Diseño del sistema HVAC del edificio de control de un reactor experimental de fusión

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Eva Márquez Vera
hace 8 años
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1 Diseño del sistema HVAC del edificio de control de un reactor experimental de fusión Autor: Manuel Allendesalazar Mora Director: Juan Gutiérrez Pagador Entidad Colaboradora: Empresarios Agrupados RESUMEN DEL PROYECTO El presente proyecto tiene por objetivo el diseño de la instalación HVAC del edifico de control del reactor experimental de fusión ITER, que se va a construir en Cadrache, France. El proyecto consta de varias fases que se describirán a continuación. En primer lugar, se realizó un estudio de las condiciones de diseño tanto interiores como exteriores, estableciendo las condiciones de operación de verano e invierno. Para las condiciones exteriores se realizó un estudio estadístico de los valores de temperatura y humedad relativa para determinar las condiciones de operación más desfavorables tanto en verano como en invierno. Para las condiciones interiores, se estableció, de acuerdo con las normativas correspondientes, las condiciones de temperatura, humedad relativa, requisitos de ventilación y nivel de ruido de cada tipo de sala. A continuación, se modeló el edificio calculando los siguientes parámetros: Coeficientes de transmitancia a través de los cerramientos. Cargas por equipos. Cargas por ocupación de personas.

2 Infiltraciones (se eliminaron creando una sobrepresión por ventilación mecánica). Una vez modelado el edificio, se procedió a implementar dicho modelo en el paquete de software Bentley Hevacomp para calcular las cargas térmicas de verano y pérdidas de invierno. A partir de dicho datos se dimensionó la instalación HVAC, a implementar en el edificio. Para ello, se emplearon hojas de cálculo de Microsoft Excel para calcular las potencias de refrigeración y calefacción que deben de tener los equipos a instalar para vencer las cargas térmicas, los caudales a impulsar y extraer en cada sala, así como las temperaturas de impulsión utilizadas para verano e invierno. Los equipos instalados fueron los siguientes: Se instaló una Unidad de Tratamiento de Aire Principal que garantice los requisitos mínimos de ventilación en todas las salas. Se instalaron Unidades de Tratamiento de Aire para la Sala de Control Principal y la cafetería. Las salas de reunión y oficinas fueron climatizadas por medio de fan coils. Se dispusieron Unidades de Precisión para las salas de datos, que permiten un control óptimo de la humedad relativa. En las salas técnicas y almacenes se instalaron unidades Split. En los aseos se dispuso de ventilación y calefactores eléctricos.

3 Además se garantizó unas buenas condiciones de temperatura en áreas no contraladas por la instalación HVAC, tales como pasillos, mediante la estimación de las infiltraciones y exfiltraciones de una sala a otra. Una vez dimensionados, los equipos se procedió al cálculo de la red de conductos de ventilación de la instalación. Para ello se dimensionaron las rejillas, difusores, compuertas motorizadas de regulación, etc. que permiten el funcionamiento de la instalación HVAC. Mediante el programa Autocad, se trazaron los planos de conducto y diagramas de flujo de la instalación. Dicha red de conductos verifica la normativa de protección contra incendios, dispone de los sistemas de ventilación necesarios en caso de incendio. Además dispone de compuertas cortafuego entre diferentes áreas de fuego. Una vez trazada la red de conductos, se comprobó la presión estática de los ventiladores, por medio de la herramienta de cálculo de pérdida de carga HVAC-PC, que permite calcular la pérdida de carga acumulada de conductos y equipos de ventilación estándar. Por último, se detalló las hojas de datos con las características de los equipos a instalar, así como listas de equipos y componentes de la instalación. Madrid, Septiembre 2012 Autor: Manuel Allendesalazar Mora Director: Juan Gutiérrez Pagador.

4 Design of HVAC system of the control building of a fusion experimental reactor Author: Manuel Allendesalazar Mora Director: Juan Gutiérrez Pagador Colaborator Enterprise: Empresarios Agrupados PROJECT`S SUMMARY The current Project has the goal of designing the HVAC system of the control building of the fusion experimental reactor ITER, which is going to be built in Cadarache, France. The project is developed in various steps which are explained in the following abstract. First of all, both internal and external design conditions were studied, establishing the summer and winter operating conditions. In order to determine the external conditions, statistical data was analyzed and summer and winter extreme conditions were determined. As well, in order to determine the interior conditions, regulations were taken into account to determine interior temperatures, relative humidity, fresh air ratios, and noise impact for each type of room. The, the building was modeled calculating the following parameters. U-values of the enclosures. Internal heat loads. Heat loads due to occupancy

5 Infiltrations (infiltrations were avoided by establishing an overpressure inside the building with mechanical ventilation). Once the building was modeled, Bentley Hevacomp software was used in order to determine summer and winter heat loads. Using the previous calculated data, the HVAC system was dimensioned. Microsoft Excel spreadsheets were used in order to calculate cooling and heating capacities supply and exhaust flowrates for each room, and air supply temperatures used for summer and winter. The following equipments were installed: A main Air Handling Unit was installed to provide appropriate fresh air ratios to all rooms. Air Handling Units were installed in the Main Control Room and cafeteria. Meeting rooms and offices were acclimatized using fan coil units. Close Controlled Units were installed in the CODAC Servers Area, and SIC rooms. Technical Rooms and Stores were acclimatized with Split units. In the bathroom, ventilation and electrical heaters were disposed. Furthermore, appropriate conditions were guaranteed in not controlled areas by the HVAC system, such as corridors, by estimation of the infiltration and exfiltration flowrates in each room. Once the HVAC equipment was dimensioned, the supply and exhaust network of the HVAC system was developed. All the grilles, diffusers, motorized regulating

6 dampers, etc. were dimensioned. By using the software AutoCad, the ductwork layout drawings were performed, and the P&IDs diagrams were developed. The HVAC network is designed as well according to the fire protection regulations, and provides appropriate supply and exhaust flowrates in case of fire. In addition, fire dampers were installed between two different fire areas. Once the ductwork drawings were performed, static pressure of the fans was calculated, using the software HVAC-PC. This software calculates cumulative pressure drops of standard ducts and HVAC equipment. To sum up, detailed equipment data specifications was provided, as well as, HVAC equipment and components lists. Madrid, September 2012 Author: Manuel Allendesalazar Mora Director: Juan Gutiérrez Pagador.

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