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SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN APLICABLES A VIVIENDAS
CON DEMANDAS DE FRIO Y CALOR ESTACIONALES Y
VENTILACION RESUELTA POR SISTEMA INDEPENDIENTE
4
JOAN LLUIS FUMADO
SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN APLICABLES A VIVIENDASCON DEMANDAS DE FRIO Y CALOR ESTACIONALES Y
VENTILACION RESUELTA POR SISTEMA INDEPENDIENTE
JOAN LLUIS FUMADO
TEMARIO: Sistemas de climatización aplicables a viviendas con demandas de frío y calor estacionales y ventilación resuelta por sistema independiente
· Cuestión previa: la ventilación de las viviendas
La obligatoriedad de garantizar la calidad del aire interior
La eficiencia energética
· Sistemas de climatización aplicables a viviendas
Clasificación en función de la ubicación de los equipos de producción
El modo de repartir los consumos condiciona la solución
· Ejemplos de instalaciones:
Unitarias
Individuales
Centralizadas
Semicentralizadas
· Comentarios
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LA VENTILACION EN LAS VIVIENDASLA OBLIGATORIEDAD DE GARANTIZAR LA CALIDAD DEL AIRE INTERIORLA EFICIENCIA ENERGETICA
UNA CUESTION PREVIA
1 Ventilación = Primario
7 Expulsado
Ventilación independiente de la climatización Ventilación incorporada a la climatización todo aire
VIVIENDAS
ALMACENES DE RESIDUOS
TRASTEROS
APARCAMIENTOS
LA VENTILACION DE VIVIENDAS UN CASO PARTICULAR DEAPLICACIÓN DE LOS CRITERIOS DE RENOVACION DE AIRE
Según el CTE sección HS 3
en
Eficiencia energética por recuperación de energía:
Se deberá cumplir para equipos de generación y/o emisión de potencia mayor de 70 Kw. en régimen de refrigeración, o si se expulsa al exterior un volumen de aire mayor de 0,5 m3/s
Eficiencia energética por contabilización de consumos:
Se aplicará para la gestión de los consumos en caso de existir más de un usuario o con Potencia superior a 70 Kw. de forma general.
EFICIENCIA ENERGETICA SEGÚN R.I.T.E. que forma parte del C.T.E.
Recuperación de calor del aire expulsado
según R.I.T.E.
0,5 m3 /s = 500 litros / s 500 litros /s : 65 litros / s ViviendaVivienda caudal mínimo > 50 + 15 = 65 litros / s 7,7 viviendas
(cocina + 1 aseo)
VENTILACION VIVIENDAS Extracción HIBRIDA comunitaria Conducto de extracción shunt + ventiladorEntradas de aire por depresión Rejillas higrorregulables
NO HAY RECUPERACION DE ENERGIA
VENTILACION VIVIENDASExtracción HIBRIDA comunitaria Conducto de extracción shunt + ventilador Entradas de aire por depresión Rejillas higrorregulables
NO HAY RECUPERACION DE ENERGIA
VENTILACION VIVIENDASExtracción MECANICA COMUNITARIA UNIFICADAConductos de extracción interconectados en cubierta Entradas de aire por depresión Rejillas higrorregulables
NO HAY RECUPERACION DE ENERGIA
VENTILACION VIVIENDASImpulsión y extracción mecánicasRecuperadores de calor individualesDoble conducto = Duo
HAY RECUPERACION DE ENERGIA
VENTILACION VIVIENDASImpulsión y extracción mecánicasRecuperadores de calor individualesDoble conducto = Duo
HAY RECUPERACION DE ENERGIA
VENTILACION VIVIENDASImpulsión y extracción mecánicasRecuperadores de calor individualesDoble conducto = Duo
HAY RECUPERACION DE ENERGIA
SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN APLICABLES A VIVIENDASCON DEMANDA DE FRIO Y CALOR ESTACIONALES Y
VENTILACION RESUELTA POR SISTEMA INDEPENDIENTE
Clasificación en función de la ubicación de los equipos de producción
INSTALACIONES UNITARIASGeneradores de frío y/o calor independientes en cada espacio de unmismo abonado
INSTALACIONES INDIVIDUALESGeneradores de frío y/o calor únicos para cada abonado
INSTALACIONES CENTRALIZADASGeneradores de frío y/o calor comunes para todos los abonados
INSTALACIONES SEMICENTRALIZADASGeneradores de frío y/o calor en parte comunes y en parte propios de cada abonado
INSTALACIONES URBANASGeneradores de frío y/o calor comunes para un conjunto de edificios
El modo de repartir los consumos de cada usuario (abonado) Condiciona la solución a adoptar
Los actuales contadores de energía ( = Caudal · Salto térmico entrada –salida) solo sirven para líquidos. Para los fluidos con cambio de estado no hay contadores disponibles
Contador deEnergía (frío,calor)
El modo de repartir los consumos de cada usuario (abonado) Condiciona la solución a adoptar
Las instalaciones unitarias e individuales no plantean problemas de reparto de losgastos por consumo ya que la producción de frío y calor se hace a partir de energíaprimaria contratada por el propio abonado (electricidad ,gas,…).Las instalaciones centralizadas exigen contadores de energía en la conexión de cada abonado con el suministro de frío y calor centralizado. Los sistemas de distribución por agua no plantean problemas técnicos, por el contrario, los que utilizan distribución con refrigerantes que cambian de estado, carecen de solucionesde fácil aplicación Las instalaciones urbanas exigen contadores de energía en la conexión de cada edificio con el suministro de frío y calor urbano. El contrato de abastecimientoqueda supeditado a su adecuado funcionamiento. Las instalaciones semicentralizadas admiten contadores de energía en la conexión de cada abonado con el suministro de aportación centralizada, o la aplicación de uncanon fijo en función de la potencia demandada. En este tipo de instalaciones losprincipales gastos por consumo, correspondientes a la generación de frío y calor, se producen a partir de energía primaria contratada por el propio abonado (electricidad,gas,…)..
