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SP_Manual Técnico Climatización'06 10/10/06 10:21 Página 1

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Capítulo 1

CLIMATIZAR DE FORMA NATURAL Página 5

1. El desarrollo de KaRo 5

2. Las trampas de KaRo 10

3. Tipos de soluciones Movinord 14

4. Puesta en marcha 16

5. Material en polipropileno 19

6. El concepto de seguridad 21

Capítulo 2

CIRCUITO HIDRÁULICO Página 23

1. Presencia de un intercambiador de calor 23

2. Regulación de temperatura 23

3. Distribución por colectores. Sistemas a 2 ó 3 tubos 24

4. Distribución por bucle periférico 27

5. Evolución arquitectónica: los techos suspendidos 28

6. Flexibilidad de los techos enlucidos 29

Capítulo 3

REGULACIÓN Página 31

1. Regulación termostática 31

2. Protección contra la condensación. Generalidades 32

3. Protección contra la condensación. Soluciones técnicas 34

4. Detalles complementarios 36

5. Especificaciones técnicas del regulador Tauka 37

Capítulo 4

CONFORT TERMO-AÉREO Página 40

1. Termo-fisiología termostática 40

2. Parámetros que regulan el confort térmico 41

3. Definiciones 43

4. Criterios de confort 46

5. Aplicaciones a los techos climáticos. Modo frío 50

6. Aplicaciones a los techos climáticos. Modo calefacción 51

Avda. de Eulza, 10. 31010 Barañain. Navarra. EspañaTEL + 34 948 188 976 | FAX + 34 948 189 006 | [email protected] | www.movinord.com© Herbst Technik GmbH, Berlin

Climatizacióntranquila

Manual técnicoÍndice


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Capítulo 5

CALIDAD DEL AIRE INTERIOR Página 54

1. Los contaminantes del aire 54

2. Algunos conceptos para asegurar la calidad del aire 56

Capítulo 6

VENTILACIÓN Página 58

1. Techo Movinord Climatización asociado a aire tratado 58

2. Ventilación por mezcla de aire 59

3. Ventilación por desplazamiento 59

4. Ventilación por desplazamiento o mezclado 62

5. Ventilación por ventanas o VMC: una solución para vivienda y edificio público menor 63

Capítulo 7

TRANSMISIÓN DE CALOR Página 64

1. Generalidades 64

2. Transferencias por radiación 64

3. Transferencias por convección 68

4. Transferencias por conducción 69

5. Transferencias globales local. Agua 71

6. Determinación de los rendimientos térmicos 72

Capítulo 8

RENDIMIENTO TÉRMICO Página 74

1. Método del cálculo 74

2. Valores de resistencia a la conductividad R 74

3. Potencia 75

4. Factores de corrección 77

5. Ejemplo de cálculo 78

6. Comentarios 79

Capítulo 9

PÉRDIDAS DE CARGA Página 81

1. Pérdidas de carga hidráulicas 81

2. Diagramas de pérdidas de carga 82

3. Pérdidas de carga de las tramas 82

4. Pérdidas de carga de las conducciones 86

5. Accesorios 87

6. Cálculo 87





4

Capítulo 10

KaRoMar Página 89

1. Presentación del concepto KaRoMar 89

2. Posibilidades de recursos 89

3. Ahorro de energía 90

Capítulo 11

EL SISTEMA Página 91

1. Los techos metálicos 91

2. Los techos de placa de yeso 92

3. Los techos enlucidos de yeso 92

4. Paredes 93

5. Suelos 93

6. La estación hidráulica 94

7. Tuberías específicas KaRo 94

8. Las pruebas 95

9. Montaje sonda de Punto de Rocío 96

Capítulo 12

CONSUMO DE ENERGÍA Y ESPACIO Página 97

1. Comparación de sistemas 97

2. Ventiladores y bombas 97

3. Sistemas de refrigeración 99

4. Confirmación práctica 99

5. Necesidad de espacio 100

6. Mantenimiento 102

7. Consejos sobre ahorro energético 102





5

"Damos vida térmica a los materiales: La envoltura de un edificio es recorrida por una red de tuboscapilares, por donde circula el frío o el calor. Estos tubos, dispuestos en el techo, en las paredes obien en el suelo, transforman las superficies inertes, en elementos activos y opuestamente a losventilo-convectores o difusores de aire, aseguran una calidad inigualable del entorno”.

Este fue el concepto base en los años 80, al comienzo del desarrollo del panel climático de tuboscapilares. De forma similar a la circulación sanguínea en nuestro cuerpo, las tramas capilares KaRocaptan el calor producido en el edificio, y lo evacuan hacia el exterior, bajo el control de regulacioneslocales o centrales, que así como en el cuerpo humano, manejan los flujos de calor.

La climatización por radiación, es la única que no necesita ventiladores. Esto le permite:

• Preservar la calidad del aire (no existe aire reciclado), sin riesgo de corrientes de aire molestas,

• No producir ninguna molestia acústica,

• Reducir los consumos de motores eléctricos (para aportar la misma cantidad de calor, losvolúmenes a circular son 1.000 veces mayores con aire que con agua).

INDICE

1. EL DESARROLLO DE KARO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 5

2. LAS TRAMAS KARO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 10

3. TIPOS DE SOLUCIONES MOVINORD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 14

4. PUESTA EN MARCHA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 16

5. MATERIAL EN POLIPROPILENO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 19

6. EL CONCEPTO DE SEGURIDAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 21

1. EL DESARROLLO DE KARO

1.1. Primeros proyectos en Alemania

Los primeros proyectos realizados, se remontan a 1986: la primera operación en Berlín, tenía porobjeto calentar inmuebles mediante las tramas dispuestas en el techo y en paredes verticales. Elnuevo sistema dio resultados excelentes; confirmó rotundamente, que aún en condiciones severasde obra, no había lugar a temores de daños u obturación de las tramas.

Trama KaRo para un techo enlucido

1 = colector 2 = tubos capilares 3 = bandas Omega 4 = retorno



Manual técnicoCapítulo 1. Climatizar de forma natural


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Las pruebas efectuadas en 1987 por los investigadores de la Universidad Técnica de Berlín (InstitutHermann Rietschel), demostraron rápidamente que, gracias al efecto natural de la radiación, lospaneles equipados con tramas capilares, están perfectamente adaptados para la evacuación eninmuebles de oficinas, de cargas térmicas altas, y siempre, con condiciones de confortirreprochables. Las únicas necesidades de aire, son las de evacuación del aire viciado.

Por ello, las tramas KaRo están perfectamente adaptadas a inmuebles tales como edificios deoficinas u hoteles, en los cuales, el confort es una exigencia de primer orden.

De hecho, una vez pasado el tiempo necesario para vencer la resistencia de los prescriptores, lospaneles KaRo conocieron al otro lado del Rhin, un desarrollo excepcionalmente rápido; actualmente,constituyen en Alemania, Austria y Suiza, la referencia incontestable en materia de climatización.

Alemania/Austria

Año Aplicación Ciudad Sistema KaRo Cliente Tramas KaRo m2

1986 Casa individual Berlín Pared/suelo/techo Herbst AG 1.100

1986 Oficinas Hemsbach Techo enlucido Herbst AG 200

1988 Oficinas Colonia Techo metálico Allianz 200Versicherungs AG

1988 Oficina clientes Berlín Techo metálico Banque Weber 200

1988 Oficina + taller Techo metálico H+K Lichtwer 4.000Pharma

1988 Agencia banca Berlín Techo enlucido Volksbank 350

1989 Banco Viena Techo metálico. Wiener Sparkasse 1.300

1989 Agencia banca Berlín Techo enlucido Berliner 350Commerzbank

1.2. Bancos

La primera agencia de banca equipada con tramas KaRo, fue el banco Weber de Berlín, enNürnberger Strasse.

Zona de público del banco Weber

Esta primera instalación se realizó con panel metálico KaRo, completado con un sistema deventilación forzada, asegurando así la entrada de aire higiénico.





