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ACONDICIONAMIENTO HIGROTRMICO DE EDIFICIOSSISTEMAS TERMOMECNICOS
Taller de Materialidad III -Ctedra Dr. Arq. E. Di Bernardo - FAPYD - UNRJ. Vazquez - 2012
Determinacin de cargas - Balance trmico
Sistemas de refrigeracin
Sistemas de aire acondicionado
SBS - Sndrome del Edificio Enfermo
DETERMINACIN DE CARGAS TRMICAS
Ganancias de calor
Ganancias por los cerramientos
Ganancias por Radiacin solar
Ganancias por aire exterior,Iluminacin, personas, equipos
Carga de enfriamiento
Transmisin
Radiacin
Conveccin
Unidad: 1 frigora = 1 Kcal/h = 1,16 WTR = 3000 kcal/h = 3500 W
Prdidas de calor
Prdidas por los cerramientos
Prdidas por filtracin de aireCalor sensibleCalor latente
Carga de calefaccin
Transmisin
Infiltracin -Ventilacin
INVIERNO
VERANO
Tonelada de Refrigeracin: Cantidad de calor necesaria para transformar en hielo a 273 K (0 C) 1 tonelada inglesa (2000 libras o 907 Kg) de agua en 24hs.
CARGAS TERMICAS DE VERANOAcumulacin de calor radiante en las estructuras
Carga real de refrig. por radiacin solar (Oeste)
Carga de refrigeracin efectiva por radiacin solar (distinto tipo de masa construida envolvente)
Carga de refrig. efectiva por iluminacin fluorescente
Carga de refrig. efectiva debida a rad. solar (Oeste) (16 hs de funcionamiento)
SISTEMAS COMPLEMENTARIOS DE REFRIGERACIN
El calor como expresin de energa se traslada de cuerpos calientes hacia cuerpos ms fros.
Los principios de la refrigeracin se basan en el transporte de calor de un punto a otro y el medio utilizado para ese movimiento generalmente es un fluido de baja temperatura denominado refrigerante.
Se extrae el calor del espacio y se lo transfiere a otro cuerpo cuya temperatura sea inferior a la del espacio refrigerado. Para lograrlo el refrigerante pasa por diversos estados o procesos, llamados ciclos de refrigeracin.
Existen dos tipos:
Refrigeracin por compresin
Refrigeracin por absorcin
D-Vlvula de expansin
Ventilador centrfugo
A -Evaporador
B- Compresor
C- Condensador
Ventilador axial
CICLO FRIGORFICO POR COMPRESIN
Liquido refrigeranteODP(potencial de empobrecimiento del ozono) nuloBuena eficacia energticaAusencia de toxicidad e inflamabilidadGWP Bajo potencial de calentamiento global
Fluido de transporte: AguaAire
Planta de Tratamiento de AireEnfriamiento y deshumidificacin1. Condiciones del aire exterior2. Condiciones del aire interior3. Condiciones de la mezcla a la entrada4. Condiciones de la mezcla a la salida
CM: Cmara de mezclaF: FiltrosSR: Batera de refrigeracinAM: Aire de mando (tratado)AR: Aire de retornoAext: Aire exterior
Bromuro de Litio AguaAgua- Amonaco
El agua y el bromuro de litio absorben, con facilidad, los vapores de amoniaco y agua, respectivamente.Cuando se utiliza el amoniaco como refrigerante y el agua como absorbente, se trabaja a presiones similares a las del ciclo de compresin mecnica, pudiendo conseguirse temperaturas inferiores a 0C.El sistema de absorcin se utiliza en instalaciones de acondicionamiento superiores a 300 TR.
Ventajas:Al utilizarse el calor como fuente de energa principal, permite el aprovechamiento de energas residuales. Resulta rentable si la energa trmica de calentamiento no tiene costo.Permite el uso de energas renovables, solar, bomba de calor.Mantenimiento ms fcil y barato.Reduccin de las cargas elctricas.Mejor comportamiento ambiental.Actualmente se comercializan unidades de refrigeracin que utilizan el ciclo amoniaco-agua. El calor se les suministra mediante quemadores de gas.
CICLO FRIGORFICO POR ABSORCIN
Los ciclos de absorcin se basan fsicamente en la capacidad que tienen algunas sustancias para absorber, en fase lquida, vapores de otras sustancias. En este sistema se reemplaza al compresor por un absorbedor.
Cogeneracin para Produccin de Agua Caliente y Motores de Combustin
BOMBAS DE CALOR
Dispositivos en los que se consigue el calor de un foco fro gracias a las transformaciones termodinmicas de un fluido
- Disponer simultneamente de un fluido caliente y otro fro a un costo de alrededor 3 veces menor que empleando resistencias elctricas, porque el consumo elctrico es para bombear el calor y no para transformarlo.
