FAUD - UNC. Tema:Balance Térmico de verano Cálculo según IRAM Guía de Ejercitación Docente: V B Final

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1 FAUD - UNC Tema:Balance Térmico de verano Cálculo según IRAM Guía de Ejercitación Alumno: Matricula: Docente: V B Final / /2017 / /2017 1

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3 InstalacionesII B FAUD - UNC Balance Térmico de Verano Método IRAM Alumno: Contenidos: 7 Guía de ejercitación VºBº - Concepto Fecha: Procedimiento de cálculo de la carga térmica de refrigeración bajo Norma IRAM Instrumentar en las técnicas de cálculo de las ganancias de calor de un edificio, conducentes al Objetivo: balance térmico de verano, en base a los criterios fijados por IRAM en el marco de los procedimientos destinados a evaluar el ahorro de energía en refrigeración. Calcular la carga térmica de refrigeración y el coeficiente volumétrico de refrigeración en base al procedimiento IRAM de los locales del ejemplo que se adjunta. DATOS GENERALES Caso de Estudio: AULAS TEORICAS Modulo RojoPB - FAUD Ciudad Universitaria 1. Se efectuará el cálculo para cada una de las aulas teóricasubicadas en planta baja. Se estudiará la carga térmica total. y la posible zonificación de la planta en sectores en función del uso y/o carga térmica diferenciada. 2. Cada alumno realizará el cálculo para un aula, integrando los resultados al final del práctico. Los docentes en el taller asignarán a cada alumno el/las aula/s donde realizará el estudio. 3. Se propondrán acciones correctivas para alcanzar un G Rigual o inferior al GR admisible (mejoras de aislamiento en los cerramientos opacos, vidriados, protección solar, etc.) 4. Inicialmente se considerarán las ventanas sin protección solar. 5. Se considerará que la estructura (vigas y columnas) ocupa un 10% de la envolvente exterior. Valores de Transmitancia Térmica (situación actual) Muros ext - int Composición Bloque cerámico 18 cm revocado ambas caras Vigas y columnas H A Ventanas Vidrio simple Techo Losa pretensada Piso Otros TransmitanciaK [W/m2ºC] Equipamiento: Considerar 1 (una) computadoras portátil cada 3 (tres) alumnos 3

4 PLANTA GENERAL Nota: planta esquemática sin escala utilice las medidas indicadas en planos adjuntos N DATOS GENERALES DEL LOCAL (AULA Nº.. ) 4

5 PLANILLA DE CÁLCULO DE QR y GR TRANSMISIÓN Qc transmisión total Qc (i) 5

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8 ANALISIS DE RESULTADOS Nota: este cuadro resumido permite verificar las cargas térmicas, para ver donde pueden aplicarse medidas de ahorro de energía y uso racional de energía, tendientes a reducir las necesidades en refrigeración. SITUACION ACTUAL Carga térmica W Posibilidad de reducción de carga térmica % PROPUESTA w % Por transmisión (i) Solar (ii) Por calor sensible interno (vi) Por calor sensible del aire exterior (vii) Por calor latente interno (viii) Por calor latente del aire exterior (ix) 100 TOTAL 100 Adjuntar, de ser necesario, los cálculos o detalles de las acciones correctivas realizadas para reducir la carga térmica. SINTESIS DE RESULTADOS Carga térmica (W) Aula teórica 7 Aula teórica 8 Por transmisión Solar Por calor sensible interno Por calor sensible del aire exterior Por calor latente interno Por calor latente del aire exterior TOTALES GR por aula TOTAL DE LA PLANTA W 8

9 CUESTIONARIO TEORICO Guía 4 Balance de verano 1. Enumerar las diferentes cargas térmicas que se deben tener en cuenta en un balance de verano. Identificar cuales representan una carga de calor sensible y cuales una carga de calor latente. 2. Así como la carga de calor sensible depende, al igual que en invierno, del salto térmico entre el interior y el exterior ( t), indicar de que depende la carga de calor latente. 3. Que representa el factor de exposición solar del vidrio (F es) y para que se utiliza en el balance térmico de verano. 9

10 4. Que representa el coeficiente volumétrico de refrigeración GR. Indicar para que sirve. 10

11 InstalacionesII B FAUD - UNC Extracto IRAM Aislamiento Térmico de Edificios Verificación de sus condiciones higrotérmicas. Ahorro de energía en refrigeración. Determinación de la carga térmica de refrigeración Objeto: Establecer el procedimiento para determinar la carga térmica total en refrigeración (QR (W)); el método de cálculo de coeficiente volumétrico de refrigeración (G R (W/m3)) y la carga térmica por unidad de superficie (SR (W/m2)), para evaluar el ahorro de energía en refrigeración y los valores admisibles de QR, SR y GR. Evaluación Los coeficientesqr, GR y SR, tienen en cuenta las ganancias de calor a través de los cerramientos (opacos y no opacos) que componen la envolvente, las ganancias por renovación de aire de los locales, las ganancias debidas al sol y las ganancias por fuentes internas del local o edificio. Los valores de QR, SR y GR no deben exceder los valores máximos admisibles indicados en la norma para cumplir con el ahorro energético requerido. Condiciones Térmicas La tabla 1 indica los valores de temperatura y humedad relativa de diseño en el interior de los locales medidas en el centro del recinto a 1,50 metros. 11