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El sistema produjo tal satisfacción, que un año después, se había instalado en los bancos Volksbank,Commerzbank y sobre todo, en el Dresdner Bank de Frankfurt, con una superficie útil de 20.000 m2

de paneles KaRo. Hoy, los bancos son el dominio predilecto de KaRo.

1.3. Oficinas y talleres

La industria de vanguardia, ha visto las ventajas de la misma manera:

En 1988, la sociedad Lichtwer Pharma, hizo construir un nuevo edificio de 4.000 m2 de superficie útil, unaparte para producción y otra para oficinas. El sistema de climatización inicialmente previsto, muy elegante(sistema todo aire) no le convenció al cliente. La decisión de sustituir aquel sistema por el sistema KaRo,permitió, al eliminar las voluminosas conducciones de aire, economizar una altura de piso completa.

En Lichter Pharma, las tramas KaRo fueron dispuestas sobre elementos metálicos en techossuspendidos. En las oficinas, el aire higiénico se distribuía desde el suelo mediante zócalos difusores.En los locales de producción, la ventilación se efectuó por el techo, para mantener la posibilidad deredistribuciones ulteriores de tabiques.

Estos edificios, concebidos por los arquitectos Borchert & Oppert, constituyeron un éxito total y seconvirtieron rápidamente en una referencia incontestable en materia de diseño y de arquitectura interior.

Los empleados se encontraban tan satisfechos de sus nuevas condiciones de trabajo, que lasexpansiones de los edificios en 1990, se llevaron a cabo rigurosamente bajo el mismo principio.

Lichtwer Pharma: El primer gran edificio con paneles KaRo en oficinas y talleres de producción.

Llegó enseguida el turno (1989), a los edificios de la Caja de Ahorros de Viena (13.000 m2 desuperficie útil). Estos edificios se realizaron según el mismo concepto, pero añadiendo además lamodalidad “calefacción”, mediante la instalación hidráulica a 3 tubos1.

Caja de Ahorros de Viena: 13.000 m2 de oficinas climatizadas con frío y calor por paneles KaRo.

1 ver capítulo 2





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El principio de climatización de Lichtwer Pharma, creó escuela en todo Europa, y se tuvo en cuentapara la realización en 1994 del centro administrativo de Nestlé Francia en Noisiel (30.000 m2 desuperficie de tramas). También ocurrió lo mismo con el mayor edificio administrativo construido enSuiza con el sistema de 3 tubos: el techo KaRo de la Maison de Provence en Lausana, de 4.000 m2.

Avenida de Provence: uno de los primeros edificios suizos con los paneles KaRo para climatización con frío y calor.

1.4. Europa

En 1989, las firmas Chaleur y Appelsa se convirtieron en los socios exclusivos de KaRo en Suiza.

Suiza

Año Aplicación Ciudad Sistema KaRo Cliente Tramas KaRo(m2)

1991 Oficinas Ginebra Panel metálico SI Rhône Fusterie 2.000

1991 Oficinas Ginebra Enlucido Quai Mt Blanc 15 2.500

1992 Oficinas Lausana Panel metálico Provencenter 4.000

1992 Oficinas Ginebra Panel metálico Hewlett Packard 800

1993 Oficinas Boutiques Lausana Panel metálico ATTIAS SA 1.050

Gd Chên 6

1997 Oficinas Tour Peilz Panel metálico NESTLE 3.000

1997 Oficinas Ginebra Panel metálico. LEVRIER PECOLAT 2.000

1998 Oficinas Ginebra Panel metálico COURS RIVE 10 1.600

1998 Oficinas Ginebra Panel metálico GENEX ROLEX 3.500

1998 Oficinas Ginebra Sto Silent AMAG PALEXPO 120

El desarrollo ha sido particularmente claro en Ginebra, donde se encuentran numerososestablecimientos bancarios. Pero fue la ley sobre el ahorro de energía, la que constituyó el factordecisivo. Esta ley, que fija los niveles de consumo energético de los edificios, en unas cotasextremadamente bajas, llevó al casi abandono de los conceptos tradicionales, en beneficio de lossistemas de bajo consumo de energía, como el sistema KaRo.

En Holanda, INTECO, hoy filial de Verhulst Luchtbehandling BV, se halla en la vanguardia de lospaneles de climatización. Proyectos espectaculares, especialmente el banco ABM Amro, hancontribuido a que también en los Países Bajos, los paneles KaRo se conviertan en el estándar parauna climatización de confort.





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Oficinas Hewlett Packard en Ginebra

A partir de 1992 en Francia, se han efectuado numerosas instalaciones, en colaboración condiferentes empresas instaladoras.

Europa

En 1998 se superó la cifra de 1 millón de m2 instalados en Europa. Hoy, los techos climáticos sonun producto estándar en países de Centro Europa y actualmente se instala asimismo en el Sur(Grecia, España, ...).

1.5. Operación piloto en Berlín para muy bajo consumo de energía

La climatización por techos radiantes, opera con agua a temperaturas moderadas: 15 a 17 ºC pararefrigeración. Debido a ello, se pueden reducir drásticamente los consumos de energía, como sedemostró en el caso de una operación piloto, realizada dentro del marco de un programa deinvestigación de la Comisión de la Comunidad Europea. Un edificio de oficinas en Berlín, fueacondicionado, de manera que se substituyó el sistema ya existente (sistema todo aire) por techosKaRo, con ventilación forzada. Una campaña de mediciones controladas, durante un periodo de dosaños, ha confirmado la excelencia de los rendimientos energéticos: el costo energético quedóestablecido en menos de 0,6 €/m2 por año (refrigeración + calefacción).

1.6. Mejoras tecnológicas

Enchufe rápido CC de la red KaRo

En 1992, el sistema KaRo se hizo todavía más operacional, al ser introducida una innovación en suprefabricación: los enchufes rápidos CC “Click & Cool.”, que permiten efectuar las conexioneshidráulicas por simple introducción, sin soldadura ni calentamiento.

La gama KaRo fue completada en 1996 con la serie C en cobre. Estas tramas presentan las mismas





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ventajas que las tramas KaRo de la serie P, en polipropileno: tuberías de poco diámetro( 2), queeconomizan en materia prima cerca de un 50%, y una alta flexibilidad a la hora de instalar.

Las tramas KaRo de la serie C se usan allí donde se exigen normativas particulares para proteccióncontra incendios.

Otras variantes vieron la luz en 1997: se trata del panel KaRo StoSilent, desarrollado en colaboracióncon Sto AG. Este panel prefabricado, de solamente 15 mm de espesor, se compone de tramas KaRoen cobre, colocadas en sándwich, en paneles 2000 StoSilent de vidrio reciclado absorbente. El panelPlaco T +, también nació en el 97, diseñado en sociedad con Placoplatre.

Distintas gamas de placas de yeso, pueden hoy ser equipadas con tramas KaRo, colocadas ensándwich.

Por lo tanto, es posible instalar paneles acústicos sin microperforaciones, en construcción seca, abajo costo, y con funciones de refrigeración y calefacción.

1.7. Futuro

Con su poca necesidad de altura, su bajo consumo energético y sus ventajas en materia de conforty calidad del aire interior, el sistema Movinord Climatización se halla bien situado, para convertirse enla referencia española de los equipos terminales de climatización.

2. LAS TRAMAS KARO

La pieza clave del sistema Movinord es su “trama KaRo” de tubos capilares. Esta trama está formadapor un “entramado” de tubos flexibles de pequeño diámetro (2/3 mm) con sus colectores dealimentación.

El reducido espesor de las tramas, permite su encastrado en la superficie de muros, techos y suelos.Permite, por lo tanto, transformar los elementos pasivos de la construcción en superficies declimatización (frío y calor).

2.1. Interés de los tubos capilares

2.1.1. Homogeneidad de temperatura

Los tubos capilares están espaciados solamente 10/15 mm, mientras que en los paneles de fríonormales, los espacios varían, según fabricantes, entre 5 y 35 cm.

