17 - Sistemas de Climatizacion

7/23/2019 17 - Sistemas de Climatizacion

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SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN

Julián Domene García.

Curso 2010‐11



Criterios por losque se clasificanlos sistemas

Tipologías de edificios en función de lascargas térmicas y de las característicasque condicionan el sistema de

climatización a elegir

Descripción

de

los

sistemas

cualitativamente , ventajas e

inconvenientes, dando

criterios de diseño

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Criterios por los

que se clasificanlos sistemas

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En estas instalaciones se distinguen varios tipos según suscaracterísticas principales, así pues, una clasificación sistemática,

puede ser:

Por los períodos de funcionamiento:

Instalaciones “solo invierno”

Instalaciones “solo verano”

Por su sistema de acondicionamiento térmico:

Instalaciones autónomas

Instalaciones centralizadas

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Por su configuración:Instalaciones mediante equipos compactos

Instalaciones mediante equipos partidos (split)

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Sistema compactos de pequeña potencia

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Por su configuración:Instalaciones mediante equipos compactos

Instalaciones mediante equipos partidos (split)

Por el medio de disipación del calor del condensador:

Sistemas de condensación por aguaSistemas de condensación por aire

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Sistema de

refrigerante

Sistemas unitarios

o

centralizados

De caudal

variable

o

constante

Sistema de

conducto

simple

o

de

conducto dual

Condensados por

aire

o

por

agua



Sistema de refrigerante

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Esta complejidad de equipos, se reduce notablemente una vez establecido el

programa del edificio al que se destina la instalación, por lo que en nuestro

caso lo limitaremos a clasificar los equipos de acuerdo al sistema empleado

para transportar el frío:

1º. Sistema todo‐aire

2º. Sistema todo‐

agua3º. Sistema agua‐aire

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Sistema split

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Sistema split

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Sistema todo aire

Es aquel que transporta aire tratado a través de conductos.

Su destino más lógico sería para sistemas semicentralizados,fundamentalmente de medianas potencias, a base de unidadesenergéticas de tipo autónomo y la red de conductos con sus

difusores extremos.

La incorporación de reguladores de caudal en destino, junto al"by‐pass" y los imprescindibles mecanismos de control, convierten

un sistema inicialmente rígido en un acondicionamiento muyversátil para distintas exigencias simultáneas. (Se conoce comosistema VAV o volumen de aire variable).

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udomene u r.es

Sistema compacto de cubierta (Roof-top)



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Sistema todo agua

Está dirigido a medianas y sobre todo grandes potencias en

sistemas típicamente centralizados.

El fluido portador es el agua a través de una red de tuberías, y los

elementos terminales son los conocidos "fan‐coil" o ventilador

serpentín.

A pesar de la centralización, estos elementos terminales permitenla máxima personalización del acondicionamiento, sobre todo si ladistribución se hace con circuitos independientes para agua fría ycaliente.

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Sistema agua‐

aireSu aplicación más razonable se daría en grandes

instalaciones, ya que distribuye agua y airetratados centralizadamente.

De alguna manera reúne los dos sistemas

anteriores, utilizando para ello tuberías y

conductos, pero en esta ocasión unas y otrosconcluyen exclusivamente en unos elementos

terminales llamados inductores.

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Sistema agua‐

aire

Su semejanza con el "fan‐coil" está en elserpentín de agua y su diferencia está en el aire

previamente tratado que se impulsa a través del

mismo elemento.

Aire, llamado primario, que suele conllevar unascondiciones medias de humedad y temperatura

para que se pueda retocar controlando el paso

del agua. [email protected]



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Tipologías de edificiosen función de las cargastérmicas y de las

características quecondicionan el sistemade climatización a elegir

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23Julián Domene García

El tipo de edificio, tanto su envolvente como sus

condiciones de uso, impone condiciones sobre eltipo de sistema a elegir.




