climatización
Cálculo dinámico de cargas térmicas para la elección del equipo de producción de frío Jordi Xifra i Butiñach B.I.M. Technician & Thermal load analyst" de PGI Enginerring
La carga térmica de un edificio es la cantidad de potencia térmica necesaria para poder mantener las condiciones interiores deseadas. Las dos unidades de medida más habituales son “Kcal” (kilocalorías) y “w” (watts). La finalidad de un cálculo de cargas es determinar esta potencia térmica de un espacio o edificio para poder compensarla y de este modo dimensionar los elementos que van a formar parte del sistema de climatización, des de los elementos de disipación (fan-coils) como el equipo de producción (planta enfriadora).
Los aspectos con mayor afectación en este cálculo son:
puede dar en humedad (evapotranspiración y ciertos aparatos).
4Transmitancia: Es la facilidad que ofre-
4Ganancias por ventilación: Se debe al re-
cen los materiales (ejemplo, paredes y ventanas) a que el calor fluya a través de ellos. En la construcción se conoce como “valor-U” y cuándo menor sea su valor más aislamiento provocará.
novar el aire de todos los locales, las distintas condiciones higrométricas entre el aire exterior e interior derivan en ganancias sensibles y latentes.
4Radiación: Es el calor entrante a través de los cerramientos acristalados debido al soleamiento. El Sol calienta los objetos que hay detrás de las ventanas y estos emiten calor en infrarrojos con longitudes de onda que no pueden atravesar los cristales.
4Ganancias internas: Es el calor generado por las personas, iluminación y aparatos que hay dentro del local que se quiere climatizar. Esta ganancia también se
18
El INSTALADOR nº 510 septiembre 2013
Cálculo estático vs cálculo dinámico Los dos cálculos nos dan por resultado la potencia necesaria a compensar en momento más crítico posible. El cálculo estático es un cálculo que se realiza a cada uno de los espacios que queramos climatizar de un edificio, la finalidad de dicho cálculo es la de escoger el equipo interior (ejemplo, fan-coil) que va a disipar la suficiente energía como para compensar las pér-
climatización
didas y poder así mantener las condiciones interiores deseadas. El cálculo dinámico es el cálculo realizado en el conjunto del edificio, su finalidad es la de determinar la potencia que deberá tener el equipo de producción que suministra energía a todos los fan-coils del edificio.
NOTA: El valor del cálculo dinámico no es la suma de los valores de los cálculos estáticos.
Ejercicio práctico El ejercicio que se realiza a continuación tiene por finalidad determinar la potencia térmica a compensar de una planta en concreto de un edificio de oficinas. En la figura 1 se puede ver el alzado del edificio, se marca con un rectángulo rojo la planta sobre la que se va realizar el cálculo. La figura 2 es una vista en planta de dicha planta donde se puede observar la ocupación y la distribución de los trabajadores. Puesto que el ejercicio es teórico, consideramos que la orientación del edificio es de 0º norte. Para el cálculo de las cargas térmicas se ha dividido la planta en 8 zonas tal y como se puede ver en la figura 3. El nombre asignado a estas zonas corresponde con la orientación que tiene. Realizamos un cálculo de cargas estático y podemos observar las distintas necesidades de cada zona en el gráfico 1. La suma de todas las zonas da como resultado 68,46 Kw.
Figura 1
Figura 2
El INSTALADOR nº 510 septiembre 2013
Figura 3
19
climatización
NOTA: Los valores de la gráfica 1 son valores absolutos, por tanto es normal que las zonas con mayor superficie tengan una demanda superior. La potencia estática mostrada en la tabla anterior simplemente es un “fotografía” independiente de cada zona tomada en el momento más desfavorable posible. Pero si analizamos esta potencia tomando en cuenta el factor tiempo, veremos su evolución durante el día. La gráfica 2 y la gráfica 3 reflejan esta información.
20
Gráfico 1
Gráfica 2
Gráfico 3
Gráfico 4
A la hora escoger el equipo de producción es necesario disponer de la curva de demanda del edificio estudiado, puesto que si sumamos los valores estáticos de cada zona nos va a dar un resultado superior a la situación más desfavorable que se puede dar en la planta. En la gráfica 4 se muestra la suma dinámica de las zonas y la suma de los estáticos. El momento de máxima demanda es a las 16:00 con una poten-
El INSTALADOR nº 510 septiembre 2013
cia de 53,11 Kw, mientras que la suma de los estáticos nos daba 68,46 Kw. Escoger un equipo de producción utilizando la curva de demanda nos va a permitir ajustarnos a la realidad y evitar colocar equipos sobredimensionados, provocando así una inversión inicial menor. NOTA: Los equipos de producción siempre se deberían escoger a partir de la curva de demanda del edificio.z