Climatización de un centro de investigación en Teruel

Abstract

La finalidad de este texto consistirá en la climatización de un centro de investigación en la provincia de Teruel, cumpliendo con todas las normativas y condiciones técnicas para la instalación y funcionamiento correcto de este centro. El objetivo de un sistema de climatización es el de proveer a toda la instalación con unas condiciones interiores confortables, es decir, con una temperatura y humedad relativa dentro de los límites establecidos por la normativa vigente. De esta manera se deberán estudiar las necesidades de calefacción y refrigeración de cada habitáculo. Inicialmente se procederá a la descripción y estudio del edificio y de su estructura en cuestión. Además del uso que se le dará a cada parte. En este caso, nos encontraremos con un edificio con 5 plantas, 4 utilizadas y luego una cubierta en la que se encontrarán alojados los distintos equipos climatizadores. De esas cuatro plantas cabrá destacar que en la planta inferior (-2) se encontrará la sala de calderas. Seguidamente se procederá al calculo de las cargas de verano e invierno, especificando el uso que le dará a cada sala y de esta manera, partiendo el edificio en las distintas zonas. Gracias a este cálculo se podrá calcular el resto de las necesidades de nuestra instalación. El cálculo de cargas de realizará en el caso más desfavorable, es decir, en el día más caluroso del verano, el edificio estará a plena utilización y con todos los equipos electrónicos utilizados, sin perdidas. Mientras que, para las cargas de invierno, se supondrá solo la aportación calórica de la radiación exterior, estando el edificio en desuso y con todos los equipos apagados. Acto seguido, se calcularán las potencias calóricas y frigoríficas, y de esta manera se calculará los caudales de ventilación y caudales de agua necesarios para los distintos sistemas de refrigeración. Estos caudales de ventilación deberán cumplir con los valores determinados por el RITE IDA 3 para garantizar la calidad de aire deseada para el nivel de ocupación determinado para dicha sala. Conocidos dichos caudales se procederá a la selección de equipos y la distribución de las tuberías y conductos que compondrán nuestra instalación. Cabrá denotar que debido a las distintas necesidades de las salas de nuestra instalación se usarán fancoils para cualquier sala con uso como oficina, mientras que a los laboratorios se les otorgará un climatizador u otro, alojados en la cubierta dependiendo de la posición del laboratorio con respecto a la situación geográfica de estos. Las tuberías vendrán determinadas por unas limitaciones de perdidas inferiores a 30mm.c.a. por metro, y una restricción de velocidad de 2 m/s. Utilizando esta selección de tuberías y eligiendo el recorrido de mayor longitud equivalente, se será capaz de elegir las bombas necesarias para impulsar el agua por los circuitos de agua caliente y fría. Conociendo el tamaño de las bombas y las necesidades de potencia de la instalación se dimensionarán y elegirán los grupos frigoríficos y calderas que se instalarán en el edificio. Dimensionaremos estos grupos para que el trabajo se pueda dividir entre dos máquinas y de esta manera en caso de fallo poder seguir trabajando, y que exista una tercera mucho mas pequeña para satisfacer los momentos en los que no hay casi demanda y de esta manera ahorrar. Como último paso, se procede al cálculo de conductos y dentro de este proceso habrá limitaciones como había en el diseño de tuberías. En este caso, la limitación de velocidad será de 10 m/s y la de perdida de carga de 0.1 mm.c.a./m. Estos conductos se encontrarán alojados en los falsos techos de cada planta y serán de forma rectangular. A su vez, se calcularán las características y numero de rejillas y difusores. Finalmente, estos equipos han sido seleccionados de distintos catálogos de distintos fabricantes en correcto cumplimiento de la normativa aplicable, los cuales pueden ser localizados en la sección de anexos de este texto. Elaborando un presupuesto para dicha instalación se concluye con un coste total de 1.491.770,71 €

The purpose of this paper is the heating & cooling of an investigation center in Teruel’s province, complying with the regulations and technical conditions applied to this installation and for the correct operation of this center. The objective of this air conditioning system is to provide the installation with the interior comfortable conditions, so the applicable correct temperature and relative humidity in accordance to the law. This way the heating and cooling needs of each room will have to be studied. Initially, we will proceed with the description and study of the building in topic. And the use that will be given to each of these spaces. In this case of study, a building with 5 floors, 4 of which are given a normal use and one for the location of all the air conditioning systems. Out of these 4 normal use floors, it needs to be mentioned that the boiler room will be located on the underground floor (-2), the lowest one of them. Afterwards, we will begin with the calculation of the heat loads, both for summer and winter. Specifying the use that will be given to each room and this way dividing the building into different small areas. Thanks to this calculation it will be possible to calculate the rest of the needs of our installation. Then, the heat and cooling loads will be calculated, and this way it will be possible to find out the ventilation requirements, as well as the water flow required by the different air conditioning systems. These flows will need to guarantee the air quality stablished by the RITE IDA 3 for the occupation of said room. Having known these flows, we will proceed with the equipment selection and the distribution of the different pipelines and ducts that will compose our design. It should be noted that due to the different requirements of the rooms in our building, fancoils will be used for the office type rooms and general air conditioning systems will be used for the laboratories. Allocating these systems in the upper floor and using the system accordingly geographically located for the lab. The pipelines will be determined by different limitations on load loss and fluid speed. Having the first ones to be under 30 mm.w.c and a limitation of 2 m/s on fluid speed. Using this chosen pipelines and choosing the longest equivalent length option, it will be possible to find out the pressure requirements of our water pump for the cold and hot layouts. Knowing the size of this pumps and the power needs of our design we will proceed with the sizing and choosing of the cooling groups and the boilers that will be installed in the building. We will dimension this groups so that the load can be divided between two, so that in case one of them breaks the other takes the load, and a smaller that provides enough power for times with no need of that type of water, so that we can reduce costs. As a last step, is the calculations for the ducts and inside this process we will have some limitations as we had with pipelines. In this case, the limitation for speed will be 10 m/s and a load loss of 0.1 mm.w.c. These ducts will be located on the fake ceilings and will have a rectangular shape. Inside this part the characteristics and number of grilles and diffusors will be calculated. Finally, these systems have been chosen from different manufacturers catalogues which satisfy correctly the applicable law. These catalogues can be located on the Annex section of this paper.

A budget has been developed for this installation which sums up a total cost of 1.491.770,71 €