CAPÍTULO 3 DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN

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1 CAPÍTULO 3 DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN 42

2 3 DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN 3.1 Características generales A continuación se describen los sistemas de climatización. En el edificio, el sistema de climatización instalado es un sistema centralizado para producción de agua fría y caliente, mediante dos plantas enfriadoras con compresores alternativos, de condensación por aire, de igual potencia y dos bombas de calor aireagua con compresores alternativos semiherméticos, así mismo de igual potencia. Estos cuatro equipos están situados en la cubierta del edificio. La producción está repartida entre los cuatro equipos, de forma que una bomba de calor y una planta enfriadora, abastecen a las unidades del núcleo Sur y la mitad del Vestíbulo, y los dos equipos restantes al núcleo Norte y a la mitad restante del Vestíbulo. El sistema hidráulico es a cuatro tubos, y está compuesto por cuatro circuitos de frío y cuatro circuitos de calor. Desde los colectores de impulsión de frío y calor, de cada planta enfriadora y de cada bomba de calor, parte un circuito compuesto por dos grupos motobombas (una de reserva), para las unidades climatizadoras de aire primario y dos grupos motobombas (una de reserva) para las unidades fan-coils, que alimentan a una red de tuberías a cuatro tubos. El tratamiento de las distintas dependencias se realiza mediante unidades fan-coils de techo sin envolvente, y a través de una red de conductos, distribuyen el aire de impulsión y retorno hasta las unidades terminales, situadas en los falsos techos de todas las dependencias. Dos unidades climatizadoras de aire primario, situadas en la cubierta, aportan el aire exterior necesario para la ventilación de las distintas dependencias. Dicho aire es vehiculado mediante una red de conductos, embocados a los conductos de retorno de las unidades fan-coils. 43

3 La sala de ordenadores situada en la planta segunda, tiene incorporado al sistema tres unidades autónomas tipo partido de condensación por aire, y con la distribución de aire por el falso suelo. Existen una serie de dependencias de las zonas internas, suplementadas con unidades de techo, tipo partido de condensación por aire. 3.2 Descripción de los equipos Características de los equipos Los equipos que componen el sistema de climatización del Edificio, son de las siguientes características: Unidades bombas de calor aire/agua climatización de oficinas CARRIER 30 DQ-100 Pote. Calorífica 270 kw 265 kw Temp. e/s agua fría 12/7 ºC Temp. e/s agua caliente 40/45 ºC Pot. Absorbida 85 kw Unidades plantas enfriadoras aire/agua climatización de oficinas CARRIER 30 GH kw Temp. e/s agua fría 12/7 ºC Pot. Absorbida 203 kw Grupos electrobombas circuito agua caliente UTA AP zona Norte WILO IPL 40/160-0,37/4 44

4 Caudal Potencia motor Velocidad 6.8 m3/h 6 m.c.a kw 1450 rpm Grupos electrobombas circuito agua caliente UTA AP zona Sur Caudal Potencia motor Velocidad WILO IPL 40/160-0,37/4 6.8 m3/h 6 m.c.a kw 1450 rpm Grupos electrobombas circuito agua fría UTA AP zona Norte Caudal Potencia motor Velocidad WILO IPL 40/160-0,37/4 11 m3/h 6 m.c.a kw 1450 rpm Grupos electrobombas circuito agua fría UTA AP zona Sur Caudal Potencia motor Velocidad WILO IPL 50/160-0,55/4 11 m3/h 7 m.c.a kw 1450 rpm 45

5 Grupos electrobombas circuito agua fría Fancoils zona Norte Caudal Potencia motor Velocidad WILO IPN 100/200-3/4 81 m3/h 9 m.c.a. 3 kw 1450 rpm Grupos electrobombas circuito agua fría Fancoils zona Sur Caudal Potencia motor Velocidad WILO IPN 100/200-3/4 81 m3/h 10 m.c.a. 3 kw 1450 rpm Grupos electrobombas circuito agua caliente Fancoils zona Norte Caudal Potencia motor Velocidad WILO IPN 65/ / m3/h 10 m.c.a. 2.2 kw 1450 rpm Grupos electrobombas circuito agua caliente Fancoils zona Sur Caudal Potencia motor Velocidad WILO IPN 65/ / m3/h 10 m.c.a. 2.2 kw 1450 rpm 46