Las tramas KaRo aseguran de esta manera una excelente homogeneidad de temperatura en lasuperficie. Esta homogeneidad, es superior a la de la mayoría de los productos normales.

Una consecuencia importante es la poca diferencia entre las temperaturas media y menor del techo.Ahora bien, para evitar la aparición de condensaciones, la temperatura menor debe ser limitada a latemperatura de rocío del aire interior, esto es, alrededor de los 15 ºC. Consecuentemente, el techoclimático Movinord permite obtener una temperatura media menor, o sea, una mayor emisión de fríoque la mayoría de los demás modelos de techos fríos.

2 Ver 2.2.1





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Variaciones de temperatura en los paneles de climatización

En el sistema Movinord, la temperatura menor queda muy cercana a la temperatura media del panel

Los cálculos en el caso de tramas enlucidas con yeso, demuestran que la efectividad térmicaresultante es del 98%. Esto significa que, aún en el caso ideal, en el cual los tubos capilares fueranreemplazados por una lámina uniforme de agua, la efectividad podría mejorar solamente un 2%.

2.1.2. Economía en materia prima y efectividad térmica

Con relación a otras soluciones actuales (tubos de diámetro normal), el pequeño espacio entre tubos,confiere ciertamente al sistema Movinord, ventajas en cuanto a costos de transporte y de fabricación,pero también en el tema ambiental.

La comparación siguiente, muestra en efecto, que los pequeños tubos permiten un ahorro en materialdel orden del 50%, manteniendo a la vez, un excelente intercambio térmico y bajas pérdidas de carga.

Comparación entre tubos capilares y tubos de diámetro normal:

Tubos Capilares Tubos de diámetro normal

Espacio entre tubos mm 10 150

Diámetro de los tubos mm 3,4 20

Espesor de los tubos mm 0,55 2

Resistencia a la presión (3) bar 35 36

Superficie desarrollada m2/m2 1,07 0,42

Masa total de los tubos kg./ m2 0,48 0,49

Contenido de agua l/m2 0,39 1,70

Diferencia de temperatura K 0,23 2 pared interior/pared exterior del tubo

Longitud de trama m 2 4 2 4

Caudal necesario de agua (4) l/h 40 80 40 80

Pérdida de carga m c.a. 0,2 0,55 0.03 0,12

Velocidad del agua m/s 0,27 0,535 0,065 0,13

Número Reynolds - 540 1080 910 1820

Comparación realizada para una emisión de frío de 70 W/m2 con un panel de 1m y según el caso, de 2 ó 4m de longitud.

3 Ver 6.16 Para una diferencia de temperatura de 3ºC entre entrada y retorno




Movinord

Chapa metálica

Temp. media

Temp. máxima

Tubos gruesos

Chapa metálica

Temp. media

Temp. máxima


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Comentarios:

1) Aplicando los espacios entre tubos normalmente usados, para obtener una superficie suficientede intercambio, es necesario utilizar tubos de diámetros mayores, que los necesarios para aseguraruna buena circulación de agua.

2) La resistencia conductiva, constituye una limitación para los tubos de plástico de diámetros normales.Esta limitación, poco molesta en tubos de calefacción empotrados, resulta mucho más molesta enpaneles fríos, donde las diferencias de temperatura disponibles, son pequeñas. Con los tubos capilares,la resistencia de los conductos ya no es un escollo; en efecto, al ser el espesor de los tubos muchomenor, y su superficie de desarrollo por lo menos igual, esta resistencia es prácticamente irrelevante.

3) La superficie de intercambio necesaria, se puede obtener con una sección total menor, lo cualpermite reducir la sección de los tubos. La limitación más importante, es entonces la pérdida decarga, la cual debe ser mantenida suficientemente baja. En la práctica, la pérdida de carga de lastramas KaRo es inferior a 2m.

4) La masa de los tubos es menor, pues aunque la superficie desarrollada sea mayor, no es yanecesario, tener que utilizar tubos de mayor espesor, para asegurar la resistencia a la presión.

2.1.3. Pérdida de carga

Con los tubos capilares (ver tabla), la pérdida de carga es algo mayor que con tubos de diámetronormal, pero esto no es un inconveniente, sino todo lo contrario.

En efecto, trabajos científicos demuestran que con tubos dispuestos en paralelo, con circulaciónturbulenta, los caudales están desequilibrados. Los caudales son menores en los tubos del centro;y son tanto menores cuanto menor sea la pérdida de carga.

Con las tramas KaRo, no hay temor a tal desequilibrio: la pérdida de carga es suficiente para asegurarel buen reparto de caudales.

Por otro lado, la circulación por tubos capilares es siempre laminar; y en consecuencia, la pérdida decarga en las tramas KaRo, es proporcional al caudal de agua y no al cuadrado del mismo. Así, el caudalde agua puede ser aumentado mucho más fácilmente, si fuera necesario (locales de gran profundidad).

Comparación de los principales sistemas de circulación de agua.Con el sistema Movinord, la velocidad del agua es solamente de 20 a 60 cm/s, ya que el caudal deagua se reparte por los tubos en paralelo.





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2.2. Materiales

Las tramas KaRo se fabrican, en plástico o en cobre:

• Tramas KaRo en cobre (serie C)

• Tramas KaRo en polipropileno (serie P)

2.2.1 Serie C (Cobre)

Las tramas KaRo de la serie C, son de cobre con capilares de un diámetro de 2,4 mm; presentanlas ventajas indicadas a continuación:

• Menor costo de materia prima (50% menos que en tubos recios)

• Volumen de agua reducido

• Alto rendimiento térmico

Las tramas KaRo de la serie C, se fabrican con la técnica Overlay, gracias al desarrollo de unautomatismo especial de soldadura: tubos capilares soldados tangencialmente sobre los colectores,de forma que no se produce curvatura de los tubos en su conexión con los colectores. El conjunto,cuando se coloca sobre una bandeja metálica, se adhiere a la bandeja en toda la longitud de lostubos: por lo tanto, no se produce ninguna disminución de rendimiento térmico por efecto de bordes.

Gracias a su pequeño diámetro y a su forma oval, los tubos capilares de cobre se adaptan bien a lasplacas de techo.

2.2.2. Serie P (Polipropileno)

Las tramas KaRo de la serie P, se fabrican en polipropileno. Los tubos capilares son unidos a loscolectores mediante un proceso especial de fabricación. Gracias a su flexibilidad, las tramas seadaptan a cualquier superficie, y especialmente, a las superficies abovedadas.

Colectores a un lado Colectores en dos lados





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La resistencia a la corrosión del polipropileno, permite su incorporación al enlucido. Se utilizageneralmente el modelo con los dos colectores dispuestos en el mismo costado, de manera que latrama completa tiene una altura de 3 a 5 mm solamente. Puede ser encastrada en enlucidos de pocoespesor, a condición de colocar colectores adecuados.

Para paneles de techo registrable se utiliza generalmente el modelo equipado con conexionesrápidas.

3. TIPOS DE SOLUCIONES MOVINORD

Los diferentes tipos disponibles de soluciones, son:

3.1. Solución Movinord para enlucido.

Las tramas se fijan al techo bruto y luego se lucen. Los enlucidos habituales, yeso, calcáreo, cementoo insonorizados, son perfectamente adecuados.

Las tramas para enlucido, son especialmente adecuadas para rehabilitaciones, donde sonparticularmente apreciadas dada su poca altura. Igualmente pueden ser instaladas en paredes verticales.





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3.2. Solución Movinord para placa de yeso seca.

Las tramas pueden ser utilizadas también en construcción seca. No es necesario reservar unemplazamiento para los colectores. En este tipo de ejecución, las tramas se colocan entre elaislamiento y la placa de yeso.

El panel StoSilent5 es un modelo especial, destinado a locales con exigencias particulares en cuantoa atenuación acústica. Se trata de un panel insonorizado de vidrio reciclado, compuesto por un panelacústico 2000 StoSilent de la firma Sto AG, y la integración de una trama KaRo de cobre.

