SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN APLICABLES A VIVIENDAS

CON DEMANDAS DE FRIO Y CALOR ESTACIONALES Y

VENTILACION RESUELTA POR SISTEMA INDEPENDIENTE

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JOAN LLUIS FUMADO

SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN APLICABLES A VIVIENDASCON DEMANDAS DE FRIO Y CALOR ESTACIONALES Y

VENTILACION RESUELTA POR SISTEMA INDEPENDIENTE

JOAN LLUIS FUMADO

TEMARIO: Sistemas de climatización aplicables a viviendas con demandas de frío y calor estacionales y ventilación resuelta por sistema independiente

· Cuestión previa: la ventilación de las viviendas

La obligatoriedad de garantizar la calidad del aire interior

La eficiencia energética

· Sistemas de climatización aplicables a viviendas

Clasificación en función de la ubicación de los equipos de producción

El modo de repartir los consumos condiciona la solución

· Ejemplos de instalaciones:

Unitarias

Individuales

Centralizadas

Semicentralizadas

· Comentarios

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LA VENTILACION EN LAS VIVIENDASLA OBLIGATORIEDAD DE GARANTIZAR LA CALIDAD DEL AIRE INTERIORLA EFICIENCIA ENERGETICA

UNA CUESTION PREVIA

1 Ventilación = Primario

7 Expulsado

Ventilación independiente de la climatización Ventilación incorporada a la climatización todo aire

VIVIENDAS

ALMACENES DE RESIDUOS

TRASTEROS

APARCAMIENTOS

LA VENTILACION DE VIVIENDAS UN CASO PARTICULAR DEAPLICACIÓN DE LOS CRITERIOS DE RENOVACION DE AIRE

Según el CTE sección HS 3

en

Eficiencia energética por recuperación de energía:

Se deberá cumplir para equipos de generación y/o emisión de potencia mayor de 70 Kw. en régimen de refrigeración, o si se expulsa al exterior un volumen de aire mayor de 0,5 m3/s

Eficiencia energética por contabilización de consumos:

Se aplicará para la gestión de los consumos en caso de existir más de un usuario o con Potencia superior a 70 Kw. de forma general.

EFICIENCIA ENERGETICA SEGÚN R.I.T.E. que forma parte del C.T.E.

Recuperación de calor del aire expulsado

según R.I.T.E.

0,5 m3 /s = 500 litros / s 500 litros /s : 65 litros / s ViviendaVivienda caudal mínimo > 50 + 15 = 65 litros / s 7,7 viviendas

(cocina + 1 aseo)

VENTILACION VIVIENDAS Extracción HIBRIDA comunitaria Conducto de extracción shunt + ventiladorEntradas de aire por depresión Rejillas higrorregulables

NO HAY RECUPERACION DE ENERGIA

VENTILACION VIVIENDASExtracción HIBRIDA comunitaria Conducto de extracción shunt + ventilador Entradas de aire por depresión Rejillas higrorregulables

NO HAY RECUPERACION DE ENERGIA

VENTILACION VIVIENDASExtracción MECANICA COMUNITARIA UNIFICADAConductos de extracción interconectados en cubierta Entradas de aire por depresión Rejillas higrorregulables

NO HAY RECUPERACION DE ENERGIA

VENTILACION VIVIENDASImpulsión y extracción mecánicasRecuperadores de calor individualesDoble conducto = Duo

HAY RECUPERACION DE ENERGIA

VENTILACION VIVIENDASImpulsión y extracción mecánicasRecuperadores de calor individualesDoble conducto = Duo

HAY RECUPERACION DE ENERGIA

VENTILACION VIVIENDASImpulsión y extracción mecánicasRecuperadores de calor individualesDoble conducto = Duo

HAY RECUPERACION DE ENERGIA

SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN APLICABLES A VIVIENDASCON DEMANDA DE FRIO Y CALOR ESTACIONALES Y

VENTILACION RESUELTA POR SISTEMA INDEPENDIENTE

Clasificación en función de la ubicación de los equipos de producción

INSTALACIONES UNITARIASGeneradores de frío y/o calor independientes en cada espacio de unmismo abonado

INSTALACIONES INDIVIDUALESGeneradores de frío y/o calor únicos para cada abonado

INSTALACIONES CENTRALIZADASGeneradores de frío y/o calor comunes para todos los abonados

INSTALACIONES SEMICENTRALIZADASGeneradores de frío y/o calor en parte comunes y en parte propios de cada abonado

INSTALACIONES URBANASGeneradores de frío y/o calor comunes para un conjunto de edificios

El modo de repartir los consumos de cada usuario (abonado) Condiciona la solución a adoptar