Aunque la elección de un determinado sistema es

una cuestión abierta, en la práctica la elección delsistema viene dada por la tipología del edificio




A continuación se definen algunas de lascaracterísticas principales de algunas tipologíasque condicionan el sistema elegido



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página

Características:

• Las ganancias internas son pequeñas• Se producen en espacios que cambian a lo largo

del día.

• Se aconseja sistemas zonificados.• Los condicionantes de espacio, estéticos y el

bajo mantenimiento son prioritarios.

• Generalmente la ventilación se proporciona almargen del sistema de climatización.

Julián Domene García

1 Viviendas



Saltar a la primera

páginaJulián Domene García

1 Viviendas

Sistemas utilizados:

Sistemas partidos, unitarios o múltiples Sistemas de aire centralizados de caudal constante

con un único termostato en salón, o con compuertas

de zona y termostatos en cada habitación.

Para la calefacción en climas fríos se utilizan

calderas mixtas (ACS y calefacción) con radiadores osuelos radiantes.



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1 Viviendas


En el sector residencial de lujo se utilizan:

• Sistemas de ventiloconvectores a dos o cuatro

tubos

• Sistemas radiantes para calefacción.

• No se suele controlar la humedad.




Características:

• Las superficies de escaparate provocan elevadasganancias solares.

• la alta ocupación e iluminación pueden producir cargaspuntas muy superiores a las de otras tipologías.

• En muchos casos se admiten sistemas vistos queproporcionan un ambiente "industrial".

• El sistema de control debe ser simple.

2 Pequeño comercio




Sistemas

utilizados:

• Sistemas centralizados de aire• Rooftop,

• Ventiloconvectores•

Sistemas

de

volumen

de

refrigerante

variable.

2 Pequeño comercio




Características:

• En la mayoría de los casos los espacios tienen ocupaciónplena durante horarios definidos.

• Las ganancias internas pueden ser elevadas y en zonas

internas sólo se requiere calefacción a primera hora de lamañana de días de invierno.

• En el caso de zonas perimetrales, la utilización defachadas acristaladas provoca elevadas ganancias solares

y una elevada variación de la carga en función de la

orientación.

3 Edificios de oficinas




Características:

• La distinción entre zonas internas y perimetrales esfrecuente llegando a utilizarse sistemas diferentes.

• La inversión térmica simultánea y sucesiva es frecuente.

• La ventilación es proporcionada por el sistema declimatización.

•El espacio ocupado por los sistemas es un factor muyimportante del diseño.






En sistemas todo‐aire se utiliza caudal constante o

variable.

En zonas perimetrales se añade un sistema de calefacción

perimetral o de recalentamiento terminal.Otras posibilidades son los sistemas de ventiloconvectores

a dos o cuatro tubos o sistemas de volumen derefrigerante variable.

También se utiliza el sistema de bombas de calor en anillo

de agua atemperada.






En los sistemas todo‐agua la ventilación la proporcionauna red de aire primario que impulsa aire en condiciones

neutras.

En edificios de poca altura se utilizan rooftops.

El enfriamiento gratuito es aplicable en zonas internas

durante gran parte del año.





Características:

Suelen ser edificios de poca altura y gran superficie enplanta.

El uso de los espacios es muy diverso y cambiante con eltiempo, de manera que la flexibilidad del sistema de

climatización es una condición de diseño.

La ocupación es muy variable alcanzando elevados picos.

4 Centros comerciales




Características:

Las ganancias de iluminación y de equipos son también

considerables.

En algunos casos existen expositores refrigerados de mala

calidad que obligan a calefactar las zonas donde se

encuentran.

Las infiltraciones a través de puertas exteriores deben ser

tenidas en cuenta.






Los sistemas de agua atemperada con bomba de caloragua‐aire permiten que cada local gestione su propio

sistema de climatización con una mínima parte común.

Otra solución muy habitual es la de rooftop aprovechandola cubierta del edificio.

