Climatización de un hospital en León

Abstract

El objetivo del proyecto es la climatización de un hospital en León. Para ello, se establecerán las condiciones técnicas y legales a las que han de ajustarse las instalaciones de climatización. El hospital considerado consta de una superficie total de 2078 m2 repartida en dos plantas con forma de óvalo, separadas por 3 m de altura. Dispone un patio interior que se extiende a lo largo de toda la altura del edificio y en el que, a efectos prácticos, consideraremos que hay las mismas condiciones que en el exterior. La primera planta, el hospital general, dispone de habitaciones y despachos a lo largo de todo el contorno y de vestuarios, boxes de cuidados para neonatos y salas de estar, entre otras estancias, en el interior. La segunda y última planta se corresponde con la planta de hospitalización en la que tendremos habitaciones a lo largo de todo el contorno. Dado que el objetivo de las instalaciones es combatir los desequilibrios térmicos bajo cualquier circunstancia, partiremos de unas condiciones exteriores lo más desfavorables posibles. En base a dichas condiciones, establecidas en el Manual Carrier, podremos diseñar las instalaciones para lograr, en el interior de las estancias, las condiciones de confort tanto en invierno como en verano. Estas condiciones se sitúan en los 24 ºC y 50% HR en verano y 22 ºC y 50% Hr en invierno. Para el cálculo de las cargas térmicas de las estancias, partiremos de las condiciones exteriores y de confort mencionadas y, en función de sus características constructivas, orientación y uso, analizaremos los desequilibrios térmicos que afectan a cada una de ellas. En verano, se considerarán tanto los desequilibrios externos, por radiación solar y transmisión a través de los cerramientos, como internos por alumbrado, ocupación, equipo, y transmisión a través de tabiques. En invierno sin embargo, solo se considerará la trasmisión a través de cerramientos pues el resto de elementos tienden a mejorar las condiciones de partida. No se considerarán infiltraciones pues los locales estarán sometidos a sobrepresión. Conocidas las cargas térmicas de cada local, se procederá a la elección de los equipos necesarios para combatir dichas cargas. En el caso de habitaciones pequeñas, sin necesidad de un tratamiento especial de aire se tratará el aire de forma localizada en cada estancia mediante fan-coils. Para habitaciones de mayor tamaño sin embargo, recurriremos a climatizadores instalados en la cubierta. Este será el caso de los locales situados en la zona de boxes de la primera planta. 10 Para la producción del agua fría y caliente necesaria para regular la temperatura del aire, se instalarán en la cubierta una serie de grupos frigoríficos y calderas que alimentarán directamente en la cubierta a los climatizadores, y a través de la red de tuberías a los fan-coils. La red de tuberías de suministro a los fan-coils, constará de cuatro tuberías (impulsión y retorno de agua fría y caliente respectivamente) que recorrerán las dos plantas. Para su diseño se recurrirá al cálculo del caudal requerido por cada local, en base a la potencia frigorífica o calorífica que requiera. Conocido el caudal de cada estancia se podrá calcular el caudal por cada tramo de tubería y, con ello el diámetro necesario. En el caso de los climatizadores, el aire tratado en cubierta se llevará a las estancias a través de una red de conductos formada por un conducto de impulsión y uno de retorno. Para su diseño se utilizará el método del rozamiento constante. Partiendo del caudal del conducto principal y la velocidad máxima permitida para dicho establecimiento, podremos conocer el rozamiento que, como el nombre del método indica, se mantendrá constante para el resto de los conductos. Una vez conocido el caudal de los locales, se estipularán un tipo y número de difusores para cada local para asegurar una correcta difusión del aire. Debido al fin del establecimiento habrá que tener especial cuidado en asegurar la ausencia de gérmenes o sustancia nocivas. Por ello, será fundamental la renovación frecuente del aire de circulación con aire exterior. La circulación del aire se hará siempre desde las zonas limpias a las sucias para garantizar el correcto funcionamiento del hospital. Para la elección del número de calderas y grupos frigoríficos a instalar se partirá de la potencia total demandada en verano e invierno. La potencia frigorífica total resultó ser de 201.675 Kcal/h y la calorífica de 74.392 Kcal/h . Para asegurar poder combatir dichas cifras se optó por instalar una caldera del tipo EUROBONGAS 9 y un grupo frigorífico de la marca CLIMAVENETA del tipo SRH R407c 0802. En lo que respecta a la bombas, se ha optado por instalar 4 bombas en el circuito secundario. Dos para el circuito de agua fría y dos para el de agua caliente. Para su cálculo, se ha tomado como referencia el caudal crítico de la instalación y la pérdida de carga crítica. Esta última, calculada teniendo en cuenta el punto más lejano a la bomba. Finalmente, para completar las instalaciones es necesario instalar una serie de dispositivos o aparatos tales como termómetros o manómetros que permitan controlar las condiciones exteriores e interiores con el fin de garantizar un adecuado suministro de aire en todo momento. A su vez, para la regulación del caudal en cada local se dispondrán válvulas reguladoras o de control La elección de todos los equipos se ha hecho en base a la normativa que se adjunta en el Pliego de condiciones del proyecto. El hecho de que los fabricantes de los mismos sean diversos atiende a la búsqueda de la mejor relación entre características y coste.