12 Los temperatura de diseño máxima para verano (TDMX) se puede obtener de la IRAM La humedad relativa de diseño exterior (HRDe), correspondiente a la TDMX debe ser calculada mediante en diagrama psicrometrico a partir de la temperatura y humedad relativa media exterior (TMED y HR) de la IRAM 11603, manteniendo la humedad absoluta (w) constante. Cálculo de la carga térmica total en refrigeración (QR) La carga térmica de un local refrigerado se calcula con la siguiente expresión: QR = QC + Qa + QS + QO QC: carga térmica por transmisióna través de la envolvente opaca y transparente[ W ] Qa: carga térmica por ventilación[ W ] QS: carga térmica solar[ W ] QO: carga térmica por fuentes internas (personas + equipamiento + iluminación)[ W ] Carga térmica por transmisión (QC) QC K i Ai (t e t i ) [W] K: transmitancia térmica del cerramiento opaco o transparente[w/m2ºc] A: Superficie del cerramiento te: temperatura exterior de diseño (TDMX - IRAM 11603) ti: temperatura de confort interior Carga térmica por ventilación (Qa) Para la determinación de la carga térmica por ventilación se supone al edificio cerrado herméticamente, donde un porcentaje del aire interior es renovado por el equipo de refrigeración. La hermeticidad redunda en una reducción de las infiltraciones y en el ahorro de energía. Debe preverse un sistema de ventilación natural en el periodo del día en que no se utilice el edificio para mejorar la calidad del aire interior. El aire renovado e introducido por el equipo tiende a crear una sobrepresión interna en los locales que reduce el ingreso de aire exterior por infiltración a través de rendijas. La carga térmica por ventilación se calcula con la siguiente expresión: Qa C AR.(0,25. t ) C AR.(0,61. w) [ W ] CAR: caudal de aire a renovar [m3h] 0,25: constante que resulta del cociente entre el calor específico del aire humedo a 21ºC de temperatura y 50% de HR, y el volumen específico de la mezcla. [W/m3ºC] t: la diferencia entre la temperatura exterior y la temperatura interior. 0,61: constante que resulta del cociente entre el valor medio de la cantidad de calor cedida por condensación de un gramo de vapor de agua y el volumen específico de la misma mezcla de aire. [W] w: diferencia entre la humedad específica del aire exterior (we)y la humedad específica del aire interior (wi) [g/kg]. Ambos valores se obtienen del diagrama psicrométrico para las correspondientes mezclas de aire interior y exterior. 12

13 CAR = Npers.CARP Npers: la cantidad de personas que ocupan la vivienda o el edificio. CARP: el caudal de aire a renovar por persona [m3/h/pers] 13

14 Carga térmica solar (QS) Una parte de los aportes se deben a la radiación del sol que atraviesa las superficies vidriadas. La radiación solar varía con la hora del día y a lo largo de los meses del año. n QS Ai.I Si.Fesi i 1 A: la superficie vidriada [m2] IS: la intensidad de la radiación solar[w/m2] Fes: el factor de exposición solar del vidrio 14

15 Fuente: Mediciones y cálculos Centro de Investigaciones Acústicas y Luminotécnicas (CIAL) 15

16 Carga térmica por fuentes internas (QO) En verano el aporte interno no es despreciable y puede llegar a ser un aporte significativo respecto a la carga total. QO = Qpers + Qilum + Qequip Carga térmica debida a las personasqpers Qpers= Npers. M Npers:Cantidad de personas que ocupan el local M: Coeficiente de calor metabólico emitido por las personas [W] 16

17 Carga térmica debida a la iluminación Qilum n Qilum qilum. Ai i 1 qilum: carga térmica de la fuente de iluminación artificial A: superficiedel local a iluminar Destino del local Vivienda Oficinas y comercios Otros destinos Nivel de iluminación Carga termica W/m2 Fluorescente Incandescente halogenas 220V Bajo Alto Bajo Alto Por cada 100 lux 5 10 Carga térmica debida al equipamiento Qequip n Qequip qart i.n art i i 1 qart: calor emitido por los artefactos Nart: Cantidad de artefactos 17

18 Pérdidas térmicas en los conductos Otras cargas térmicas internas pueden darse debido a los conductos de inyección y retorno de aire acondicionado. 18

19 Calculo de coeficiente volumétrico de refrigeración G R La evaluación del ahorro energético se realiza en función del parámetro denominado coeficiente volumétrico de refrigeración. GR QR V QR: carga térmica total en refrigeración [W] V: Volumen total del local o vivienda [m3] Se establecen como valores máximos admisibles de G R los obtenidos de tablas en función de la TDMX correspondiente a la localidad. TDMAX 19

20 TDMAX TDMAX Edificio tipo casa: estructura que contiene un individuo o grupo familiar con un volumen refrigerado entre 30 m3 y 1000 m3. Edificio tipo bloque: estructura que contiene varias unidades con un volumen refrigerado entre 1000 m3 a m3. La altura del edificio debe ser de 3 pisos como máximo. Edificio tipo torre: estructura que contiene varias unidades con un volumen refrigerado entre1000 m3 a m3. La altura del edificio esta comprendida entre los 4 pisos y los 34 pisos. Nota: a los fines prácticos para la evaluación de edificios de carácter institucional o comercial se podrán tomar los valores de GRadm de la tabla 2B (edificio tipo bloque). 20

21 AULA R AULA R FOTOCOPIADORA / LIBRERÍA B