3.3. Solución Movinord para techos registrables.

Todos los modelos de panel metálico, pueden ser convertidos en techos climáticos Movinord, seacual fuere su tipo de superficie (lisa, perforada, con color...).

5 Ver documentación Sto





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Movinord ofrece al mercado su panel climático. Se trata de una bandeja metálica de diferentes tiposy colores, equipada desde fábrica para climatización.

4. PUESTA EN MARCHA

"¡Las soluciones Movinord, se regulan como la luz!".

La explicación de esta impresión espontánea, reside en su poca inercia térmica, pero también en suefecto de autorregulación.

4.1. Inercia térmica

Al activar el sistema de climatización, las potencias evacuadas por la puesta en circulación del aguafría, son muy superiores a la potencia nominal del techo. Al poner en marcha el sistema, lastemperaturas del techo, son del orden de 25 a 30ºC, en lugar de los 18 a 20 °C del funcionamientonormal. Otra explicación es, que los coeficientes de transferencia térmica son mucho mayores queen funcionamiento normal, ya que durante los primeros minutos, se evacua esencialmente el calordel techo y no el de la habitación.

La potencia evacuada es, por lo tanto, alta. Si esta potencia no estuviera limitada por el caudal deagua, sería del orden de varias centenas de W/m2 para paneles metálicos, y superior a 1000 W/m2

en techos enlucidos con yeso (donde la transmisión térmica del contacto tubo/yeso es excelente –tubos totalmente "mojados"). Teniendo en cuenta los valores habituales de caudales de agua, laspotencias efectivamente evacuadas son menores. En el momento en que se activa la climatización,las potencias están limitadas a alrededor de 150/200 W/m2 para techos metálicos, y a unos 200/250W/m2 para techos enlucidos. Decrecen enseguida, a medida que el techo se enfría, algo máslentamente en el caso de techos enlucidos que en el de techos metálicos.

¿Cuánto tiempo se necesita para enfriar el techo?

Como ya se indicó, al poner en marcha, es necesario enfriar el techo unos 8 °C (ver tabla). La capacidadcalorífica es de unos 10 Wh/m2 para techos metálicos y de 40 Wh/m2 para enlucidos con yeso (ver tabla).

Para una variación de temperatura de 6 K, la capacidad térmica del techo metálico Movinord essolamente de 10 Wh/m2 .





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Material Calor específico Peso específico Peso Capacidad térmica

KJ/Kg K kg/m3 kg/m2 Wh %

Techo metálico 0,48 7800 5,46 5,9 62%

Agua 4,18 1000 0,285 2,7 28%

Polipropileno 1,5 980 0,28 0,9 10%

SUMA 9,5 100%

Esto corresponde al 15% de la emisión frigorífica horaria del techo. Teniendo en cuenta laconductividad térmica entre los capilares y la placa metálica, el techo climático (metálico) Movinord,alcanza su plena potencia frigorífica en unos pocos minutos.

Los techos enlucidos Movinord presentan las mismas cualidades, ya que el pequeño diámetro delos tubos capilares permite ligeros espesores de lucido. También en este caso, en pocos minutos defuncionamiento, se alcanza la capacidad térmica.

Material Calor específico Peso específico Peso Capacidad térmica

kJ/Kg K kg/m3 Kg/m2 Wh %

Yeso 1,09 1000 10,000 36.6 87%

Agua 4,18 1000 0,285 2,7 10%

Polipropileno 1,5 980 0,280 0,9 3%

SUMA 40.0 100%

Teniendo en cuenta las potencias evacuadas, los tiempos de puesta a régimen serán de 3 a 4 minutospara los techos metálicos. Para los techos enlucidos, los tiempos son sólo ligeramente superiores.

Las grabaciones termográficas que la universidad de Stuttgart /1/ llevó a cabo, lo confirman: el sistemaMovinord puede ponerse a temperatura y ser parado en pocos minutos.

Puesta en temperatura de un techo metálico Movinord (KaRo)

El techo libera lo esencial de su potencia frigorífica a partir del 3er minuto




Start 1 Minute

2 Minutes 3 Minutes

5 Minutes 30 Minutes


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Los registros termográficos de pruebas de techo enlucido, muestran los mismos resultados que losdel techo metálico. La potencia frigorífica se alcanza a los pocos minutos de la puesta en marcha.Al parar, el retorno a las temperaturas normales es naturalmente algo más lento, pues hay queconsiderar el calor almacenado en la parte del techo que se encuentra por debajo de la trama detubos capilares.

4.2. Efecto autorregulación

Los techos climáticos Movinord requieren temperaturas de agua muy moderadas. Esta particularidadconduce a un efecto de autorregulación, desconocido por los demás sistemas de climatización. Dehecho, se produce una modulación automática de aportaciones según sea necesario:

1) Modulación según el número de personas

La autorregulación se debe al hecho que la temperatura del techo es generalmente del orden de 17a 20 ºC, con temperaturas del local comprendidas entre 20 y 25 ºC, y temperaturas de la piel de losocupantes de 32 ºC.

La diferencia de temperatura se establece pues, en unos 14 K para las personas y en 3 a 5 K parael local. Es con los ocupantes, con quienes los intercambios térmicos serán más importantes.Cuando ellos se ausenten del local, disminuirá automática e instantáneamente la emisión de frío.

2) Modulación según la temperatura del local

Cuando la temperatura del local varía, la emisión se adapta: será más fuerte cuanto más alta sea latemperatura (caso frecuente en el verano). Por el contrario, es rigurosamente imposible que uneventual fallo de la regulación pueda conducir a temperaturas demasiado bajas: la temperatura dellocal no puede descender por debajo de la temperatura del techo, esto es 17 a 20 ºC.




Start 1 Minute

3 Minutes 5 Minutes

10 Minutes 15 Minutes


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5. MATERIAL EN POLIPROPILENO

Las tramas KaRo de la serie P, se fabrican en polipropileno (calidad PPR: Polypropylène-Random-Copolymerisat). Este polipropileno es especialmente adecuado para tuberías de agua sometidaslargo tiempo a altas temperaturas. El polipropileno ha sido suficientemente probado después dedecenios de aplicación en calefacción por suelos y en alimentación de agua potable.

5.1. Propiedades mecánicas

La resistencia a la presión de los tubos de plástico, depende de su espesor y de su resistencia alenvejecimiento.

El criterio de calidad para apreciar la resistencia mecánica de los tubos de plástico, es el módulo deelasticidad o módulo de Young E, que se expresa en N/mm2.

Para la determinación de la resistencia a la presión de sus tubos, los fabricantes aplican enlaboratorio, los procedimientos de ensayo normalizados para tubos soldados y piezas auxiliares. Lasmuestras son ensayadas a diferentes temperaturas y a diferentes presiones internas, hasta suruptura. Los resultados se analizan luego, de acuerdo con métodos probados, que determinan elvalor límite de resistencia a la presión, para una vida útil codificada (generalmente 50 años).

Para extrapolar estos resultados a otros diámetros o espesores de tubos, se usa la ecuaciónindicada a continuación, que determina el valor del módulo de elasticidad correspondiente a losmateriales probados en laboratorio. Conocido el valor de E, se pueden deducir los valores límites depresión para cualquier valor de D y e:

E = P * (D - e) / 2e

donde:

P = presión interior, en N/mm2

D = diámetro exterior del tubo en mm

e = espesor de la pared del tubo en mm




Módulo de elasticidad

Colectores KaRo Capilares


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Esta fórmula permite por extrapolación, caracterizar los materiales sometidos a ensayos deenvejecimiento y de resistencia a la presión, en una magnitud independiente a las dimensionesdel tubo.

La fórmula muestra que el factor clave es el espesor relativo de la pared respecto al diámetro. Untubo capilar de 2 mm de diámetro, con un espesor de pared de 0,2 mm, dará la misma resistenciaa la presión que un tubo de 20 mm de diámetro y de 2 mm de espesor de pared.