6 Unidades de tratamiento de aire UTA AP zona Norte y Sur Caudal Potencia motor TECNIVEL PANEL BLOC-400 INTEMPERIE m3/h 2 CV 63.6 kw 39 kw Unidades fan-coils 4 tubos frío/calor de techo sin envolvente WESPER VPN kw 2.52 kw Caudal aire 464 m3/h 5 mm.c.a. 85 W 7 Uds. Caudal aire WESPER VPN kw 3.23 kw 595 m3/h 5 mm.c.a. 119 W 6 Uds. Caudal aire WESPER VPN kw 3.75 kw 673 m3/h 5 mm.c.a. 136 W 6 Uds. Caudal aire WESPER VPN kw 4.88 kw 917 m3/h 5 mm.c.a. 194 W 15 Uds. 47

7 Caudal aire WESPER WESPAK-2.69 HP kw kw m3/h mm.c.a. 850 W 48 Uds. Caudal aire WESPER WESPAK-3.99 HP kw kw m3/h mm.c.a W 15 Uds. Aparte de las unidades de fan coils, algunas zonas tienen además unidades de sistema partido bombas de calor aire/aire, se muestran a continuación esos sistemas así como las zonas a las que pertenecen: FAGOR FC-25B 7.21 kw 7.41kW Una se encuentra en la zona 2+17 y otra en la 2+18, ambas en la segunda planta. FAGOR FAC-4B 5.27 kw 5.57kW FAGOR FAC-2B 2.55 kw 2.78 kw Estas dos se encuentran en la zona 2+35 de la segunda planta. 48

8 CARRIER 38GL-24B 3.17 kw 4 Uds. En el centro de cálculo, que es la zona 2+26 de la segunda planta CARRIER 38GL-12B 1.63 kw En la zona 0+19 de la planta baja. JOHNSON kw 5.27 kw En las zonas 1+29 y 1+30 de la primera planta. Además de las unidades de sistema partido bombas de calor aire/aire, en el centro de cálculo encontramos también unas unidades acondicionadoras autónomas. (recalent.) Caudal imp. AIRDATA AD-13.2 /ADC kw 2x6 kw m3/h 2/2 CV Humidificador EDPAC DA 25/ BS WS 2/1,5 kw 5,72 kw Caudal imp. HIROSS AD-13.2 /ADC-13 36,7 kw m3/h 2/2 CV 49

9 La información explicitada es a la cual se tuvo acceso en la inspección del edificio Circuitos Hidráulicos El sistema hidráulico instalado es a 4T, dos tuberías de impulsión y dos de retorno, de manera que el sistema es capaz de dar simultáneamente frío y calor. Esto se usa para edificios que presentan inversión térmica simultánea. Algunas zonas pueden demandar frío mientras que otras demandan calor, por lo que el sistema debe ser capaz de producir y distribuir, agua caliente y fría al mismo tiempo. Sin embargo, el funcionamiento actual es dar ó frío o calor, por lo que el sistema a 4T es como si no estuviera. En el programa Calener no se introdujo un circuito a 4T, ya que no existe bomba de calor que pueda conectarse a este tipo de circuitos, por lo que se optó por la introducción de circuitos a 2T, en concreto, se introdujeron seis circuitos a dos tubos, con la limitación de que dentro de un mismo circuito no se puede dar simultáneamente frío y calor, aunque en el caso que nos ocupa no es una limitación propiamente dicha ya que sabemos que en realidad la ventaja del 4T no se utiliza. Los seis circuitos introducidos son: C-S-NORTE-FAN Circuito secundario que abastece de frío o calor a los fan-coils de la zona Norte C-S-SUR-FAN Circuito secundario que abastece de frío o calor a los fan-coils de la zona Sur C-S-NORTE-UTA Circuito secundario que abastece de frío o calor a las climatizadoras de aire primario de la zona Norte C-S-SUR-UTA Circuito secundario que abastece de frío o calor a las climatizadoras de aire primario de la zona Sur C-P-NORTE Circuito primario que abastece de frío o calor a los circuitos secundarios de la zona Norte 50