Inst. Unitaria
INSTALACIÓN UNITARIAFRÍO: Producción Unitaria, en cada local, por bomba de calor aire-aire en equipos compactos o partidos (Split), fijos o móvile .CALOR: Producción Unitaria, en cada local, por bomba de calor aire-aire en equipos compactos o partidos (Split) o medianteestufas de combustión o eléctricas .
Inst. Unitaria
Inst. UnitariaEquipo partido (Split)Unidad exterior en terrazaUnidad interior mural
Unidad interior mural
Unidad exterior
Inst. UnitariaEquipo móvil partidoCompresor en unidad interiorUnidad exterior tipo mochila
Inst. UnitariaEquipo fijo partidoCompresor en unidad exteriorUnidad interior tipo consola
Equipo móvil partido
Equipo fijo partido
Inst. UnitariasEquipos partidos (Split)Unidades exteriores en azoteaUnidad interior mural o casete
Unidad interior mural
Unidad interior casete
Unidades exteriores
Equipo móvil compactoExpansión directa Condensado por aireo excepcionalmente por agua
Equipo fijo partidoCompresor en unidad exteriorUnidad interior tipo consola
Equipo fijo compactoModelo de ventana o muro
Inst. Unitaria
Split
Multi-Split
Multi-Split
VRV
VRV
Inst. Individual
INSTALACIÓN INDIVIDUALFRÍO: Producción Individual, en cada local, por bomba de calor aire-aire mediante equipos partidos (Split, Multi-Split o VRV), conunidad exterior en distintas ubicaciones (cubierta, terraza, patio posterior...). Unidades interiores de expansión directa condescarga libre a cada local o a través de red de conductos.CALOR: Producción Individual, en cada local, por bomba de calor aire-aire mediante equipos partidos (Split, Multi-Split o VRV),con unidad exterior en distintas ubicaciones (cubierta, terraza, patio posterior...). Unidades interiores de expansión directa condescarga libre a cada local o a través de red de conductos.
En el caso de utilizarse sistemas VRV existe la posibilidad de emplear equipos capaces de producir simultáneamente frío y caloraplicables a cada local según demanda. En el resto de casos, si se desea frío y calor simultáneo se podría conseguiradicionando a cada unidad interior resistencias eléctricas, de tal modo que la bomba funcione produciendo frío para las unidadesinteriores que lo demandan y en las que se precise calor funcionando con resistencia eléctrica en desconexión con la unidad deproducción (bomba de calor).
Inst. Individual
También es posible utilizar sistemas aire-agua donde la unidad exterior produce frío o calor que transfiere al agua para serconducida a las unidades interiores, similares a las de expansión directa pero alimentadas por agua, lo que evita los problemasde gestión del fluido refrigerante.
Split
Multi-Split
Inst. IndividualUnidades exteriores en azotea
Multi-Split
Inst. IndividualUnidad exterior en terraza
VRV
VRV
Inst. IndividualUnidad exterior en patio interior
BOMBA CALOR
Deshumidificador
Deshumidificador
Inst. Centralizada
INSTALACIÓN CENTRALIZADAFRÍO: Producción Centralizada por bomba de calor aire-agua. El frío se transfiere al agua que se distribuye por tuberías hasta cadaabonado.CALOR: Producción Centralizada en caldera comunitaria que alimenta mediante tuberías de agua caliente a cada abonado.
