TK-CDT es el módulo de TeKton3D que realiza el cálculo de la carga térmica de calefacción y refrigeración en base al método de las funciones de transferencia de ASHRAE. Tal como explicabamos en el post anterior, las instalaciones de climatización en TK-CDT constan de tres elementos:
• Los sistemas, que son aquellos equipos que marcan el origen de la instalación, donde se produce frío o calor para distribuirlo por el edificio, bien por conducciones de agua, líneas de refrigerante o conductos de aire.
• Las unidades terminales, que son aquellos equipos que tratan directamente el aire de los recintos a climatizar, como pueden ser los radiadores, los fan coil, las bocas de impulsión o las unidades interiores de sistemas partidos. Toda unidad terminal depende de un sistema, pero no todos los sistemas necesitan de una unidad terminal, como por ejemplo las estufas eléctricas.
• Las relaciones gráficas, son líneas simples que determinan la dependencia entre unidades terminales y sistemas.
La opción "Insertar/Unidad Terminal" introduce en el edificio un símbolo que representa una Unidad Terminal. TeKton3D puede trabajar con los siguientes tipos:
- Unidad interior expansión directa aire / aire
- Unidad interior de expansión directa aire / aire VRV
- Ventiloconvenctores aire - agua
- Boca difusión aire
- Radiadores y paneles
- Calefactor efecto Joule
Pasamos a continuación a explicar cada uno de ellos:
1.- Unidad interior expansión directa aire / aire: En configuraciones partidas, estas unidades representan el equipo interior que funciona como evaporador en verano y como condensador en invierno.
Estos equipos deben ir asociados a sistemas que serán del tipo "Unidad interior expansión directa aire / aire", pudiendo encontrarse los siguientes:
• Unidades interiores de equipos domésticos tipo split: Son equipos sencillos que acondicionan el recinto de forma directa. Estos equipos van unidos mediante líneas de refrigerante a una unidad exterior. Normalmente a cada unidad interior le corresponde una unidad exterior, aunque existen confirguraciones tipo "multisplit" que permiten alimentar más de una unidad interior con un mismo equipo. Son instalaciones sencillas, propias de climatizaciones individuales en viviendas o pequeños establecimientos.
• Unidades interiores de equipos autónomos partidos: Son equipos similares a los anteriores, pero destinados a climatizar instalaciones más grandes y complejas. Estos equipos, conectados a una red de conductos, pueden climatizar más de un local simultáneamente. En estos casos, es recomendable tomar como Unidad Terminal las rejillas de impulsión, tomando el sistema como un autónomo compacto, aunque en realidad se encuentren separadas las dos partes de la máquina.
2.- Unidad interior de expansión directa aire / aire VRV: Son equipos del mismo tipo que los anteriores, pero con la diferencia que de que tienen la posibilidad de variar el volumen de refrigerante que circula por el evaporador y el condensador, adaptando la potencia frigorífica / calorífica a la demanda térmica, optimizándose el consumo energético.
3.- Ventiloconvenctores aire - agua: También conocidos como "Fan Coils", son equipos formados por una o dos baterías de intercambio y un ventilador. A estos equipos llega el agua fría o caliente procedente de las enfriadoras situadas en el exterior del edificio, enfriando o calentando el aire del recinto a su paso por el ventilconvector.
El esquema de funcionamiento de estos equipos es el mismo en todos los casos, pero por su configuración y montaje, podemos encontrar los siguientes tipos de fan coils:
• Cassettes: son ventiloconvectores que se montan empotrados en falsos techos, siendo visible su parte inferior desde el local en el que se encuentran instalados.
(imagen del catálogo FERROLI®)
• Tipo mural: son ventiloconvectores que se montan adosados a la pared, cuyo aspecto es similar al de la unidad interior de un split doméstico.
(imagen del catálogo FERROLI®)
• Montaje suelo-techo: Son equipos de mayor tamaño que los anteriores, que pueden montarse apoyados en el suelo o colgados del techo.
(imagen del catálogo FERROLI®)
• De falso techo: Estos equipos se colocan en un falso techo, conectados a los conductos de impulsión y retorno del recinto al que climatizan.