Para el polipropileno de las tramas KaRo, los ensayos de laboratorio extrapolados a una vida defuncionamiento de 50 años, con las temperaturas normales de funcionamiento de los paneles (30ºC), conducen a un valor práctico de módulo de elasticidad:

E = 9 N/mm2,

Ahora bien, las tramas KaRo presentan un espesor de pared relativo respecto al diámetro, del 10%(colectores) o del 20% (capilares).

Si se consideran las condiciones estándar de utilización (presión de agua de 4 bares, o sea 0,4N/mm2), la ecuación anterior indica, que el módulo de elasticidad debe ser como mínimo de 1,8N/mm2 para los colectores y de 1,0 N/mm2 para los tubos capilares.

Se define así, que la resistencia a la presión de los tubos (para uso a 4 bares), queda aseguradadurante 50 años con un factor de seguridad muy alto: 5 ó 9 según se trate de los colectores o delos capilares.

En realidad, el factor de seguridad será generalmente mayor, si los techos climáticos funcionan granparte del tiempo en modo frío y alcanzan raramente temperaturas superiores a 30 ºC.

Finalmente, más allá de las consideraciones teóricas, la mejor medida de la resistencia a la presiónes ciertamente la experiencia acumulada por las conducciones de calefacción de polipropileno.

Las innumerables obras realizadas, testimonian de hecho, la buena respuesta de este material a lapresión, en instalaciones tradicionales de calefacción por suelos.

Con las tramas KaRo, la resistencia a la presión es todavía mejor. En efecto, al ser las temperaturasde agua más moderadas y el espesor relativo de las paredes de los tubos capilares mayor, la fórmulaindica que la resistencia a la presión será todavía mayor.

5.2. Propiedades físicas

El polipropileno usado para las tramas KaRo, corresponde a la recomendación VII para polipropileno,del Servicio Federal Alemán de la Salud (BGA), lo cual asegura que no presenta ningún inconvenienteen el ámbito sanitario. Incluso los conductos de agua caliente y fría para agua potable, se fabricanen polipropileno.

5.3. Resistencia a los rayos ultravioleta

En servicio normal, las tramas KaRo de la serie P, evidentemente no están expuestas a la acción delos rayos ultravioleta. Conviene sin embargo, vigilar que durante su montaje, no sean expuestas auna radiación solar excesiva. En interiores, no existe el problema, ya que el vidrio absorbe la mayor





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parte de los rayos UV. Para su transporte, las tramas KaRo y sus tomas, van en embalajesprotectores.

5.4. Combinación con el cobre

El polipropileno puede ser montado con conducciones de cobre, pero no puede estar en contactopermanente con cobre. Por ello, los montajes cobre/polipropileno, se efectúan con uniones de latón.

5.5. Polipropileno = material reciclable

El polipropileno es totalmente reciclable. Los grandes productores de materias primas, trabajan sobrelos procesos de reciclaje del polipropileno. Las piezas de polipropileno usadas en automoción,edificios y aparatos domésticos, deben ser tratadas para su nuevo uso, en las instalaciones dereciclaje.

5.6. Comportamiento del polipropileno en caso de incendio

El polipropileno está exento de materias nocivas que puedan contaminar el medio ambiente. En casode incendio, los gases quemados (dióxido de carbono y agua), son totalmente inofensivos. En techosmetálicos suspendidos, las tramas KaRo quedan aisladas del local por la placa metálica y en plenum,por un material aislante.

Los techos con tramas KaRo son adecuados para oficinas, gracias a esta protección, como muestrael PV K 30 del Instituto para Materiales de Construcción, Construcción Pesada y Protección contraIncendios de Braunschweig.

5.7. Eliminación de desechos

Incluso si el polipropileno debe ser eliminado como desecho, en el caso de que su reciclaje no fuerarentable, este material se distingue por su impacto positivo sobre el medio ambiente. Puede sereliminado, por lo tanto, en instalaciones de incineración de basuras, sin problemas, pues está exentode substancias nocivas contaminantes, y su combustión no produce más que CO2 y vapor de agua.Se comporta de manera neutra en sus transformaciones. Gracias a su insolubilidad en el agua, noconstituye amenaza alguna ni a las aguas subterráneas, ni al suelo.

6. EL CONCEPTO DE SEGURIDAD

El concepto de seguridad KaRo garantiza la explotación de las tramas durante largos años. Englobael sistema, la producción y el montaje.

6.1. El sistema

Después de instalada la primera trama de tubos capilares, la pregunta que surge con más frecuencia,





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se refiere al riesgo de obturación de los tubos capilares.

La respuesta es claramente "no". En efecto, los techos Movinord están separados hidráulicamentedel circuito primario de agua por los intercambiadores de calor, y los componentes utilizados, soninsensibles a la corrosión. Por lo tanto, el riesgo de obturación no es más importante que con lossistemas habituales (tubos de gran diámetro).

La experiencia de las instalaciones en servicio, lo confirma con amplitud.

6.1.1. Riesgo de cubrirse de sarro

En las tramas el peligro del sarro queda excluido, ya que todo el sistema va en circuito cerrado, sinrenovación de agua. Además, incluyendo las adiciones ocasionales de agua después de operacionesde mantenimiento, no existe riesgo de sarro, pues las temperaturas nunca exceden el umbral a partirdel cual se puede producir el riesgo de sarro (alrededor de 40 ºC según la dureza del agua).

6.1.2. Riesgo de corrosión

Los circuitos hidráulicos de acero pueden ser taponados por barros si penetra oxígeno en el circuito.En el sistema Movinord, queda excluida toda producción de herrumbre, ya que el agua en circulaciónsolamente está en contacto con plástico, con acero inoxidable, o con materiales no férricos. El aguapermanece clara aún después del paso de años.

Es por lo tanto totalmente superfluo, incluir inhibidores de corrosión en el sistema Movinord; se usaagua de la red sin tratar.

6.2. Producción

Las tramas son fabricadas en máquinas patentadas y sometidas a un control de calidad continuo yexhaustivo.

Cada trama KaRo es sometida en fábrica, a una prueba de presión de 12 bares antes de salir alexterior.

6.3. Montaje

Todas las piezas constitutivas del sistema Movinord están concebidas para un montaje sencillo yseguro. Instrucciones y formación, facilitan el ensamblaje en la obra. Cada instalación es sometidadespués del montaje a una prueba de presión con acta de la misma. Para las pruebas se utilizanpresiones superiores a las de funcionamiento.

/1/ Pr. Graeff, Technische Fach Hoch Schule, Giessen

Universidad Técnica de Stuttgart conforme a la norma DIN V 4706.





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Manual técnicoCapítulo 2. Circuito hidráulico

Las soluciones Movinord son controladas desde una subestación hidráulica de distribución, consistemas de 2 ó 3 tubos, o por bucle periférico.

INDICE

1. PRESENCIA DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 23

2. REGULACIÓN DE TEMPERATURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 23

3. DISTRIBUCIÓN POR COLECTORES. SISTEMAS A 2 Ó 3 TUBOS . . . . . . . . . . . . Página 24

4. DISTRIBUCIÓN POR BUCLE PERIFÉRICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 27

5. EVOLUCIÓN ARQUITECTÓNICA: LOS TECHOS SUSPENDIDOS . . . . . . . . . . . . . Página 28

6. FLEXIBILIDAD DE LOS TECHOS ENLUCIDOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 29

1. PRESENCIA DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR

Igual que en cualquier circuito de material plástico, se debe evitar el riesgo de corrosión debido a lapermeabilidad del material al oxígeno. Esto se consigue con el empleo exclusivo de materiales queno se corroan, y con intercambiadores de placas que aseguren la separación entre el circuito primarioy el secundario. Como las temperaturas del circuito secundario jamás exceden los 35 ºC, no hayriesgo de sarro. Por lo tanto, se puede usar agua no tratada para rellenar el circuito primario.

2. REGULACIÓN DE TEMPERATURA

La regulación se define generalmente, local por local; cada local dispone de su propia regulación detemperatura mediante una electro-válvula en la salida de la distribución.

