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