Los actuales contadores de energía ( = Caudal · Salto térmico entrada –salida) solo sirven para líquidos. Para los fluidos con cambio de estado no hay contadores disponibles

Contador deEnergía (frío,calor)

El modo de repartir los consumos de cada usuario (abonado) Condiciona la solución a adoptar

Las instalaciones unitarias e individuales no plantean problemas de reparto de losgastos por consumo ya que la producción de frío y calor se hace a partir de energíaprimaria contratada por el propio abonado (electricidad ,gas,…).Las instalaciones centralizadas exigen contadores de energía en la conexión de cada abonado con el suministro de frío y calor centralizado. Los sistemas de distribución por agua no plantean problemas técnicos, por el contrario, los que utilizan distribución con refrigerantes que cambian de estado, carecen de solucionesde fácil aplicación Las instalaciones urbanas exigen contadores de energía en la conexión de cada edificio con el suministro de frío y calor urbano. El contrato de abastecimientoqueda supeditado a su adecuado funcionamiento. Las instalaciones semicentralizadas admiten contadores de energía en la conexión de cada abonado con el suministro de aportación centralizada, o la aplicación de uncanon fijo en función de la potencia demandada. En este tipo de instalaciones losprincipales gastos por consumo, correspondientes a la generación de frío y calor, se producen a partir de energía primaria contratada por el propio abonado (electricidad,gas,…)..

Inst. Unitaria

INSTALACIÓN UNITARIAFRÍO: Producción Unitaria, en cada local, por bomba de calor aire-aire en equipos compactos o partidos (Split), fijos o móvile .CALOR: Producción Unitaria, en cada local, por bomba de calor aire-aire en equipos compactos o partidos (Split) o medianteestufas de combustión o eléctricas .

Inst. Unitaria

Inst. UnitariaEquipo partido (Split)Unidad exterior en terrazaUnidad interior mural

Unidad interior mural

Unidad exterior

Inst. UnitariaEquipo móvil partidoCompresor en unidad interiorUnidad exterior tipo mochila

Inst. UnitariaEquipo fijo partidoCompresor en unidad exteriorUnidad interior tipo consola

Equipo móvil partido

Equipo fijo partido

Inst. UnitariasEquipos partidos (Split)Unidades exteriores en azoteaUnidad interior mural o casete

Unidad interior mural

Unidad interior casete

Unidades exteriores

Equipo móvil compactoExpansión directa Condensado por aireo excepcionalmente por agua

Equipo fijo partidoCompresor en unidad exteriorUnidad interior tipo consola

Equipo fijo compactoModelo de ventana o muro

Inst. Unitaria

Split

Multi-Split

Multi-Split

VRV

VRV

Inst. Individual

INSTALACIÓN INDIVIDUALFRÍO: Producción Individual, en cada local, por bomba de calor aire-aire mediante equipos partidos (Split, Multi-Split o VRV), conunidad exterior en distintas ubicaciones (cubierta, terraza, patio posterior...). Unidades interiores de expansión directa condescarga libre a cada local o a través de red de conductos.CALOR: Producción Individual, en cada local, por bomba de calor aire-aire mediante equipos partidos (Split, Multi-Split o VRV),con unidad exterior en distintas ubicaciones (cubierta, terraza, patio posterior...). Unidades interiores de expansión directa condescarga libre a cada local o a través de red de conductos.

En el caso de utilizarse sistemas VRV existe la posibilidad de emplear equipos capaces de producir simultáneamente frío y caloraplicables a cada local según demanda. En el resto de casos, si se desea frío y calor simultáneo se podría conseguiradicionando a cada unidad interior resistencias eléctricas, de tal modo que la bomba funcione produciendo frío para las unidadesinteriores que lo demandan y en las que se precise calor funcionando con resistencia eléctrica en desconexión con la unidad deproducción (bomba de calor).

Inst. Individual

También es posible utilizar sistemas aire-agua donde la unidad exterior produce frío o calor que transfiere al agua para serconducida a las unidades interiores, similares a las de expansión directa pero alimentadas por agua, lo que evita los problemasde gestión del fluido refrigerante.

Split

Multi-Split

Inst. IndividualUnidades exteriores en azotea

Multi-Split

Inst. IndividualUnidad exterior en terraza

VRV

VRV

Inst. IndividualUnidad exterior en patio interior

BOMBA CALOR

Deshumidificador

Deshumidificador

Inst. Centralizada

INSTALACIÓN CENTRALIZADAFRÍO: Producción Centralizada por bomba de calor aire-agua. El frío se transfiere al agua que se distribuye por tuberías hasta cadaabonado.CALOR: Producción Centralizada en caldera comunitaria que alimenta mediante tuberías de agua caliente a cada abonado.