(imagen del catálogo FERROLI®)
• Unidades de tratamiento de aire (UTA): son equipos construidos a partir de la sucesión de distintos módulos (admisión, mezcla, free-cooling, baterías de frío o calor, humectación, cajas de ventilación, etc.), todos ellos de sección constante, funcionando como una especie de túnel en el que el aire se va tratando conforme atraviesa las distintas secciones de la máquina. Su tamaño es muy superior a los de los fan coil convencionales, y debido a esto se ubican en posiciones alejadas del recinto (o recintos) a los que climatizan. Este tipo de equipos se suelen emplear en grandes instalaciones de climatización.
En el caso de una UTA que abastezca a varias zonas, es preferible tomar como unidades terminales las bocas de impulsión, y el conjunto UTA - Enfriadora como un equipo compacto.
(imagen del catálogo FERROLI®)
4.- Boca difusión aire: Son las rejillas a través de las cuales llega el aire de impulsión a los recintos. Este tipo de unidad terminal se asocia normalmente a equipos compactos.
5.- Radiadores y paneles: Son los elementos a través de los cuales se cede al aire de los recintos el calor procedente de las calderas de combustibles o eléctricas. Básicamente existen dos tipos de emisores:
• Radiadores: fabricados en hierro fundido, chapa, o aluminio, los radiadores están formados por la repetición de un elemento básico que tiene una gran superficie de intercambio y por cuyo interior discurre el fluido que transporta el calor.
(imagen del catálogo FERROLI®)
• Paneles: Similares a los radiadores, pero no están formados por una sucesión de elementos, sino que forman un bloque compacto, fabricado en chapa.
(imagen del catálogo FERROLI®)
6.- Calefactor efecto Joule: este tipo de equipo es a la vez sistema y unidad terminal, es decir es una unidad terminal autónoma. Los calefactores efecto Joule comprenden una gran variedad de equipos eléctricos que transmiten calor al ambiente por medio de una resistencia eléctrica. El rendimiento energético de estos equipos es prácticamente igual a la unidad puesto que transforman en calor prácticamente toda la electricidad que consumen.
• Emisores térmicos: transmiten el calor de forma indirecta: la resistencia aumenta la temperatura de un fluido caloportador que a su vez calienta las paredes de una carcasa metálica con una gran superficie de intercambio térmico (normalmente de aluminio), cuyo diseño permite que se produzca una corriente de aire por convección, entrando el aire normalmente por la parte inferior del equipo y saliendo por arriba.
(imagen del catálogo HAVERLAND®)
• Acumuladores estáticos: en estos equipos la resistencia eléctrica está rodeada de un material refractario (ladrillos) que da una gran inercia térmica al equipo. Como en el caso anterior, están dotados de rejillas en la parte inferior y superior, circulando el aire al formar corrientes de convección. Estos equipos son especialmente útiles para su utilización con tarifas eléctricas con discriminación horaria, ya que permiten hacer uso de la electricidad durante estas horas (por la noche) y aprovechar el calor el resto del día.
(imagen del catálogo DUCASA®)
• Acumuladores dinámicos: son acumuladores de calor con material refractario en su interior, que además cuentan con un ventilador que fuerza la corriente de aire. Lógicamente la presencia del ventilador implica un pequeño consumo en el equipo.
(imagen del catálogo DUCASA®)
• Toalleros: su funcionamiento es similar al de los tradicionales radiadores de aceite, constan de una serie de tubos por los que circula un fluido caloportador que transmite de forma indirecta el calor al ambiente. La forma de los tubos permite utilizarlos para secar toallas.
(imagen del catálogo HAVERLAND®)
Insertar una unidad terminal en TK-CDT
Una unidad terminal se representa en el área de dibujo mediante un símbolo, y siempre que vaya a añadir una entidad de este tipo, se le solicitará qué tipo de símbolo desea añadir al dibujo, para lo que se abrirá la librería de símbolos.
El símbolo que representa a la unidad terminal, sea el que sea, tiene una serie de conexiones, que son los puntos que deben emplearse para indicar el sistema con el que está relacionada, mediante el uso de la herramienta Insertar Relación Gráfica.