Cuando las tramas se montan únicamente para frío, se puede limitar la regulación a un control detemperatura centralizado en la distribución del agua. Esta solución, reservada para locales con pocasexigencias de confort, sólo conviene si tales locales presentan necesidades de frío parecidas. En este


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caso, los usuarios no tendrán la posibilidad de regular ellos mismos la temperatura del local, lo cual limitaesta modalidad, a aplicaciones específicas (por ejemplo: locales de instrucción, centros de vacaciones).

Cuando se usa el sistema para calefacción, es recomendable optar por un reglaje de temperaturaindividual para cada zona. Esto se consigue mediante electro-válvulas.

En el caso de una distribución con subestaciones, estas válvulas se montan en las subestaciones de piso.Para bucle periférico, se disponen de forma localizada. Esta última solución, aunque es algo ventajosa encuanto a costo de instalación, lo es menos, evidentemente, para trabajos de mantenimiento (1).

3. DISTRIBUCIÓN POR COLECTORES

3.1. Sistema a 2 tubos

Cuando las tramas se usan solamente en modo frío, la conexión es necesariamente por el sistemaa 2 tubos.

1 Más información sobre el tema en el capítulo 3: Regulación.


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Figura 1. Sistema Movinord Climatización con subestación de piso, sistema a 2 tubos

1 = Bomba, 2 = intercambiador de calor, 3 = conexión agua caliente/fría,

4 = reguladores de caudal, 5 = válvulas termostáticas.

Las tramas capilares se utilizan tanto para frío como para calor. Esto permite, como en lasinstalaciones tradicionales de ventilo-convectores, asegurar calefacción y refrigeración. La conexión2 tubos tan sólo necesita un intercambiador de calor (Figura 1), alimentado, bien por agua calienteo por agua fría, según la época del año.

Este sistema es particularmente económico y en general es suficiente para asegurar un confortcorrecto. Es adecuado cuando las subestaciones sirven a locales de características térmicascomparables – caso por ejemplo de locales situados en la misma fachada. Se debe instalar unaregulación central que controle el paso de frío a calor.


Figura 2. Esquema de una subestación con distribución a 3 tubos.

1 = Bomba, 2 = intercambiador frío, 3 = intercambiador calor, 4 = regulador de caudal, 5 = válvulas frío, 6= válvulas calor, 7= conexión agua caliente.


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El sistema a 3 tubos incluye una subestación con dos intercambiadores. Al disponer de distribuciónde agua fría y caliente, se asegura una climatización simultánea de frío y calor cuando y donde seanecesario.

Incluso en los sistemas a 3 tubos, se utiliza solamente una bomba. El agua circula en función de lasválvulas de reglaje “frío/calor”, a través de los intercambiadores de frío y calor.

El agua proveniente de los locales climatizados con frío, y el agua de los locales con calefacción,tienen un retorno común. Las pérdidas por el mezclado son irrelevantes, ya que una aportaciónsimultánea de calor y frío, es generalmente necesaria sólo en periodos de tiempo limitados (entreestaciones). Además, las diferencias de temperatura de retorno de frío o calor son pequeñas.

Puede ocurrir que una misma subestación deba alimentar locales de gran heterogeneidad térmica,que exijan una producción simultánea de calor y frío, durante un periodo significativo del año. En estecaso, se puede considerar, como en instalaciones tradicionales con ventilo-convectores, unadisposición a 4 tubos.

3.3. Subestación hidráulica

Figura 3. Subestación de planta para 10 salidas.

Las subestaciones aíslan la red del circuito secundario del agua primaria. Alimentan, por lo general,un piso o nivel y agrupan en una unidad compacta, el conjunto de válvulas de regulación, reguladoresde caudal, termómetros, etc. Incluyen también, los intercambiadores de calor, los depósitos deexpansión, los dispositivos de seguridad y la bomba de circulación.

Con conexiones a 2 ó 3 tubos, es necesaria una subestación hidráulica.


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4. DISTRIBUCIÓN POR BUCLE PERIFÉRICO

En el caso de distribución por bucle, las válvulas de regulación se distribuyen de forma localizada.La subestación es remplazada por un conjunto más compacto, compuesto por la bomba decirculación, el intercambiador y el depósito de expansión.


El intercambiador de calor, el depósito de expansión, el dispositivo de seguridad y la bomba decirculación, se colocan en el módulo de piso. Este conjunto puede ser fácilmente montado en losdiferentes pisos, gracias a sus reducidas dimensiones.

Figura 4. Colector periférico para un sistema a 2 tubos.

1 = bomba, 2 = intercambiador, 3 = conexión agua fría/caliente, 4 = regulador de caudal, 5 = válvula de regulación, 6=colector principal.


Se instala en el pasillo un tercer colector equipado con válvulas de reglaje “calefacción”, destinadoa conectarse al intercambiador de calor suplementario de la subestación.

Figura 5. Bucle periférico para sistema a 3 tubos.

1 = bomba, 2 = intercambiador frío, 3 = intercambiador calor, 4 = reguladores de caudal, 5 = válvula de frío, 6 = colectorprincipal calor, 7 = válvula de calor.


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5. EVOLUCIÓN ARQUITECTÓNICA: LOS TECHOS SUSPENDIDOS

Oficinas y locales comerciales, son a menudo objeto de cambios de interiores. Cuando se desplazan lostabiques, los techos climáticos deben ser adaptables a las nuevas condiciones, sin costes suplementarios.

El sistema de distribución por bucle periférico permite flexibilidad total en este sentido.

Simplemente, con abrir o cerrar las válvulas, se adapta instantáneamente la conexión hidráulica a lanueva distribución de locales.

5.1. Distribución de locales

Figura 6.1. Techo Movinord instalado con válvulas de corte

El techo puede ser adaptado rápidamente a la nueva distribución.

La Figura 6.1 muestra como ejemplo una disposición típica de techo en una oficina. Al instalar, semontan las bandejas climáticas Movinord que incluyen las tramas ya integradas en fábrica.

Los perfiles forman al mismo tiempo, las guías para los tabiques de separación, según el diseño deledificio.

La suspensión de los perfiles se usa al mismo tiempo, para la fijación de las tuberías de distribucióna las cuales se conectan las bandejas climáticas por medio de flexibles.

Figura 6.2. Cambio de distribución a 4 módulos


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Los tubos de distribución están unidos a la entrada por una tubería de compensación continua,alimentada a través de válvulas de regulación de zona.

La tubería de compensación continua, está equipada entre los tubos de distribución, con “válvulasde corte”. Con estos dispositivos de cierre, las placas de techo pueden ser fácilmente adaptadas ala separación de locales mediante una sencilla regla:

Cerrar los dispositivos de corte de local cercanos a los tabiques de separación. Abrir todos los demásdispositivos.

La Figura 6.1 muestra un ejemplo de locales con 3 y 2 sectores. Los dispositivos de corte, en lossectores 4 y 6, están cerrados.

En la Figura 6.2, el tabique de separación ha sido desplazado del sector 6 al 8. La distribución ha sidoadaptada mediante el dispositivo de corte, abriendo la válvula del sector 6, y cerrando la del sector 8.

5.2. Regulación

La adaptación de los techos climáticos Movinord a los tabiques de separación desplazados, sepuede realizar sin utillaje, abriendo y cerrando simplemente los dispositivos de corte del local.Únicamente para la conexión eléctrica de las válvulas de regulación, se necesita un destornillador.Es posible que con el desplazamiento de los tabiques de separación, se haga necesario modificarla conexión de las válvulas de regulación, en función de los termostatos del local.

Regulador electrónico

Para una regulación numérica, será suficiente con modificar el destino de las válvulas de regulación.El reglaje digital, puede ser programado en fábrica, de manera que el usuario pueda modificar ladisposición sin conocimientos de programación, simplemente por medio del teclado.

Regulador analógico

Si las válvulas de regulación están colocadas sobre los distribuidores de piso, todos los cables eléctricosde conexión, se llevan también a ese punto desde los termostatos. Solamente habrá que cambiar losbornes de ciertos cables numerados, que van a las válvulas de reglaje, también numeradas.