En el local de cada abonado, las posibilidades de utilización del agua fría y del agua caliente son múltiples, a saber:- UTA = climatizador agua-aire (de suelo o de techo) + distribución de aire por conductos a cada estancia- UTA's = unidades alimentadas por agua tipo fan-coil o unidades hidrónicas (similares a las de expansión directa de los sistemasmulti-split ó VRV)- Suelo Térmico = suelo radiante frío o caliente. La gran pérdida de carga de los circuitos hidráulicos empotrados exige utilizar unabomba circuladora de agua propia para cada abonado. En la aplicación frío (verano), conviene controlar la humedad relativa del airemediante unidades deshumidificadoras, para evitar condensaciones (superficiales o intersticiales) en el suelo frío.

Inst. Centralizada

BOMBA CALOR

Inst. Centralizada

Contador de energía (frío,calor)

Distintas opciones de intercambio geotérmico (de las tuberías con terreno)

Deshumidificador

Deshumidificador

Bomba Calor CentralizadaReversible

Inst. CentralizadaProducción geotérmica de frío y calormediante bomba de calor agua - agua

INSTALACIÓN CENTRALIZADAFRÍO: Producción Centralizada por bomba de calor reversible condensada por agua proviniente de circuito geotérmico. El frío setransfiere al agua que se distribuye por tuberías hasta cada abonado.CALOR: Producción Centralizada por bomba de calor reversible que capta calor del agua proviniente de circuito geotérmico. Elcalor se transfiere al agua que se distribuye por tuberías hasta cada abonado.

El problema principal del sistema geotérmico reside en la necesidad de una gran masa de terreno para el intercambio.Puedecomplementarse en invierno con un sistema adicional de captación solar térmica, o un sistema convencional de calentamiento deagua. En verano, el sistema geotérmico funciona con alta eficiencia energética.

En el local de cada abonado, las posibilidades de utilización del agua fría y del agua caliente son múltiples, a saber:- UTA = climatizador agua-aire (de suelo o de techo) + distribución de aire por conductos a cada estancia- UTA's = unidades alimentadas por agua tipo fan-coil o unidades hidrónicas (similares a las de expansión directa de los sistemasmulti-split o VRV)- Suelo Térmico = suelo radiante frío o caliente. La gran pérdida de carga de los circuitos hidráulicos empotrados exige utilizaruna bomba circuladora de agua propia para cada abonado. En la aplicación frío (verano), conviene controlar la humedad relativadel aire mediante unidades deshumidificadoras, para evitar condensaciones (superficiales o intersticiales) en el suelo frío.

Inst. CentralizadaProducción geotérmica de frío y calor mediante bomba de calor reversible

Distintas opciones de intercambio geotérmico (de las tuberías con terreno)

Inst. CentralizadaProducción geotérmica de frío y calor mediante bomba de calor reversible

Deshumidificador

Inst. CentralizadaProducción geotérmica de frío y calor mediante bomba de calor agua – aguaAplicación a suelo térmico con deshumidificación (incorporada o autónoma )

Suelo térmico frío o caliente

Deshumidificador autónomo

incorporado

Inst. CentralizadaProducción geotérmica de frío y calor mediante bomba de calor agua – aguaAplicación a unidades terminales alimentadas por agua ( hidrónicas tipo fan-coil )

Distintas opciones de intercambio geotérmico (de las tuberías con terreno)

Inst. Semicentralizada- Producción geotérmica de agua atemperada Centralizada para bombas de calor reversibles Individuales situadas en el recinto de cada abonado- Posibilidad de apoyo

complementario con captación solar térmica en invierno

INSTALACIÓN SEMICENTRALIZADAFRÍO: Producción Individual por bomba de calor dentro de UTA, propia de cada abonado, condensada por agua proviniente decircuito geotérmico. El frío se transfiere al aire que se distribuye por conductos.CALOR: Producción Individual por bomba de calor dentro de UTA, propia de cada abonado, transfiriendo calor del aguaproviniente de circuito geotérmico. El calor se transfiere al aire que se distribuye por conductos.

El circuito de intercambio geotérmico no incorpora bomba de calor, como en los sistemas centralizados. En realidad, el sistemadescrito sustituye la bomba de calor central por un conjunto de bombas de calor individuales situadas en el recinto de cadaabonado. El sistema puede complementarse en invierno con un adicional de captación solar térmica.