10 C-P-SUR Circuito primario que abastece de frío o calor a los circuitos secundarios de la zona Sur Los dos últimos son circuitos de tipo primario, entendiéndose por tal todo circuito hidráulico que transporta energía térmica, calorífica o frigorífica, desde uno a varios equipos primarios (plantas enfriadoras, generadores térmicos, torres de refrigeración) a un subsistema secundario como pueden ser: a) Una batería de calefacción o de enfriamiento y deshumidificación de unidades centrales o zonales de los subsistemas secundarios de tratamiento de aire. b) Un circuito secundario. c) Un circuito de radiadores, convectores o aerotermos, si la energía que transporta el circuito es calorífica. d) Una demanda de agua caliente sanitaria. Los cuatro primeros son de tipo secundario, que es un circuito abastecido hidráulica y energéticamente a través de un circuito primario. Figura 3-1 Circuitos del sistema Tabla 3-1 Circuitos Hidráulicos T. T. NOMBRE DEL MODO DE TIPO SUBTIPO CONSIGNA CONSIGNA CIRCUITO OPERACIÓN CALOR (ºC) FRÍO (ºC) C-S-NORTE-FAN Dos-tubos Secundario Horario 40 7 C-S-SUR-FAN Dos-tubos Secundario Horario

11 C-S-NORTE-UTA Dos-tubos Secundario Horario 40 7 C-S-SUR-UTA Dos-tubos Secundario Horario 40 7 C-P-NORTE Dos-tubos Primario Horario 40 7 C-P-SUR Dos-tubos Primario Horario 40 7 La temperatura de consigna es la temperatura a la que se quiere mantener el agua en el circuito. El modo de operación describe cuándo y cómo es activado el circuito. Un circuito hidráulico estará en funcionamiento, es decir, habrá fluido circulando, cuando funcione la bomba del circuito o la del equipo primario que en su defecto esté bombeando el fluido. En este caso los equipos primarios estarán produciendo agua a la temperatura especificada por sus temperaturas de consignas respectivas. Debido a que los subsistemas secundarios pueden tener unos horarios de funcionamiento, definidos por el usuario, diferentes a los del circuito primario correspondiente, siempre que el circuito que los abastezca esté desactivado, los subsistemas secundarios serán igualmente desactivados. -Modo de operación para los circuitos que abastecen a los fan-coils: El modo de operación para los circuitos que abastecen a los fan-coils es de tipo horario, es decir, la entrada en servicio de los equipos primarios se realiza en función de los valores de un horario. Se definen dos horarios, uno para los circuitos de agua caliente y otro a los de agua fría, estos son del tipo Todo / nada. Éstos especifican para cada hora un valor 0 o 1. El valor 1 para una hora determinada significa que el circuito de calor o frío está en operación y 0 que está fuera de operación. En circuitos de dos tubos es necesario especificar tanto el perfil CALEF-HOR como el REFRIG-HOR. Para construir los horarios de funcionamiento de los fan-coils se preguntó al responsable del mantenimiento del edificio, y su respuesta fue que durante los meses de Noviembre, Diciembre, Enero y Febrero activa los fan-coils para dar calor sólo de 8 a 11 de la mañana, durante el resto del día éstos están desactivados. Para los restantes meses, los fan-coils están activos para dar frío durante el horario de funcionamiento del edificio, es decir de 8 de la mañana a 9 de la noche. 52