Si las válvulas de reglaje son instaladas en el techo del pasillo, no hay necesidad de ejecutar lostrabajos de montaje en las oficinas. Sólo habrá que modificar los cables eléctricos de conexión entrelas válvulas del techo, en el pasillo.

6. FLEXIBILIDAD DE LOS TECHOS ENLUCIDOS

Los edificios con techos Movinord Climatización enlucidos con yeso, pueden ser adaptados de lamisma manera, sin costos extras, a las operaciones de redistribución de locales con desplazamientode tabiques.

2 Ver figura 6.1 y 6.2.


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Durante la instalación, la implantación de las tramas se efectuará teniendo en cuenta el diseño deledificio: los tubos de alimentación de las tramas se unirán entre ellos mediante una conducción quepermita el cambio de zona de las válvulas de cierre al lado de cada local, en el plenum en el pasillo.

La simple apertura o cierre de estas válvulas, permite adaptar la configuración de las superficieselementales a la nueva disposición de locales. Se colocan las tramas bajo el enlucido( ), dispuestasen bandas longitudinales según el diseño del edificio, con zonas muertas destinadas a recibir loseventuales tabiques de separación.


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Manual técnicoCapítulo 3. Regulación

En techos climáticos y en calefacción por el suelo, la regulación termostática controla la entrada deagua en función de la temperatura del local.

En techos fríos, además es necesario que la temperatura del agua se mantenga por encima del puntode rocío del aire interior. Esta exigencia adicional ha llevado a desarrollar un elemento específico.

A la clásica sonda termostática ya presente en el local, se añade la sonda de punto de rocío, que secoloca en el techo. Este modo de regulación, cuyo desarrollo se remonta a los 80, se usa en laactualidad sistemáticamente para la climatización por techo frío.

Con las soluciones Movinord Climatización, el control de la temperatura y la protección contra lascondensaciones, quedan garantizadas.

INDICE

1. REGULACIÓN TERMOSTÁTICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 31

2. PROTECCIÓN CONTRA LA CONDENSACIÓN. GENERALIDADES . . . . . . . . . . . . Página 32

3. PROTECCIÓN CONTRA LA CONDENSACIÓN. SOLUCIONES TÉCNICAS . . . . Página 34

4. DETALLES COMPLEMENTARIOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 36

5. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL REGULADOR TAUKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 37

1. REGULACIÓN TERMOSTÁTICA


La figura 1 representa el esquema de principio de regulación, para un sistema a 2 tubos.

Cuando el techo se utiliza como calefacción en invierno y como refrigeración en verano, el reguladordispone de conmutación invierno/verano.

Se acciona bien manualmente mediante conmutador, o bien a distancia si el regulador (termostato)está conectado a un sistema de control.

Figura 1. Regulador de temperatura ambiente para sistema a 2 tubos

1 = Regulador

2 = Sonda de punto de rocío

3 = Válvula termostática


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Avda. de Eulza, 10. 31010 Barañain. Navarra. EspañaTEL + 34 948 188 976 | FAX + 34 948 189 006 | [email protected] | www.movinord.com




Como representa la Figura 2, el regulador controla, en función de la temperatura del local, la maniobrabien sea de la electroválvula 3 (frío), o de la electroválvula 4 (calor).

Figura 2 : Regulador de temperatura ambiente para sistema a 3 tubos.

1 = Regulador

2 = Sonda de punto de rocío

3 = Válvula termostática - circuito agua fría

4 = Válvula termostática - circuito agua caliente

2. PROTECCIÓN CONTRA LAS CONDENSACIONES. GENERALIDADES

Para optimizar el costo de las instalaciones, es interesante bajar la temperatura de llegada del aguafría, y así poder reducir la superficie activa. La reducción de temperatura se puede obtener sin incidirsobre el confort, siendo la principal limitación, el riesgo de aparición de condensaciones.

La prevención del riesgo de condensación constituye un factor determinante a la hora de dimensionarinstalaciones de techos fríos. A continuación, se evalúan dichos conceptos.

2.1. Evaluación del riesgo de condensación. Comparación entre ciudades europeas

Para evaluar el riesgo de condensación, un indicador de la humedad del aire, es la temperatura derocío. La Tabla 1 indica, para diferentes ciudades, la temperatura de rocío del aire exterior, en verano.Se observan variaciones notables (alrededor de 5ºC); el clima de las regiones mediterráneas es máshúmedo en verano, lo cual significa que en ellas, será necesario tomar precauciones que eviten elriesgo de condensación.

° C Berlín Madrid Bilbao Barcelona Sevilla Paris Salamanca Cáceres

T. seca 26 36 30 29 38 28 34 36

T. rocío 16,5 13 17,2 21 18 17,5 9 8

Tabla 1 – Valores de temperatura exterior (p=1%) en verano, para diferentes ciudades (según ASHRAE y Normas UNE).


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2.2. Determinación del punto de rocío del aire interior

La temperatura de rocío del aire interior, depende de la producción de humedad debida a losocupantes, la humedad del aire exterior y la ventilación.

Para un inmueble con renovación de aire por impulsión, sin posibilidad de abrir ventanas, (casogeneral en grandes edificios de oficinas) la humedad del aire interior se calcula de la siguiente manera:

W int . = Wext + P. t___3 .n

donde:

P g/h oc. Producción de humedad por ocupantes: 65g/h en condiciones medias,

t oc./m2 Tasa de ocupación, por ej. 0,1 ocupantes por m2,

n vol/h Tasa de aire nuevo – valores tipos: desde 1 vol/h - ventilación clásica por mezcla, a 2,5 vol/h - ventilación forzada,

Wint g/kg aire sec humedad del aire interior,

Wext g/kg aire sec humedad del aire exterior.

En la práctica, las variaciones de humedad en los locales, son amortiguadas en gran manera, por elefecto higroscópico de los materiales presentes (paredes, mobiliario, papel, etc.); el pico de humedadexterior, se reduce. Se puede considerar que sin abrir ventanas, esto corresponde a una disminucióndel punto de temperatura de rocío, de alrededor de 2 ºC para ventilación forzada y de 1 ºC paraventilación por desplazamiento.

KaRo funciona hace años en Marsella, en Mónaco, en Grecia y en España. El uso de sondas depunto de rocío y ventilación mediante aire tratado, es suficiente para un funcionamiento de totalseguridad de estas instalaciones. La Norma UNE indica los caudales de aire exterior para renovaciónen distintos locales.

2.3. Comentarios

Se considera generalmente, que para evitar el riesgo de condensaciones, conviene respetar la reglasiguiente:

Ttecho frío -Trocío aire interior > 1 °C

Para el clima de una ciudad como Madrid, esta regla, da temperaturas de entrada del agua, del ordende 14 ºC, lo cual garantiza la climatización sin riesgo de condensaciones.

En la práctica sin embargo, hay que tener en cuenta dos factores que unidos, tienen un gran impactoal diseñar techos fríos:

a) Durante los estudios de cargas es difícil prever correctamente el valor máximo de temperatura de rocíodel aire interior. Este valor depende de numerosos parámetros: número de ocupantes, condicionesclimáticas exteriores, efecto higroscópico, tasa real de ventilación. El valor de 14 ºC indicado para el climade Madrid, es teórico, y será necesario utilizar valores algo mayores como margen de seguridad.

b) La incertidumbre habitual al evaluar las cargas de frío máximas de los locales climatizados.


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Ante estos factores, la deshumidificación del aire de ventilación aparece como la mejor solucióntécnica:

a) El control eficaz de la humedad interior, permite controlar el riesgo de condensaciones, y bajar latemperatura de impulsión del agua.

b) Constituye una solución flexible que permite, durante la explotación, corregir las posiblesinsuficiencias dimensionales, deshumidificando más y optimizar el aporte de frío.

Aparte de la gestión del riesgo de condensación, el control de la humedad del aire nuevo, permiteniveles de confort no alcanzables con humedades relativas por encima del 60%.

