CLIMATIZACIÓN DE UN AEROPUERTO EN GUADALAJARA

Transcripción

1 CLIMATIZACIÓN DE UN AEROPUERTO EN GUADALAJARA Autor: Veuthey Mordini, Álvaro Director: Martín Serrano, Javier Entidad Colaboradora: ICAI Universidad Pontificia Comillas. RESUMEN DEL PROYECTO El objetivo de este proyecto es el análisis de un sistema de climatización de un aeropuerto en Guadalajara, España, estableciendo y asegurando el cumplimiento de las condiciones técnicas y legales determinadas para este tipo de edificios. La climatización del aeropuerto se diseñará para todo el año, por lo que se calcularán los sistemas de calefacción y refrigeración del mismo. Se buscará cumplir las necesidades de confort de los usuarios y las condiciones de salud e higiene dentro del edificio. El aeropuerto consta de cuatro plantas. En este proyecto solo se estudiarán dos de ellas, la planta baja y la primera planta. En la planta baja se encuentran las salas de llegadas, los vestíbulos generales y los mostradores de información, venta de billetes y alquiler de coches. En la primera planta están los vestíbulos de facturación, zonas de salida de vuelos, así como otros tantos mostradores. El área total a climatizar es de m 2. Se ha subdividido el aeropuerto por zonas para su estudio individual de cargas térmicas en invierno y en verano, así como su sistema de climatización. La primera parte del proyecto es la realización de los cálculos de las cargas térmicas en verano e invierno. A la hora de calcular las cargas térmicas en verano se han de tener en cuenta las cargas por transmisión, iluminación, ocupación y equipos instalados. En el caso de las cargas de invierno, solamente se considerarán las pérdidas por transmisión, ya que el resto de cargas son consideradas favorables a la hora de calentar un edificio. Para ambos casos se tendrá en cuenta la situación más desfavorable de hora y fecha.

2 Tras haber obtenido las necesidades térmicas de cada local, se procede a calcular los caudales de impulsión, retorno y ventilación de aire. El caudal de impulsión tendrá que tener unas condiciones de temperatura y humedad específicas para asegurar los requisitos de confort. Por su parte, los caudales de ventilación son necesarios para cumplir con las condiciones de higiene y salud dentro del edificio. Éstos se determinan en función del nivel de ocupación y de la actividad. Con el caudal de impulsión y con las potencias caloríficas y frigoríficas se dimensionan los equipos de climatización a instalar. Cuando se trate de locales con superficies pequeñas y cargas térmicas bajas se instalarán unidades Fan-Coil. Para locales con mayores exigencias térmicas se usarán climatizadores. Las unidades Fan-Coils van alojadas en el falso techo de cada piso. Las unidades instaladas serán de tipo Cassette de instalación de cuatro tubos (4T) de la marca Termoven. Por su parte, los climatizadores se instalan en la cubierta. Serán climatizadores de la serie CLA, también suministrados por la empresa Termoven. Es necesario diseñar una red de conductos de impulsión del aire que lleve el caudal tratado desde los climatizadores en la cubierta hasta los locales en el edificio. Igualmente hay que plantear los conductos de retorno que llevan el aire de los locales a los climatizadores. El dimensionamiento de los conductos se ha hecho en función del caudal de aire que transportan, sin sobrepasar una velocidad de 7m/s ni una pérdida de carga mayor a 0.12 mmca por cada metro de conducto. Los distintos conductos se han seleccionado en función de su diámetro del proveedor air tub. Posteriormente se dimensionan los difusores y las rejillas. El aire es impulsado a los locales mediante difusores y absorbido por rejillas. No se debe superar una pérdida de carga de 25 Pa ni un nivel de ruido mayor a 40 dba. Los equipos seleccionados son difusores rotacionales del modelo VDW 825 x 72 y rejillas de retorno del modelo AR 825 x 125, ambos del suministrador Trox Technik. También es importante la colocación de los mismos, ya que hay que tener en cuenta una distribución simétrica y una separación adecuada. Los encargados de impulsar esos caudales de aire y hacerlos retornar son los ventiladores de impulsión y retorno de los propios climatizadores. El siguiente paso es diseñar el sistema de tuberías. Para que los climatizadores y los Fan-Coils sean capaces de impulsar aire a las condiciones establecidas, es necesario que reciban un caudal de agua apropiado. Un sistema de agua caliente para el invierno y uno