Este sistema no permite el trasvase de energía entre zonas

si existiera inversión térmica simultánea.






El sistema de ventilación suele ser común a todos los

locales.

Para evitar las infiltraciones por puertas exteriores, se

utilizan cortinas de aire, dobles puertas o puertasgiratorias.


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5 Hoteles y restaurantes

Características:

En los hoteles existe una diversidad importante de

zonas:

• habitaciones de clientes• zonas comunes (recepción, restaurantes, salas de

reunión, piscinas cubiertas, etc)

• zonas para empleados (cocinas, oficinas,lavandería

• etc).



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Características:

Esto obliga normalmente a utilizar sistemas

específicos para cada zona.

• En las habitaciones las cargas internas son

pequeñas, se requiere que el cliente pueda controlar

el sistema y es importante limitar el nivel de ruido.• En el resto de zonas los requerimientos son muy

diferentes entre sí.

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• Un aspecto importante en hoteles es la

limitación de costes de mantenimiento yoperación.

• Los sistemas de detección de presencia en

habitaciones, que desconectan el sistema, seestán imponiendo.

• También en el sentido de limitar estos costes

son preferibles los sistemas centralizados a los

individuales.

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En los primeros el mantenimiento es menos

costoso y permite estrategias deaprovechamiento del calor residual, por

ejemplo para la preparación de ACS.

En restaurantes el nivel de calidad de aire es

media (IDA 3), pero existen requerimientos

estrictos para el ruido y la integración delsistema de climatización.

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• Están muy extendidos los sistemas de

ventiloconvectores a dos o cuatro tubos situados en elvestíbulo de la habitación.

• La ventilación se proporciona mediante una toma de

aire exterior directa, o a través de una red depreparación de aire primario.

• Los sistemas de refrigerante variable, también

utilizados en estas aplicaciones, están limitados por la

carga de refrigerante máxima de cada agrupación de

habitaciones.



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• Para zonas comunes, además de los sistemas

anteriores se utilizan sistemas todo-aire con

climatizadora centralizada y red de conductos de caudal

constante.• En los hoteles existe un potencial importante de

utilización de sistemas de cogeneración.



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• En restaurantes se utilizan sistemas todo-aire, en

algunos casos asociados a ventilación por desplazamiento.

• En locales nocturnos el enfriamiento gratuito presenta

un elevado potencial, utilizándose en muchos casossistemas con todo aire exterior.

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Características:

Los centros educativos cuentan con requerimientos muy variados según el uso del espacio: aulas, despachos,

laboratorios, bibliotecas, etc. presentan niveles de

ocupación, iluminación y equipos muy diferentes.

Suelen ser edificios de poca altura, lo que favorece la

solución de equipos en cubierta.

En general, los criterios de bajo nivel del ruido, bajo coste

de inversión inicial y mantenimiento son prioritarios.

6 Centros educativos

6




Los niveles de ventilación son especialmente elevados enaulas debido a la densidad de ocupación, así como enguarderías y laboratorios por los criterios estrictos de

calidad de aire.

El enfriamiento gratuito y la recuperación del calor de

extracción pueden ser obligatorios en numerosos espacios.


6




Sistemas utilizados:Se utilizan gran variedad de sistemas:

Sistemas centralizados con plantas enfriadoras y calderas junto a fancoil y climatizadoras, de caudal constante o

variable.

Sistemas de expansión directa con caudal de refrigerantevariable. Unidades compactas de cubierta, etc.


7 H it l t d l d



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Características:

Existen una gran variedad de edificios dentro deesta categoría.

Desde grandes complejos hospitalarios con gran

diversidad de espacios (habitaciones de pacientes,

quirófanos, salas de infecciosos, zonas comunes,etc.) hasta pequeños centros de salud más

asimilables a edificios de oficinas.


7 Hospitales y centros de salud

7 H it l t d l d



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Los requerimientos de confort dependen del uso de

la zona.