- Desplazar y aprovechar el calor de un edificio permitiendo un gran ahorro energtico
Vlvula inversora ciclo refrigerante
COMPONENTES DEL SISTEMA DE REFRIGERACIN
1. Planta trmica.
2. Planta de tratamiento
3. Equipos terminales.
4. Canalizaciones de alimentacin
5. Canalizaciones de retorno (caeras)
6. Canalizaciones de alimentacin (conductos)
7. Canalizaciones de retorno
8. Toma y conducto de aire exterior
1. Planta trmica
2. Planta de tratamiento
3. Equipos terminales
4. Canalizaciones de alimentacin
5. Canalizaciones de retorno (caeras)
6. Toma de aire exterior
SISTEMAS MIXTOS
SISTEMAS CENTRALES
INSTALACIONES DE AIRE ACONDICIONADO
1. Calefaccin2. Humectacin
3. Refrigeracin4. Deshumectacin
5. Filtrado6. Circulacin de aire7. Ventilacin
Condiciones higrotrmicas adecuadas en invierno
Condiciones higrotrmicas adecuadas en verano
Condiciones de salubridad durante todo el ao
El sistema de Aire Acondicionado debe ser capaz de:
EXPANSIN DIRECTASISTEMAS INDIVIDUALES
COMPACTOSDIVIDIDOS
SISTEMAS CENTRALESTODO AIRE (VAC Vol. Aire Constante)VAV (Volumen Aire Variable)
MixtosVRV (Volumen Refrigerante Variable)
EXPANSION INDIRECTAMixtos
AIRE AGUA - InduccinTODO AGUA - Ventilador - Serpentina Fan-Coil
SISTEMAS INDIVIDUALES Y CENTRALES
Componentes del Sistema1. Planta trmica2. Planta de tratamiento3. Canalizaciones3. 1. Caeras de mando
3. 2. Caeras de retorno3. 3. Conductos de mando3. 4. Conductos de retorno3. 5. Conductos de aire exterior4. Equipos terminales
Equipos autnomos que poseen su propio ciclo de refrigeracin.
EQUIPOS DIVIDIDOS (Minisplit)
Unidad interior: acondiciona ambiente
Unidad exterior: disipa la energa absorbida
Capacidad de 2 a 17 Kw.
EQUIPOS COMPACTOS DE VENTANA O PARED
Todos los componentes se encuentran en el mismo gabinete.
Requieren de alimentacin elctrica y conexin para drenaje. Altura de colocacin: 1,8 a 3m
Capacidad: 2 a 7 Kw.
SISTEMAS INDIVIDUALES
Equipos divididos (Split Central)
Unidad exterior (compresor ms condensador) unidad condensadora multiambienteUnidad interior (evaporador)Unidas mediante caeras por donde circula refrigerante
Distribucin mediante conductos Disipadores: rejillas, difusores, toberas.
Potencias: 17 Kw. - 300 Kw. Mayor capacidad de deshumectacin del ambiente
Sistemas individuales de expansin directa
EQUIPOS AUTOCONTENIDOS COMPACTOS
Equipos autocontenidos condensacin por aire Equipos autocontenidos condensacin por agua
El aire es enfriado directamente por el fluido refrigerante.
Compactos o autocontenidos. Equipos de techo (Roof Top). Enfriado por aire
Multiambientes. El aire tratado se impulsa a travs de conductos desde las unidades de tratamiento hasta los elementos terminales (difusores o rejillas).
Potencia: 17 a 300kw, 5 a 30 TR
SISTEMAS AUTOCONTENIDOS TODO AIRE
SISTEMA CENTRAL VAC-vol. constante de aire-Todo Aire
1. Conducto aire recirculado c/per.2. Conducto aire ext. con persiana3. Cmara de mezcla4. Batera de paneles filtrantes5. Serpentinas de enfriamiento6. Serpentinas de clefaccin7. Persiana de by-pass
8. Puerta de acceso9. Uniones flexibles (ruido y vibr.)10. Ventilador centrfugo11. Conducto de aire de mando12. Motor elctrico con transmisin13. Desages a pileta de piso14. Aislacin trmica
Sistema convencionalRegulacin de temperatura mediante TermostatoRegulacin de la batera de refrigeracin de expansin directaExpansin directa con by-pass del aire de recirculacinExpansin directa con postcalentamientoInstalacin de baja velocidad. Lmite de velocidad de aire por conducto: 10m/s
SISTEMA CENTRAL VAV-vol. variable de aire-Todo Aire
SISTEMA CENTRAL MIXTO VRV- vol. refrigerante variable
Desarrollado en la dcada del 80 luego de la crisis energtica del 73.Sistema de tratamiento del aire por expansin directa, que permite eliminar la utilizacin del agua como fluido intermediario caloportador.
Unidad condensadora exterior (compresor y condensador)Puede servir simultneamente a un nmero mx. de 16 a 24 unidades evaporadoras.Capacidad entre 5 y 30 TRApto para distancias de hasta 100m y desniveles de 50m
Se basan en la distribucin de energa a los locales a travs de circuitos de agua enfriada y aire.Requieren de una central de generacin de agua fra.
Enfriadores de aguaEn el evaporador en vez de aire se hace pasar agua, que es enfriada por el refrigerante.
Equipo para colocar en sala de mquinas, son enfriados por agua y requieren de torre de enfriamiento.
Equipos para colocar en el exterior, son enfriados por aire.
Manejadores de aire
Son equipos compuestos por un intercambiador de calor agua aire construido con caos aletados. Dentro de los tubos del intercambiador se hace circular agua fra o caliente (refrig. o calef).Un ventilador se encarga de hacer circular el aire por los conductos.
SISTEMA AIRE AGUA
Se basan en la distribucin de energa mediante agua.El agua fra es utilizada por unidades Fan-Coil que se instalan en cada ambiente.
Fan-Coil es una unidad terminal provista de un ventilador y u