3 de agua fría para el verano. Las tuberías de agua se dimensionan en función del caudal que circula por ellas y que el agua no fluya a más de 2m/s ni tenga una pérdida de carca mayor a 20mmca por cada metro de tubería. Por otra parte, se calcula la pérdida de carga que sufre el fluido en su camino debido al rozamiento, a los codos, a los equipos, etc. Solamente se calculará el punto con mayor pérdida de carga, ya que si la bomba es capaz de vencer dicha presión, será capaz de vencer cualquier otro camino. Para impulsar los caudales de agua es necesario instalar unas bombas, que irán alojadas en el sótano del edificio. Se instalarán 4 bombas, dos por piso. Una de ellas impulsará el agua caliente y la otra la fría en cada nivel. Las bombas seleccionan en función del caudal que tienen que impulsar y la altura que tienen que suministrar. El proveedor elegido será Bombas Saci. Para generar el calor y el frío que requieren las unidades de climatización es necesario instalar calderas y grupos frigoríficos. Estas unidades se dimensionan en función de las cargas térmicas del edificio. En invierno es necesario suministrar una potencia de kw para calentar el agua, por lo que se instalará una caldera ADI CD 750 de la empresa Adisa. En verano las exigencias térmicas son mayores. Se necesita suministrar al aeropuerto con 1687,7 kw para que pueda abastecer a los climatizadores y a los Fan-Coils. Se instalarán dos grupos frigoríficos Carrier 30XWH-1002 en paralelo, con el fin de que se repartan la carga. Tiene sentido que las cargas térmicas en verano sean mayores a las de invierno, ya que a pesar de que Guadalajara tenga un invierno duro, es bien sabido que España tiene unas condiciones climatológicas más intensas en verano que en invierno. Por último se ha calculado el presupuesto económico que supondría climatizar el aeropuerto. Esta cifra asciende a (dos millones dieciocho mil trescientos siete). Es una parte importante del presupuesto total que supone construir un edificio de tales magnitudes, pero imprescindible para hacerlo explotable. Para evitar que en caso de avería de alguno de los componentes se pare la instalación, se conectarán elementos de reserva en paralelo. De esta forma habrá otras 4 bombas del mismo modelo instaladas en la sala de máquinas y otra caldera junto a la caldera que estará en funcionamiento. En lo relativo a los grupos frigoríficos y debido a su gran

4 coste económico, solamente se colocará un equipo en paralelo a los otros dos ya operativos. Se adjuntan al final todos los planos del aeropuerto, detallando la red de conductos de impulsión y retorno del aire, las rejillas, los difusores y el sistema de tuberías de agua caliente y fría. Todos los elementos y los cálculos se han hecho cumpliendo la reglamentación del RITE y atienden a las normas del Pliego de Condiciones. Los catálogos de los distintos proveedores que se han usado para seleccionar los elementos están adjuntados en el anejo.

5 AIR CONDITIONING OF AN AIRPORT IN GUADALAJARA Author: Veuthey Mordini, Álvaro Director: Martín Serrano, Javier Collaborating Institution: ICAI Universidad Pontificia Comillas. PROJECT SUMMARY The purpose of this Project is to analyze the air conditioning system of an airport in Guadalajara, Spain, establishing the legal and technical conditions determined for those types of buildings. The air cooling system will be designed for the entire year; this is why the heating and the cooling system will be calculated. It will seek to meet the comfort needs of users and health and hygiene conditions within the building. The airport has four floors. In this project only two of them will be analyzed: the ground floor and the first floor. On the ground floor are located the arrival halls, general halls and information, ticket sales and car rental desks. On the first floor are the check-in lobbies, flight departure areas, as well as other counters. The total area to be acclimatized is 14,278 m 2. The airport has been subdivided by zones for the individual study of its thermal loads in winter and summer, as well as its air conditioning system. The first part of the project is to calculate the thermal loads for summer and winter time. When calculating thermal loads in the summer, the transmission, lighting, occupancy and installed loads must be taken into account. In the case of winter loads, only transmission losses will be considered, because all other loads are considered favorable when heating a building. In both cases, the most unfavorable times and dates will be taken into account. After obtaining the thermal needs for each room, we proceed to calculate the rates for flow, return and air ventilation. The flow has specific temperature and humidity conditions to ensure the comfort requirements. The ventilation flows are necessary to

