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7/23/2019 17 - Sistemas de Climatizacion
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SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN
Julián Domene García.
Curso 2010‐11
7/23/2019 17 - Sistemas de Climatizacion
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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
1
2
3
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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
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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.
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24Julián Domene García
Aunque la elección de un determinado sistema es
una cuestión abierta, en la práctica la elección delsistema viene dada por la tipología del edificio
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25Julián Domene García
A continuación se definen algunas de lascaracterísticas principales de algunas tipologíasque condicionan el sistema elegido
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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
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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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páginaJulián Domene García
1 Viviendas
Sistemas utilizados:
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.
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29Julián Domene García
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
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30Julián Domene García
Sistemas
utilizados:
• Sistemas centralizados de aire• Rooftop,
• Ventiloconvectores•
Sistemas
de
volumen
de
refrigerante
variable.
2 Pequeño comercio
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31Julián Domene García
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
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32Julián Domene García
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.
3 Edificios de oficinas
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33Julián Domene García
Sistemas utilizados:
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.
3 Edificios de oficinas
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34Julián Domene García
Sistemas utilizados:
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.
3 Edificios de oficinas
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35Julián Domene García
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
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36Julián Domene García
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.
4 Centros comerciales
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37Julián Domene García
Sistemas utilizados:
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.
4 Centros comerciales
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38Julián Domene García
Sistemas utilizados:
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.
4 Centros comerciales
5
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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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páginaJulián Domene García
5 Hoteles y restaurantes
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.
5
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páginaJulián Domene García
5 Hoteles y restaurantes
• 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.
5
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5 Hoteles y restaurantes
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.
5
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páginaJulián Domene García
5 Hoteles y restaurantes
Sistemas utilizados:
• 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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Saltar a la primera
páginaJulián Domene García
5 Hoteles y restaurantes
• 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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Saltar a la primera
páginaJulián Domene García
5 Hoteles y restaurantes
• 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.
6
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46Julián Domene García
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
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47Julián Domene García
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 Centros educativos
6
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48Julián Domene García
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.
6 Centros educativos
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.
Julián Domene García
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.
Julián Domene García
7 Hospitales y centros de salud
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.
Julián Domene García
7 Hospitales y centros de salud
7 H it l t d l d
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Sistemas utilizados:
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.
Julián Domene García
7 Hospitales y centros de salud
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.
Julián Domene García
7 Hospitales y centros de salud
7 H it l t d l d
7/23/2019 17 - Sistemas de Climatizacion
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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
7 Hospitales y centros de salud
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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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8 Lugares de reunión
• 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.
7/23/2019 17 - Sistemas de Climatizacion
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8 Lugares de reunión
Sistemas utilizados:
• 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.
7/23/2019 17 - Sistemas de Climatizacion
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páginaJulián Domene García
9 Centros deportivos
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.
7/23/2019 17 - Sistemas de Climatizacion
http://slidepdf.com/reader/full/17-sistemas-de-climatizacion 59/61
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9 Centros deportivos
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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http://slidepdf.com/reader/full/17-sistemas-de-climatizacion 60/61
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9 Centros deportivos
Sistemas utilizados:
• 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.
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9 Centros deportivos
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.