12 El horario de funcionamiento para dar frío se definió como FAN FRIO, comienza el 26 de Febrero y termina el 28 de Octubre, durante los días restantes se tendrá el horario de funcionamiento para dar calor, FAN CALOR. -Modo de operación para los circuitos que abastecen a las Utas: Al igual que los fan-coils, las climatizadoras de aire primario entran en funcionamiento en función de un horario. Éstas trabajan en modo calefacción de 8 a 11 de la mañana durante el mes de Noviembre, Diciembre, Enero y Febrero, al igual que los fan-coils, el resto del día de estos meses, por el circuito que las abastece pasará agua fría. También ocurrirá esto último para los demás meses del año de 8 de la mañana a 9 de la noche. Por tanto las climatizadoras estarán activas durante todo el año durante el horario de funcionamiento del edificio Subsistemas primarios a) Bombas de Calor y Enfriadoras En el edificio, el sistema de climatización instalado es un sistema centralizado para producción de agua fría y caliente, mediante dos plantas enfriadoras con compresores alternativos, de condensación por aire, de igual potencia y dos bombas de calor aireagua con compresores alternativos semiherméticos, así mismo de igual potencia. Estos cuatro equipos están situados en la cubierta del edificio. La producción está repartida entre los cuatro equipos, de forma que una bomba de calor y una planta enfriadora, abastecen a las unidades del núcleo Sur y la mitad del Vestíbulo, y los dos equipos restantes al núcleo Norte y a la mitad restante del Vestíbulo. Abastecen de agua a los circuitos primarios, Norte y Sur. Unidades bombas de calor aire/agua climatización de oficinas CARRIER 30 DQ-100 Pote. Calorífica 270 kw 53

13 265 kw Temp. e/s agua fría 12/7 ºC Temp. e/s agua caliente 40/45 ºC Pot. Absorbida 85 kw Unidades plantas enfriadoras aire/agua climatización de oficinas CARRIER 30 GH kw Temp. e/s agua fría 12/7 ºC Pot. Absorbida 203 kw Para la simulación del edificio, para cada circuito se ha introducido los datos anteriores y uno adicional, el EER. EER: Define la relación entre la potencia frigorífica nominal y la eléctrica del equipo. 562 EER (enfriadora) = = EER (bomba de calor) = = Como resumen se muestran los equipos primarios y sus características: Tabla 3-2 Equipos primarios Nombre del equipo primario Tipo Potencia nominal calor. (kw) Potencia nominal frig. (kw) EER Eléctrico Bomba calor Norte Bomba de calor 2T Bomba calor Sur Bomba de calor 2T ENFRIADORA-NORTE Compresor Eléctrico ENFRIADORA-SUR Compresor Eléctrico b) Bombas Hidráulicas Cada equipo primario tiene su propio grupo de bombeo, a caudal constante. En el edificio hay cuatro circuitos secundarios de 2T como se mencionó anteriormente, cada uno con su bomba correspondiente a caudal constante también. Las características 54

14 de éstas se muestran a continuación: Tabla 3-3 Bombas hidráulicas Nombre de la bomba Caudal (l/h) Altura (m) Circuito o sistema primario al que pertenece B-UTA-Norte C-S-NORTE-UTA B-UTA-Sur C-S-SUR-UTA B-FAN-Norte C-S-NORTE-FAN B-FAN-Sur C-S-SUR-FAN B-CALOR-NORTE Bomba calor Norte B-CALOR-SUR Bomba calor Sur B-FRIO-NORTE ENFRIADORA-NORTE B-FRIO-SUR ENFRIADORA-SUR La bomba de circulación de un circuito interactúa con el funcionamiento del circuito. Por defecto la bomba se activa cuando el circuito lo demanda, en función de su modo de operación. Por ejemplo, en el modo de funcionamiento Disponibilidad en función de un horario, el circuito se activa, y con él la bomba, siempre dentro de dicho horario Subsistemas secundarios Los subsistemas secundarios que están contemplados en el proyecto están constituidos por los siguientes sistemas: -Sistemas fan-coils-coils. -Sistemas autónomos para el centro de cálculo y algunas dependencias. -Sistemas de ventilación a través de climatizadoras de aire primario. a) Sistemas de fan-coil En el edificio original hay cinco tipos de fan coils La distribución de espacios que se realizó para el cálculo de cargas, no es la que realmente tiene el edificio ahora. 55