En el local de cada abonado, las posibilidades de utilización del agua fría y del agua caliente son múltiples, a saber:- UTA = climatizador agua-aire (de suelo o de techo) + distribución de aire por conductos a cada estancia- UTA's = unidades alimentadas por agua tipo fan-coil o unidades hidrónicas (similares a las de expansión directa de los sistemasmulti-split ó VRV)- Suelo Térmico = suelo radiante frío o caliente. La gran pérdida de carga de los circuitos hidráulicos empotrados exige utilizar unabomba circuladora de agua propia para cada abonado. En la aplicación frío (verano), conviene controlar la humedad relativa del airemediante unidades deshumidificadoras, para evitar condensaciones (superficiales o intersticiales) en el suelo frío.
Inst. Centralizada
BOMBA CALOR
Inst. Centralizada
Contador de energía (frío,calor)
Distintas opciones de intercambio geotérmico (de las tuberías con terreno)
Deshumidificador
Deshumidificador
Bomba Calor CentralizadaReversible
Inst. CentralizadaProducción geotérmica de frío y calormediante bomba de calor agua - agua
INSTALACIÓN CENTRALIZADAFRÍO: Producción Centralizada por bomba de calor reversible condensada por agua proviniente de circuito geotérmico. El frío setransfiere al agua que se distribuye por tuberías hasta cada abonado.CALOR: Producción Centralizada por bomba de calor reversible que capta calor del agua proviniente de circuito geotérmico. Elcalor se transfiere al agua que se distribuye por tuberías hasta cada abonado.
El problema principal del sistema geotérmico reside en la necesidad de una gran masa de terreno para el intercambio.Puedecomplementarse en invierno con un sistema adicional de captación solar térmica, o un sistema convencional de calentamiento deagua. En verano, el sistema geotérmico funciona con alta eficiencia energética.
En el local de cada abonado, las posibilidades de utilización del agua fría y del agua caliente son múltiples, a saber:- UTA = climatizador agua-aire (de suelo o de techo) + distribución de aire por conductos a cada estancia- UTA's = unidades alimentadas por agua tipo fan-coil o unidades hidrónicas (similares a las de expansión directa de los sistemasmulti-split o VRV)- Suelo Térmico = suelo radiante frío o caliente. La gran pérdida de carga de los circuitos hidráulicos empotrados exige utilizaruna bomba circuladora de agua propia para cada abonado. En la aplicación frío (verano), conviene controlar la humedad relativadel aire mediante unidades deshumidificadoras, para evitar condensaciones (superficiales o intersticiales) en el suelo frío.
Inst. CentralizadaProducción geotérmica de frío y calor mediante bomba de calor reversible
Distintas opciones de intercambio geotérmico (de las tuberías con terreno)
Inst. CentralizadaProducción geotérmica de frío y calor mediante bomba de calor reversible
Deshumidificador
Inst. CentralizadaProducción geotérmica de frío y calor mediante bomba de calor agua – aguaAplicación a suelo térmico con deshumidificación (incorporada o autónoma )
Suelo térmico frío o caliente
Deshumidificador autónomo
incorporado
Inst. CentralizadaProducción geotérmica de frío y calor mediante bomba de calor agua – aguaAplicación a unidades terminales alimentadas por agua ( hidrónicas tipo fan-coil )
Distintas opciones de intercambio geotérmico (de las tuberías con terreno)
Inst. Semicentralizada- Producción geotérmica de agua atemperada Centralizada para bombas de calor reversibles Individuales situadas en el recinto de cada abonado- Posibilidad de apoyo
complementario con captación solar térmica en invierno
INSTALACIÓN SEMICENTRALIZADAFRÍO: Producción Individual por bomba de calor dentro de UTA, propia de cada abonado, condensada por agua proviniente decircuito geotérmico. El frío se transfiere al aire que se distribuye por conductos.CALOR: Producción Individual por bomba de calor dentro de UTA, propia de cada abonado, transfiriendo calor del aguaproviniente de circuito geotérmico. El calor se transfiere al aire que se distribuye por conductos.
El circuito de intercambio geotérmico no incorpora bomba de calor, como en los sistemas centralizados. En realidad, el sistemadescrito sustituye la bomba de calor central por un conjunto de bombas de calor individuales situadas en el recinto de cadaabonado. El sistema puede complementarse en invierno con un adicional de captación solar térmica.