En general se requieren niveles elevados de

ventilación y filtración y las cuestiones de calidad

de aire son de especial importancia.

Por ejemplo la accesibilidad para la limpieza del

sistema de climatización, evitar la contaminacióncruzada, etc.



7 H it l t d l d



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Debe conseguirse una distribución de presiones

según el uso de cada zona, sobrepresión o

depresión.

En determinadas zonas como quirófanos o unidades

de cuidados intensivos los sistemas son propios decada sala (por ejemplo uno por quirófano) para

evitar que un fallo común impida el funcionamiento

de todo el servicio.

Muchos espacios requieren control de humedad.



7 H it l t d l d



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En habitaciones se utilizan sistemas deventiloconvectores a dos o cuatro tubos con una red de

preparación de aire neutro.

A veces se sustituyen por inductores, combatiendo la

carga latente el aire primario. Así se evita la

condensación en las unidades interiores y el riesgo delegionella.



7 H it l t d l d



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La utilización de condensación por aire en los equipos

de producción de frío evita este riesgo, pero conlleva unconsumo energético superior porque se deteriora el

EER del sistema.

En zonas comunes se pueden utilizar climatizadoras de

caudal constante o variable, con el ventilador soplando

sobre las baterías para evitar infiltraciones en laclimatizadora.



7 H it l t d l d



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Cuando es necesario garantizar la sobrepresión de la

zona, el caudal suele ser constante.

Para humectar se utiliza vapor.

En quirófanos se utilizan sistemas con elevada filtracióny distribución de aire de pistón.

Los grandes complejos hospitalarios son candidatos alos sistemas de cogeneración y trigeneracíón por la

demanda simultánea de calor (para ACS y calefacción),

frío y electricidad.Julián Domene García




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8 Lugares de reunión

Características:

• Ocupación variable que puede llegar a ser elevada en

periodos de tiempo limitado.

• La altura de suelo a techo es elevada, actividadsedentaria de las personas, normalmente no está

permitido fumar y los niveles de ruido son exigentes.

• La carga está dominada por la ganancia interna depersonas cuando la ocupación es elevada.



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• Las instalaciones deben quedar integradas

en los espacios alterando lo menos posible la

estética.

• Los museos requieren condiciones

específicas de humedad, calidad de aire, etc,

dependiendo de su naturaleza.



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• Sistemas de aire con posibilidad de

enfriamiento gratuito y recuperación del calor de extracción.

• Sistemas de suelo radiante.

• Ventilación por desplazamiento mediante

falsos pilares o trasdosados.



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9 Centros deportivos

Características:

Aunque estén pensados para un tipo de

actividad, los usos en la práctica pueden ser muy

diversos (conciertos, exposiciones, etc.).

Suelen ser espacios de gran altura donde ladistribución de aire debe ser estudiada

detenidamente.



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Además en muchos casos es convenientezonificar los espacios dedicados a espectadores

separadamente de los dedicados a deportistas

porque las condiciones de confort requeridas ylas cargas son diferentes.



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Las cargas de iluminación y ocupación son

las más importantes, sin olvidar la gananciasolar a través de techo cuando los espacios

se utilizan durante el día.

En piscinas, la carga latente provocada por la

evaporación de la lámina de agua condicionael diseño del sistema.



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• Sistemas todo-aire con posibilidad de

enfriamiento gratuito y recuperación del calor de

extracción.

• Rooftops con pequeñas redes de conductos.

• El nivel de ventilación debe poder controlarseen función de la ocupación, ya que ésta puede

ser muy variable.




Para calefacción, sistemas radiantes en el suelo

de la zona de gradas o sobre los ocupantes.En piscinas es necesario deshumectar mediante

el incremento del nivel de ventilación (si el aire

exterior es seco y templado), o con procesos

sucesivos de enfriamiento y calentamiento del

aire recirculado con recuperación del calor decondensación.

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