El tipo de símbolo no es algo que afecte únicamente a la representación gráfica, sino que cada uno de estos símbolos 3D lleva asociado un tipo de equipo concreto (de acuerdo con la clasificación anterior), que podrá modificar a voluntad. Algunos de estos símbolos (salvo aquellos equipos de dimensiones fijas, como las unidades murales o los fan coil de suelo-techo) son paramétricos, es decir, sus dimensiones se adaptarán al tamaño real cuando se le asigne un equipo de la base de datos al sistema (Calcular->Dimensionar equipos). Esta característica de la aplicación es muy útil, ya que permite comprobar directamente en la pantalla que los equipos se adaptan bien a las dimensiones del edificio; así podrá comprobar, por ejemplo, cuánto espacio necesita en un falso techo para alojar un equipo.
Propiedades de la unidad terminal
Una vez colocado el símbolo que representa a la unidad terminal, podrá acceder al cuadro de propiedades de la misma, haciendo doble clic sobre su símbolo, o bien seleccionándolo y usando la opción de menú Datos->Entidades seleccionadas.
Las opciones disponibles en este cuadro se organizan en tres solapas:
1. Datos generales:
• Tipo de equipo: Tipo de equipo, de acuerdo con la clasificación establecida en el inicio de este post.
• Modos de funcionamiento: Al igual que ocurre con los sistemas, habrá que indicar si la unidad terminal funciona en producción de frío, calor, o ambos.
• Factor de seguridad para selección de equipos (%): Este factor indica el sobredimensionado que se aplicará a la potencia obtenida en el cálculo para seleccionar las unidades terminales.
• Nº de unidades idénticas a esta en el sistema: esta casilla sirve como multiplicador, evitando tener que dibujar varias unidades terminales iguales, cuando éstas pertenecen al mismo espacio y sistema.
• Esta unidad realiza el tratamiento y filtrado del aire exterior de ventilación: activando esta opción se estará indicando al programa que el equipo seleccionado realiza el filtrado del aire de ventilación. En función de las calidades del aire exterior e interior (ODA e IDA respectivamente), determinará los filtros adecuados para el equipo, según la IT 1.1.4.2.4 del RITE.
• Unidad dotada de un equipo de humectación.
• Modelo seleccionado: En este cuadro de texto aparecerá una descripción del equipo asignado a la unidad terminal, y aparecerá vacío mientras no ejecute la opción de menú Calcular->Dimensionar equipos. Cuando esté habilitado el cuadro, haciendo clic en el botón Características, accederá a una vista previa de la base de datos, donde podrá ver (pero no editar) las características técnicas del equipo asignado a la unidad terminal.
2. Asignación de cargas:
• Combatir las cargas térmicas del espacio que la contiene: Por defecto se aplicará esta opción, que hace que la unidad terminal sólo combata las cargas del espacio al que pertenece. Al activar esta casilla queda bloqueada la lista de cargas de Combatir las cargas procedentes de.
• Combatir las cargas procedentes de: esta lista permite especificar las cargas térmicas que vence la unidad terminal, pudiendo seleccionar distintos tipos de cargas en distintos espacios. Si está activada la opción Combatir las cargas térmicas del espacio que la contiene aparecerá bloqueada.
• Sólo las cargas de ventilación: esta opción hace que, de los espacios seleccionados en la lista Combatir las cargas procedentes de, se combatan sólo las cargas de ventilación. Si a la vez que esta opción se activa Combatir las cargas térmicas del espacio que la contiene, la unidad terminal se calculará sólo para la carga de ventilación del espacio que la contiene.
• Todas las cargas excepto ventilación: esta opción hace la función inversa a la anterior, activando para la unidad terminal editada las cargas que no son de ventilación y pertenecen a los espacios seleccionados en la lista Combatir las cargas térmicas del espacio que la contiene. Si a la vez que esta opción se activa Combatir las cargas térmicas del espacio que la contiene, la unidad terminal se calculará para todas las cargas del espacio que la contiene, salvo la de ventilación.
Estas dos últimas opciones resultan especialmente útiles para plantear sistemas que sólo combaten ventilación junto con otros sistemas que vencen el resto de cargas, muy habituales en edificación.
3. Batería de aire:
• La unidad contiene una batería de frío.
• Factor de by-pass estimado.
• Temperatura equivalente superficial mínima.
• Máxima diferencia de temperaturas impulsión.
• La unidad contiene una batería de calor.
• Factor de by-pass estimado.
• Temperatura equivalente superficial máxima.
• Ganancias de calor en la impulsión
• Ganancias de calor en el retorno.