6 comply with hygiene and health conditions within the building. These are determined by the level of occupation and activity. With the flow rate and the heating and cooling powers, the air conditioning equipment to be installed is dimensioned. Fan-Coil units will be installed in areas with small surfaces and low thermal loads. For rooms with higher thermal requirements, air conditioners will be used. Fan-Coil units will be located in the false ceiling of each floor. The installed units will be Cassette type of installation of four tubes (4T) by the Termoven brand. For their part, the air conditioners will be installed on the deck. These will be air conditioners of the CLA series, also supplied by the Termoven company. It is required to design a network of air conduits that carry the treated air flow from the air conditioners on the roof to the premises in the building. It is also necessary to consider the return ducts that bring the air from the premises to the air conditioners. The dimensions of the ducts has been calculated as a function of the flow of air they carry, without exceeding a velocity of 7 m/s or a loss of load greater than 0.12 mmca per meter of conduit. The different ducts have been selected according to the diameter of the air tube supplier. Subsequently the diffusers and grids are dimensioned. The air is driven to the premises by diffusers and absorbed by grids. A load loss of 25 Pa or a noise level greater than 40 dba must not be exceeded. The selected equipment are rotating diffusers of the VDW 825 x 72 model and return grids of the AR 825 x 125 type, both by the Trox Technik supplier. The equipment s placement is also important, as it is necessary to take into account a symmetrical distribution and an adequate separation. The items responsible for driving and returning these air flows are the return fans and the air conditioners return themselves. The next step is to design the pipe system. In order for air conditioners and Fan-Coils to be able to deliver air to the set conditions, they must receive adequate water flow. A hot water system for the winter and a cold water system for the summer. The water pipes are dimensioned according to the flow running through them and taking into consideration that the water does not flow faster than 2 m/s nor has a pipe loss greater than 20 mmca per pipe meter.

7 On the other hand, it is calculated the loss of load that the fluid undergoes in its way due to friction, cornering, equipment, etc. Only the point with the highest pressure drop will be calculated, since when the pump is able to overcome that pressure, it will be able to overcome any other path. To boost the water flow is necessary to install pumps, which will be housed in the building s basement. Four pumps will be installed, two per floor. One of them will boost the hot water and the other the cold one for each level. The pumps are selected based on the flow rate they have to drive and the height they have to supply. The supplier chosen will be Bombas Saci. To generate the heat and cold required by the air conditioning units, it is necessary to install boilers and refrigeration units. These units are dimensioned according to the thermal loads of the building. In the winter it is necessary to supply a power of kw to heat the water, so an ADI CD 750 boiler of the Adisa company will be installed. During the summer the thermal demands are greater. It is necessary to provide the airport with kw so that it can supply the air conditioners and Fan-Coils. Two parallel Carrier 30XWH-1002 refrigeration units will be installed in order to distribute the load. It makes sense that the summer thermal loads are greater than the winter loads, since although Guadalajara has a harsh winter, it is well known that Spain has more intense climatological conditions during summer than winter. Finally, the economic budget for the airport has been calculated. This figure amounts to 2,018,307 (two million eighteen thousand three hundred and seven Euros). It is an important part of the total budget that involves building a construction of such magnitude, but essential to make it exploitable. To avoid the system stopping due to failure of any of the components, parallel reserve elements will be connected. This way there will be 4 other pumps of the same model installed in the engine room and another boiler next to the main operating boiler. Regarding the refrigeration groups and due to its great economic cost, only one unit will be placed in parallel to the other two already operating. All the drawings for the airport are attached at the end of the document, detailing the network of air supply and return ducts, grilles, diffusers and hot and cold water piping systems.

8 All elements and calculations have been made in compliance with the RITE regulations, and comply with the rules of the Terms of Reference. The catalogs of the different suppliers that have been used to select the items are attached in the appendix.