto, deberá ser de diámetro 80 cm., partiendo
de una velocidad de 7 m/s, en la zona de mayor sección, disminuyendo
esta, según disminuya el caudal que pasa por el mismo.
Para el cálculo de las rejillas o difusores de impulsión, se parte de
una velocidad de 7 m/s, sabiendo que la altura de instalación de las
mismas es de 3,5 m, en el falso techo de la exposición y con un nivel de
ruido permitido de 55 dB(A), por lo que deberemos instalar rejillas de 80
cm. de diámetro. Dichas rejillas estarán dotadas de control volumétrico de
caudal y aletas orientables.
Para el cálculo de las rejillas de retorno, se parte de una velocidad
de 4 m/s, por lo que aplicando idéntico criterio que en las de impulsión,
deberemos instalar rejillas de 40 cm. de diámetro. Dichas rejillas no
estarán dotadas de control volumétrico de caudal.
CONDUCTOS DE IMPULSIÓN. (AIRE CLIMATIZADO).
Nº DE REJILLAS ALIMENTADAS
DIAM. CONDUCTO EN CM.
1
20
2
25
3
35
4
40
5
45
6
50
7u8
60
9 o 10
65
11 o 12
70
19
80
CONDUCTOS DE RETORNO. (AIRE NO CLIMATIZADO).
Nº DE REJILLAS ALIMENTADAS
DIAM. CONDUCTO EN CM.
1
20
2
25
3
35
4
40
5
45
6
50
7
50
14
70
Cuadro de cálculo de la red de conductos según IT.IC.23,
punto 23.1.1.g.7.