15 En la zona Sur, esto no es muy acusado, respetándose bastante aproximadamente la distribución de zonas del cálculo de cargas, pero en la zona Norte, los espacios están distribuidos de forma distinta, debido a que se han ido colocando mamparas de prefabricados conforme se ha ido procediendo al alojamiento de las oficinas. Para la planta 1, se realiza el cálculo de cargas según la distribución que se muestra a continuación, y se coloca un fan-coil de tamaño adecuado para cubrir las necesidades de refrigeración y calefacción, dictadas por el cálculo de cargas, como se ha comentado anteriormente. Figura 3-2 Distribución original de espacios Distribución de espacios para cálculo de cargas con los fan-coils escogidos En la figura 3-3, se muestra la distribución real de los espacios en el edificio de la planta 1 superpuesta a la del cálculo de cargas. Para una mejor visión los espacios han sido coloreados. Lo mismo ocurre para las demás plantas. Figura 3-3 Distribución real de espacios Pueden verse en la imagen los siguientes defectos que provocarán un mal funcionamiento de la instalación: 1.-No se conocen las necesidades térmicas de los espacios reales puesto que no son los 56

16 del cálculo de cargas 2.-Dependencias con usos diferentes a los especificados en Proyecto 3.-Misma dependencia alimentada con más de un equipo, con los controles de los mismos dentro de la misma dependencia 4.-Misma dependencia alimentada con más de un equipo, con los controles de los mismos fuera todos de la dependencia 5.-Un mismo fan-coil se encuentra alimentando simultáneamente a tres dependencias distintas, estando el control del mismo en una única de ellas 6.-Dependencias que carecen de climatización 7.-Los conductos de distribución del aire acondicionado acaban en pasillos, que son zonas que el IT-IC, vigente en la fecha del Proyecto, y el actual RITE, prohíben acondicionar Estos errores provocan, inevitablemente disconfort a los ocupantes. Se ha tenido que recurrir para paliar en parte este disconfort, a la instalación de equipos autónomos suplementarios en alguna de las dependencias. El incremento de potencia debido a los equipos antes mencionados, no está justificado en el cálculo de cargas, por lo tanto la potencia total instalada en la actualidad, no está reflejada ni en el Proyecto ni en ningún otro documento En el proyecto actual, para saber la potencia calorífica o frigorífica real que se abastece en una zona, se observó las bocas de salida de aire que entraban en la zona, que podían pertenecer a uno o varios fan-coils, y con un cálculo sencillo se calculó la potencia que realmente entraba en esa zona de la siguiente manera: -Los fan-coils del proyecto original se llaman Fan 1, 2, 3, 4, y 5 tienen las siguientes características Tabla 3-4 Fan-coils Fan Potencia bat Potencia bat frío Potencia bat Caudal frío (kw) sens. (kw) calor (kw) aire(m 3 /h)

17 -En el proyecto original hay 42 tipos de fan-coils, estos anteriores y 37 más. El cálculo de las características de un fan cualquiera de esos 37, se hará haciendo un ejemplo: Ejemplo: En la zona 0+16 se tienen 4 bocas de salida del fan tipo 5 con un total de 14 bocas, más otras 4 bocas de salida de otro fan tipo 5 con un total de Potencia frigorífica: 4* + 4* = 5.5 kw Potencia frigorífica sensible: 4* + 4* = 4.28 kw Potencia calorífica: 4* + 4* = 6.56 kw Caudal de aire: 4* + 4* = 1017 m 3 /h A este fan se le llamó Fan 13. Repitiendo lo mismo para las demás zonas del edificio, se obtienen los otros tipos de fan-coils. Todos ellos, se muestran en la siguiente tabla: Tabla 3-5 Fan-coils Fan Potencia bat Potencia bat frío Potencia bat Caudal frío (kw) sensible (kw) calor (kw) aire(m 3 /h) Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan

18 Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan Fan b) Sistemas autónomos para el centro de cálculo y algunas dependencias. Aparte de las unidades de fan coils, algunas zonas tienen además unidades de sistema partido bombas de calor aire/aire, se muestran a continuación esos sistemas así como las zonas a las que pertenecen: FAGOR FC-25B 7.21 kw 7.41kW Una se encuentra en la zona 2+17 y otra en la 2+18, ambas en la segunda planta. FAGOR FAC-4B 59

19 5.27 kw 5.57kW FAGOR FAC-2B 2.55 kw 2.78 kw Estas dos se encuentran en la zona 2+35 de la segunda planta. CARRIER 38GL-12B 1.63 kw En la zona 0+19 de la planta baja. JOHNSON kw 5.27 kw En las zonas 1+29 y 1+30 de la primera planta. En el centro de cálculo, que es la zona 2+26, encontramos las siguientes unidades de sistema partido bombas de calor aire/aire CARRIER 38GL-24B 3.17 kw 4 Uds. Y también unas unidades acondicionadoras autónomas. (recalent.) Caudal imp. AIRDATA AD-13.2 /ADC kw 2x6 kw m3/h 60

20 Humidificador Caudal imp. 2/2 CV EDPAC DA 25/ BS WS 2/1,5 kw 5,72 kw HIROSS AD-13.2 /ADC-13 36,7 kw m3/h 2/2 CV Para simular las unidades de sistema partido, simplemente se aumentan las potencias de las zonas donde exista alguna en su valor correspondiente. Para simular el sistema autónomo del centro de cálculo se utiliza un sistema autónomo sumando las características de los anteriores Tabla 3-6 Sistema autónomo Nombre en Calener Centro de Cálculo Tipo Aut. caudal constante Fuente de calor Ninguna Tipo de condensación Por aire EER 2.8 Potencia batería frío (kw) Caudal ventilador de impulsión (m³/h) Potencia ventilador de impulsión 4.72 (kw) Control ventilador de impulsión Caudal constante Sección de humectación Sí Las unidades del centro de cálculo, están en régimen de refrigeración, debido a la energía que constantemente disipan los ordenadores, que funcionan ininterrumpidamente. En esta sala, al no estar alimentada por el sistema centralizado, se tienen condiciones adecuadas de temperatura ambiente. Sin embargo, en la sala contigua, el sistema centralizado provoca un disconfort a los ocupantes por las elevadas temperaturas ambiente. Debido a la alta densidad de ocupación de esta sala, del alto 61

21 número de horas de trabajo desarrolladas en la misma, elevado número de equipos informáticos, es muy probable que sea una dependencia que demande refrigeración a lo largo de todo el año. Sin embargo, al estar climatizada por el sistema centralizado, está recibiendo calor de la bomba de calor. c) Sistemas de ventilación a través de climatizadoras de aire primario. Las unidades de tratamiento de aire UTA AP zona Norte y Sur tiene las siguientes características: Caudal Potencia motor TECNIVEL PANEL BLOC-400 INTEMPERIE m3/h 2 CV 63.6 kw 39 kw Y en Calener se introducen los siguientes datos: Tabla 3-7 Climatizadoras de aire primario Nombre en Calener UTANorte,UTASur Tipo Climatizadora de aire Fuente de calor Agua caliente Potencia batería frío (kw) 63.6 Potencia batería frío sens. (kw) Potencia batería calor (kw) 39 Caudal ventilador de impulsión (m³/h) Potencia ventilador de impulsión 1.47 (kw) Control ventilador de impulsión Caudal constante El sistema UTANorte abastece de aire primario la zona Norte de todas las plantas y el sistema UTASur a la zona Sur de todas las plantas. 62

22 Figura 3-4 Zona Norte Zona Norte Figura 3-5 Zona Sur Zona Sur 63

23 Figura 3-6 Sistemas Primarios 64