El presupuesto total de toda la instalación asciende a 464.185 euros.

The goal of the Project is the design of the air conditioning system of a hospital in León. To do so, the legal and technical conditions that the Project has to adjust to, will be defined. The mentioned hospital has a total area of 2078 m2 divided into three different oval-shaped floors, separated by a distance of 3 meters. It has a courtyard that goes through the entire height of the building, and in which, for practical purposes we are going to consider external conditions. The first floor or general hospital has rooms and offices all along it´s contour and changing rooms, neonatal care boxes and lounges, among other stays, at the inside. The second floor and last floor corresponds to the hospitalization floor; in this floor there are rooms all around the building as well as a game zone and a computer room. Since the objective of the system is to counteract thermal imbalances under any circumstances, we are going to consider the worst exterior conditions; considering these conditions, which can be found in the Carrier Manual for every city, we can design the system to guarantee comfort conditions in winter and summer. The mentioned conditions are 24 °C and 50% RH for the summer and 22 °C, 50 % RH for winter. In order to calculate the thermal loads, we will analyze the thermal imbalances that affect each of the rooms considering their construction characteristics, orientation and use, and having in mind both the exterior and comfort conditions mentioned before. In summer, we are going to consider external imbalances such as solar radiation, or heat transfer through walls, as well as internal ones such as lighting, occupancy, equipment and heat transfer through interior walls. In winter however, only heat transfer through walls will be considered as the rest of elements improve the initial conditions which as we said before, we want to be the worst ones. The rooms are going to be held to an overpressure so we shall not consider exterior infiltrations. Once we know the thermal loads that affect each of the rooms we are going to select the equipment that is necessary to counteract those thermal imbalances. In the case of small rooms that don´t need a special treatment of the air, the treatment of the same one will take place locally, in the room itself, with fan-coils. For larger rooms however, the air will be treated in air conditioners installed on the deck and sent to each of the rooms through air ducts. This is going to be the case of the boxes area of the first floor. 13 To produce the cold and hot water that is necessary to regulate the air´s temperature, a group of boiler´s and refrigerating units will be installed on the deck. They will feed the air conditioners directly on the deck and the fan-coils through a network of pipelines. The network of pipes that feeds the fan-coils is going to be made of four different pipes (flow and return of cold and hot water respectively) that are going to tour the two floors. In order to design it, we are going to have to calculate the flow rate that demands each of the rooms according to the cooling or heating power that they demand. Once we know the flow rate required by each one of them we will be able to calculate that rate for each of the sections of the pipe and thus, the diameter in each one of them. In the case of the air conditioning units, the air treated on the deck will be taken to each room through a network of ducts composed of a flow and a return duct. To design the ductwork we are going to use the Constant Friction Method. Based on the flow of the main line and the speed limit allowed for the establishment we are going to be able to calculate the friction of the main pipe which, as the method´s name implies, is going to remain constant for the rest of the ducts. Once the flow demanded by each room is known, a type and number of diffusers will be selected in order to ensure a proper air distribution. Due to the purpose of the establishment, special care will have to be taken to ensure the absence of germs or pollutants. Therefore, air renovation of the circulating air with exterior one is going to become a crucial issue in the design of the installation. The circulation of the air is always going to take place from the clean areas to the dirty ones in order to ensure the proper operation of the hospital. To select the number of boilers and refrigerating units we are going to use the value of the total amount of power demanded in both summer and winter. The cooling power demanded in summer turned out to be 201.675 Kcal/h and the refrigerating one 74.392 Kcal/h. To ensure that all charges could be counteracted, we decided to install one boiler of the kind EUROBONGAS 9 and one refrigerator from the brand CLIMAVENETA. The refrigerator type is SRH R407C 0802. About the pumps, we have decided to install four pumps in the secondary circuit. Two for the cold one and two for the hot one. To calculate the specific type of pumps we need in each case we have used the value of the critical flow and critical friction loss of the installation, the latter, calculated taking into account the furthest point from the pump. Finally, to finish the design of the installation we have to install additional accessories such as pressure gauges or thermometers. Such accessories will allow the users to know the exterior and interior conditions and regulate these last ones according to their requirements. The choice of all the equipment has been done following thc rcgulations stipulatcd in

the project specifications document attached at the end. The fact that the manufacturcr of the equipment varies from one to another responds to thc scarch for the best balance between quality and cos