Inst. SemicentralizadaProducción geotérmica de agua atemperada Centralizadapara bombas de calor reversibles Individuales situadas en el recinto de cada abonadoPosibilidad de apoyo complementario con captación solar térmica en invierno
Distintas opciones de intercambio geotérmico (de las tuberías con terreno)
Inst. SemicentralizadaProducción geotérmica de agua atemperada Centralizadapara bombas de calor reversibles Individuales situadas en el recinto de cada abonadoPosibilidad de apoyo complementario con captación solar térmica en invierno
APOYO SOLAR OPCIONAL AGUA GEOTERMICA
Inst. SemicentralizadaProducción geotérmica de agua atemperada Centralizadapara bombas de calor reversibles Individuales situadas en el recinto de cada abonado
U.T.A. =UNIDAD DE TRATAMIENTO DE AIREBomba de calor reversible Individual Agua-Aire
AGUA ATEMPERADA
TORRE CERRADA
Inst. Semicentralizada
- Producción de frío a partir de agua atemperada en torre de refrigeración Centralizada para bombas de calor de expansión directa Individuales condensadas por agua situadas en el recinto de cada abonado.
- Producción de calor mediante caldera Centralizada
INSTALACIÓN SEMICENTRALIZADAFRÍO: Producción Individual por bomba de calor dentro de UTA, propia de cada abonado, condensada por agua proviniente detorre de recuperación centralizada. El frío se transfiere al aire que se distribuye por conductos.CALOR: Producción Centralizada en caldera comunitaria que alimenta a las UTA individuales con baterías de agua caliente quetransfieren el calor al aire distribuido por conductos.
Inst. SemicentralizadaProducción de frío a partir de agua atemperada en torre de refrigeración Centralizada para bombas de calor de expansión directa Individuales condensadas por agua situadas en el recinto de cada abonado.Producción de calor mediante caldera Centralizada
TORRE CERRADA
Inst. SemicentralizadaProducción de frío a partir de agua atemperada en torre de refrigeración Centralizada para bombas de calor de expansión directa Individuales condensadas por agua situadas en el recinto de cada abonado.Producción de calor mediante caldera Centralizada
Inst. SemicentralizadaUTA = bomba de calor de expansión directa Individual situada en el recinto de cada abonado condensada por agua atemperada en torre de refrigeración Centralizada para producción de frío. Producción de calor mediante batería de calor alimentada por agua desde caldera Centralizada
U.T.A. =UNIDAD DE TRATAMIENTO DE AIRE
AGUA de AGUA de CALDERA TORRE
TORRE ABIERTA
Inst. Semicentralizada
Producción de frío a partir de agua atemperada en torre de refrigeración Centralizada para bombas de calor de expansión directa Individuales condensadas por agua situadas en el recinto de cada abonado
Producción de calor mediante calderas Individuales.
INSTALACIÓN SEMICENTRALIZADAFRÍO: Producción Individual por bomba de calor dentro de UTA, propia de cada abonado, condensada por agua proviniente detorre de recuperación centralizada. El frío se transfiere al aire que se distribuye por conductos.CALOR: Producción Individual en caldera propia de cada abonado que alimenta a la UTA correspondiente provista de batería deagua caliente que transfiere el calor al aire distribuido por conductos.
Inst. SemicentralizadaProducción de frío a partir de agua atemperada en torre de refrigeración Centralizada para bombas de calor de expansión directa Individuales condensadas por agua situadas en el recinto de cada abonado.Producción de calor mediante calderas Individuales.
TORRE ABIERTA
Inst. SemicentralizadaProducción de frío a partir de agua atemperada en torre de refrigeración Centralizada para bombas de calor de expansión directa Individuales condensadas por agua situadas en el recinto de cada abonado.Producción de calor mediante calderas Individuales.
Instalación unitaria
Equipo portátil partido
Equipos fijos compactos
Instalación entre unitaria e individual
Bomba de calor aire refrigerante Multi –splitdistribución con refrigerante
Instalación entre unitaria e individual
Bomba de calor aire-refrigerante Multi –split
Unidades terminales de expansión directa
Distribución con refrigerante
Instalación individual
Instalación individual, distribución con aire por conductos
Bomba de calor compactaCon ventilador centrifugo para conexión de conductos de aire
Bomba de calor partidaCon ventilador centrifugo para conexión de conductos de aire
Bomba de calor aire refrigerante distribución con refrigerante
Instalación entre individual y centralizadaV.R.V.
Multi - split
Bomba de calor aire - refrigerante V.R.V.distribución con refrigerante de caudal variable
Instalación entre individual y centralizada
Instalación centralizada
Bomba de calor aire refrigerante V:R:V:distribución con refrigerante de caudal variable
Bomba de calor aire refrigerante Multi –splitdistribución con refrigerante
Bomba de calor aire agua distribución con agua
Refrigerante
Agua
Ubicación de unidades exteriores
Ubicación de unidades exteriores
= TODO AGUA
= TODO AGUA
Sistemas: activos sin ventiladores o pasivosActivos por inducción de aire primarioPasivos por convección natural (y radiación negativa en grandes superficies)