Inst. SemicentralizadaProducción geotérmica de agua atemperada Centralizadapara bombas de calor reversibles Individuales situadas en el recinto de cada abonadoPosibilidad de apoyo complementario con captación solar térmica en invierno

Distintas opciones de intercambio geotérmico (de las tuberías con terreno)

Inst. SemicentralizadaProducción geotérmica de agua atemperada Centralizadapara bombas de calor reversibles Individuales situadas en el recinto de cada abonadoPosibilidad de apoyo complementario con captación solar térmica en invierno

APOYO SOLAR OPCIONAL AGUA GEOTERMICA

Inst. SemicentralizadaProducción geotérmica de agua atemperada Centralizadapara bombas de calor reversibles Individuales situadas en el recinto de cada abonado

U.T.A. =UNIDAD DE TRATAMIENTO DE AIREBomba de calor reversible Individual Agua-Aire

AGUA ATEMPERADA

TORRE CERRADA

Inst. Semicentralizada

- Producción de frío a partir de agua atemperada en torre de refrigeración Centralizada para bombas de calor de expansión directa Individuales condensadas por agua situadas en el recinto de cada abonado.

- Producción de calor mediante caldera Centralizada

INSTALACIÓN SEMICENTRALIZADAFRÍO: Producción Individual por bomba de calor dentro de UTA, propia de cada abonado, condensada por agua proviniente detorre de recuperación centralizada. El frío se transfiere al aire que se distribuye por conductos.CALOR: Producción Centralizada en caldera comunitaria que alimenta a las UTA individuales con baterías de agua caliente quetransfieren el calor al aire distribuido por conductos.

Inst. SemicentralizadaProducción de frío a partir de agua atemperada en torre de refrigeración Centralizada para bombas de calor de expansión directa Individuales condensadas por agua situadas en el recinto de cada abonado.Producción de calor mediante caldera Centralizada

TORRE CERRADA

Inst. SemicentralizadaProducción de frío a partir de agua atemperada en torre de refrigeración Centralizada para bombas de calor de expansión directa Individuales condensadas por agua situadas en el recinto de cada abonado.Producción de calor mediante caldera Centralizada

Inst. SemicentralizadaUTA = bomba de calor de expansión directa Individual situada en el recinto de cada abonado condensada por agua atemperada en torre de refrigeración Centralizada para producción de frío. Producción de calor mediante batería de calor alimentada por agua desde caldera Centralizada

U.T.A. =UNIDAD DE TRATAMIENTO DE AIRE

AGUA de AGUA de CALDERA TORRE

TORRE ABIERTA

Inst. Semicentralizada

Producción de frío a partir de agua atemperada en torre de refrigeración Centralizada para bombas de calor de expansión directa Individuales condensadas por agua situadas en el recinto de cada abonado

Producción de calor mediante calderas Individuales.

INSTALACIÓN SEMICENTRALIZADAFRÍO: Producción Individual por bomba de calor dentro de UTA, propia de cada abonado, condensada por agua proviniente detorre de recuperación centralizada. El frío se transfiere al aire que se distribuye por conductos.CALOR: Producción Individual en caldera propia de cada abonado que alimenta a la UTA correspondiente provista de batería deagua caliente que transfiere el calor al aire distribuido por conductos.

Inst. SemicentralizadaProducción de frío a partir de agua atemperada en torre de refrigeración Centralizada para bombas de calor de expansión directa Individuales condensadas por agua situadas en el recinto de cada abonado.Producción de calor mediante calderas Individuales.

TORRE ABIERTA

Inst. SemicentralizadaProducción de frío a partir de agua atemperada en torre de refrigeración Centralizada para bombas de calor de expansión directa Individuales condensadas por agua situadas en el recinto de cada abonado.Producción de calor mediante calderas Individuales.

Instalación unitaria

Equipo portátil partido

Equipos fijos compactos

Instalación entre unitaria e individual

Bomba de calor aire refrigerante Multi –splitdistribución con refrigerante

Instalación entre unitaria e individual

Bomba de calor aire-refrigerante Multi –split

Unidades terminales de expansión directa

Distribución con refrigerante

Instalación individual

Instalación individual, distribución con aire por conductos

Bomba de calor compactaCon ventilador centrifugo para conexión de conductos de aire

Bomba de calor partidaCon ventilador centrifugo para conexión de conductos de aire

Bomba de calor aire refrigerante distribución con refrigerante

Instalación entre individual y centralizadaV.R.V.

Multi - split

Bomba de calor aire - refrigerante V.R.V.distribución con refrigerante de caudal variable

Instalación entre individual y centralizada

Instalación centralizada

Bomba de calor aire refrigerante V:R:V:distribución con refrigerante de caudal variable

Bomba de calor aire refrigerante Multi –splitdistribución con refrigerante

Bomba de calor aire agua distribución con agua

Refrigerante

Agua

Ubicación de unidades exteriores

Ubicación de unidades exteriores

= TODO AGUA

= TODO AGUA

Sistemas: activos sin ventiladores o pasivosActivos por inducción de aire primarioPasivos por convección natural (y radiación negativa en grandes superficies)