Climatización de un centro deportivo situado en Cáceres

Abstract

El objetivo de este proyecto consiste en la climatización de un centro deportivo situado en la ciudad de Cáceres. El sistema de climatización estará diseñado para vencer las condiciones más desfavorables, tanto en invierno como en verano. El edificio en cuestión cuenta con una extensión de aproximadamente 12.000 metros cuadrados, su planta es de sección rectangular y consta de dos plantas principales, más la cubierta. En la planta baja se encuentra el módulo principal con la pista de atletismo, además en la misma están también situados el gimnasio, la pista de entrenamiento y el resto de los locales útiles, tales como oficinas, vestuarios, salas médicas, de prensa y demás. Por otro lado, en la segunda planta está el modulo de acceso principal al edificio y la entrada al graderío. Las condiciones más desfavorables en verano dependen de la orientación de la fachada de las superficies a climatizar, mientras que en invierno estas condiciones son independientes de la orientación. Se han establecido unas condiciones de confort en el interior en verano de 24ºC y un 50% de humedad relativa. En invierno las condiciones de confort serán de 21ºC y 50% de humedad relativa. Para realizar el cálculo de las cargas térmicas en verano y de pérdidas en invierno, se han dividido los distintos espacios de los que se compone el edificio en módulos, según las distintas orientaciones. Este cálculo se ha realizado considerando los distintos efectos que influyen en los desequilibrios. En verano estos son los de transmisión, distinguiendo entre transmisión a través de cristales, a través de muros y de particiones, radiaciones, ocupación, iluminación y equipos. Mientras tanto en invierno se considerarán sólo los de transmisión e infiltración. Debido al pequeño tamaño de algunas zonas y de algunos locales, se han diseñado los fan-coils necesarios para cada local, así como también se han diseñado los climatizadores necesarios para las zonas con mucha carga térmica y los climatizadores de aire primario que envían aire a los fan-coils. Una vez realizados todos los cálculos se han sumado todas las potencias, tanto de invierno (calefacción) como de verano (refrigeración). La suma de las pérdidas de invierno corresponde a la potencia calorífica que deberá suministrar la caldera. Al tratarse de una potencia de 1805 KW, se instalarán dos calderas en paralelo, cada una de 940 KW. La suma de las potencias de verano, con un total de 2670 KW, nos ayudará a determinar las enfriadoras de agua de condensación por aire de 1352 KW cada una, que se dispondrán en paralelo. La instalación de climatización del edificio consta de dos grupos refrigeradores, dos calderas, catorce bombas, doce climatizadores y veintiséis unidades fan -coils. Las bombas impulsan un caudal de agua fría y caliente desde los grupos refrigeradores y calderas hasta la red de fan-coils y climatizadores. Emplearemos dos bombas en paralelo por tubería para así evitar la falta de suministro por avería de alguna de ellas. Todos los climatizadores, los grupos frigoríficos y las calderas se sitúan en la cubierta del edificio. La red de tuberías consta tanto de tuberías de agua fría como de agua caliente, así como de tuberías de impulsión y retorno. En todo tramo de tubería, la pérdida de carga no superará los 20 mm.c.a./m y la velocidad será como máximo de 2 m/s. Los conductos de impulsión tienen por finalidad llevar el aire correspondiente desde el climatizador hasta los locales. Estos conductos se han calculado a partir del caudal de aire que requiere cada local. Los conductos de retorno llevan el aire de los locales a sus respectivos climatizadores. Se han dispuesto difusores y rejillas previamente dimensionadas según el caudal de impulsión y de retorno de cada local. Para suministrar el caudal de impulsión requerido por cada fan-coil, se han dispuesto climatizadores de aire primario, encargados de pre enfriar o pre calentar el aire que va a los fan-coils. Estos climatizadores facilitan el aire en unas condiciones muy próximas a las de confort. En todo tramo de conducto la velocidad máxima será de 7 m/s. Se han determinado algunos accesorios complementarios como válvulas, filtros, termómetros y manómetros necesarios para el buen funcionamiento de la instalación así como para comprobar las principales variables (presiones y temperaturas). Para todo esto se han utilizado distintos manuales, catálogos y software de distintos fabricantes.

The main goal of this Project is to design the HVAC system of a sport center located in the city of Cáceres, while respecting the legal and technical conditions laid down. The air-conditioning is designed to overcome the most difficult conditions, both winter and summer. This building has a total surface of 12.000 m2 approximately, its cross sectional top view is rectangular and is composed by two floors and the roof. In the ground floor it is located the main module with the running track, in addition in the same level we can find the fitness center, the training track and the rest of the useful sections, such as offices, locker rooms, medical rooms, press, etc. On the other hand, in the first floor there is the main access to the building and to the grandstand. The most adverse conditions during the summer depend on the orientation of the facade, while in winter these conditions are independent of the orientation. The interior comfort conditions have been established in summer in 24ºC and 50% relative humidity. In winter comfort conditions are 22ºC and 50% relative humidity. To perform the calculation of the temperature loads in summer and heat loss in winter, we have divided the different areas of the building in modules, with different orientations. This calculation has been made considering the different effects that influence the imbalance. In summer these are transmission, separately transmitted through windows, through walls and partitions, radiation, occupation, lighting and equipment. While in winter we consider only the transmission and infiltration. Due to the small size of some rooms, fan-coils have been designed for each small room, while also air conditioners machines have been designed for each big room and for the primary air. Once all the calculations are done, the powers have been joined both of winter (heating) and summer (cooling). The total winter losses account for the heating power that must be supplied by the boiler. Being power of 1805 KW, there will be needed two boilers in parallel, each of 940 KW. The cooling power is about 2670 KW, so it will be needed two water cooler air condensation of 1352 KW each one. The air-conditioning system of the building is made up of two refrigerators, two boilers, fourteen pumps, twelve water conditioners for large dimensions rooms and primary air conditioner, and twenty six fan-coils. The pumps drive the flow of hot and cold water from the cooler groups and the boilers to the air conditioners and the fan coils. We are using two pumps in parallel per pipeline, to avoid a lack of supply in case of a work fault in any of them. The air conditioners, the refrigerator groups and the boilers are in the deck of the building. The pipeline installation is made up of both cold water and hot water pipes, as well as of drive and return pipes. In any pipe section, the pressure drop will be less than 20 mm.c.a/m and the velocity will be 2 m/s maximum. The air conducts bring air from the conditioner to the rooms. These conducts have been calculated from the air flow required for each local. The return conducts carry the return air flow from each room to their conditioner. The diffusers and grids have been sized depending on the drive and return flow of each local. To provide the drive flow required for each fan coil it has been used a primary air conditioner. This conditioner makes the air under conditions close to those of comfort. In any duct section, the maximum speed will be 7m/s. Some accessories have been identified as valves, filters, thermometers and manometers for the proper functioning of the cooling heating system, as well as for controlling the major variables (pressures and temperatures). To calculate the main elements we have consulted various manuals, catalogs and selection software from different manufacturers.