3. PROTECCIÓN CONTRA LAS CONDENSACIONES – SOLUCIONES TÉCNICAS

Existen numerosos medios para prevenir el riesgo de condensación: limitar las temperaturas del aguasencillamente a través de una sonda de punto de rocío, situada en el local a proteger.

También se pueden utilizar contactos de ventana, allí donde la instalación haya sido equipada conellos.

En el caso de ventilación mecánica, es conveniente disponer de un sistema de deshumidificación delaire.

3.1. Limitación de la temperatura del agua a valor constante

Esta solución, fiable y barata, requiere según se indicó antes, un margen de seguridad importanteen la temperatura de entrada del agua, lo cual afecta al rendimiento de los techos. Por ello, siemprese asocia a otros tipos de control (sonda de punto de rocío, deshumidificación del aire, …).

También es posible, en lugar de limitar la temperatura del agua a un valor constante, ajustarla a lascondiciones reales de humedad del aire. Esto permite, una vez prevenido el riesgo decondensaciones, asegurar el suministro conveniente de frío.

3.2. Control del frío por sonda de punto de rocío

La solución más sencilla, y la más usada en la práctica, consiste en utilizar una sonda de punto derocío con mando “todo o nada” a la alimentación de agua refrigerada. Esta sonda se coloca en elpunto más frío del techo (entrada del circuito de agua). Habrá, naturalmente, tantas sondas comozonas de regulación haya en el edificio.

Cuando la sonda detecta la aparición de condiciones de rocío, la orden es cerrar la electroválvula. Elcorte de la circulación del agua, implica una elevación progresiva de la temperatura del techo. Al cabode algunos minutos, la sonda de punto de rocío, cambia de nuevo de estado, abriendo la válvula, yasí sucesivamente.

En lugar de comandar el cierre de las electroválvulas, se podría considerar la parada de la bomba dealimentación, pero esto presenta el inconveniente de cortar la emisión en el conjunto de techosalimentados por la bomba.


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Es preferible elevar la temperatura de entrada del agua. Para ello, una solución puede ser, utilizar unabomba de caudal variable en el circuito secundario. Se pude también actuar sobre la válvula de 3vías del circuito primario, antes del intercambiador.

3.3. Control del frío según la humedad exterior

La evaluación del riesgo de condensaciones puede también efectuarse a partir de una sonda única,que mida la humedad del aire exterior. Se juega entonces con la correlación entre temperatura derocío del ambiente y las condiciones higrométricas exteriores, para regular la temperatura del aguafría distribuida por el conjunto de la instalación.

Esta solución, todavía poco usada, permite establecer un control centralizado con una sola sondaexterior, lo cual disminuye el costo de la instalación. Sin embargo, no encaja bien en locales con fuerteproducción de humedad (salas de reunión...), que pueden necesitar una protección localsuplementaria.

3.4. Deshumidificación del aire

Recordaremos, ante todo e independientemente de las cuestiones de condensación, que ladeshumidificación del aire es verdaderamente interesante en el caso de inmuebles con cargas altas.Permite efectivamente una reducción de varios grados de la temperatura del techo frío, lo cualaumenta notablemente la emisión.

Por esta razón, la mayoría de las instalaciones importantes de techos fríos se efectúan condeshumidificación del aire impulsado.

Para llevar a cabo esta deshumidificación, basta con dimensionar la batería de agua fría, para que elaire sea impulsado con una humedad entre 7 y 8 g/m3.

Existen soluciones técnicas que permiten obtener este resultado manteniendo la temperatura deimpulsión entre 14 °C y 15 °C. La utilización de difusores puede constituir una respuesta adecuada.Por otro lado, esto permite, con un caudal bajo de aire, asegurar una aportación complementaria defrío en el caso de cargas altas.

El grado de deshumidificación, o sea, la temperatura de rocío del aire impulsado, se puede definiren función de la temperatura del techo frío.

En la Tabla 2, se da un ejemplo de resultados en un inmueble de oficinas con ventanas condenadas.Se indican los valores calculados de temperatura de rocío del aire interior, en función de dos opcionesde temperatura de rocío del aire deshumidificado (11º y 14°C) y de dos niveles de renovación de aire(1 y 2,5 vol/h).

Temperatura de rocíoRenovación de aire

1 vol/h 2,5 vol/h

Temperatura de rocío 11 °C 15 13

del aire de impulsión 14 °C 17 15

Tabla 2 – Ejemplo de cálculo de la temperatura de rocío del aire interior, en función de la temperatura de rocío del


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aire deshumidificado y de la tasa de renovación del aire – inmueble de oficinas a ocupación media con ventanas

condenadas.

En este ejemplo, una deshumidificación a 14 ºC, para una renovación de aire de 1 vol/h, conduce auna temperatura de rocío de 17 ºC, que corresponde a una temperatura del techo, por lo menos, de18 ºC.

Así, si se desean emisiones frigoríficas altas, será necesario, o bien bajar la temperatura de soplado,o bien aumentar la tasa de renovación de aire.

En resumen, la deshumidificación del aire soplado, reduce el riesgo de condensación a la vez quemejora de forma notable, los rendimientos de los techos fríos. Sin embargo, por lo general, no essuficiente en sí misma para eliminar totalmente el riesgo. Para optimizar su fiabilidad debe asociarsea una protección por sonda de punto de rocío, o bien, si las ventanas del edificio no estáncondenadas, se asociará a contactos de ventana.

3.5. Asociación entre deshumidificación y contactos de ventana

En inmuebles equipados con climatización centralizada, se puede combinar el uso de contactos deventana con un sistema de deshumidificación. La instalación de contactos de ventana es en algunospaíses, una obligación reglamentaria.

Se deduce, que si las aportaciones internas de humedad no son muy importantes (se trataesencialmente de aportaciones metabólicas), el riesgo de condensación es bajo.

Es importante realizar para cada operación un estudio específico que garantice la seguridad total dela obra.

4. PRECISIONES COMPLEMENTARIAS

4.1. Generalidades sobre los contactos de ventana

Los contactos de ventana son interruptores para ahorrar energía. Paran automáticamente laclimatización, cuando se abren ventanas.

En locales con posibilidad de abrir ventanas, en épocas cálidas y húmedas, puede existir el riesgode condensaciones.

La solución consiste en el paro de alimentación de agua fría, comandado por contactos de ventana.Esto, que en países de Europa está reglamentado respecto al control de consumo de energía,constituye una precaución útil en locales con posibilidad de abrir ventanas, y en climas húmedoscomo la costa mediterránea. Es particularmente adecuado para tramas en techos suspendidos,puesto que su inercia térmica es menor.

Aunque los contactos de ventana no tienen como objetivo la protección contra condensaciones,pueden ser aprovechados como seguridad complementaria. En efecto, si la apertura de una ventanasupone el paro de la climatización, se elimina en principio el riesgo de condensación debido a tal


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apertura en épocas cálidas y húmedas. Pero esta protección dista de ser absoluta, ya que el riesgoreaparece una vez cerradas las ventanas. Además, estos equipos no aportan ninguna protección,contra condensaciones debidas a aportaciones internas de humedad.

En resumen, la presencia de contactos de ventana, puede, en ciertas circunstancias, representaruna mejora desde el punto de vista de seguridad contra condensación. Sin embargo serán sólo unaprotección complementaria, insuficiente por sí misma.

4.2. ¿Sonda de humedad o sonda de punto de rocío?

Las sondas de punto de rocío son aparatos robustos, baratos y discretos, con una larga experienciaen asociación con los techos fríos.

Se trata de sondas capacitivas, cuyas características eléctricas varían de manera importante, enproximidad a la saturación (HR = 95% a 100%). Son apropiadas para detectar situaciones de riesgo,pero no para el control de humedad del local.

También se puede determinar la temperatura de rocío, en función de la temperatura y la humedadrelativa del aire. Esta solución no es la mejor, debido a su costo y sobre todo a su poca precisión.De hecho, el cálculo exige un gran margen de seguridad, dada la imprecisión de las sondas detemperatura y sobre todo de las sondas de humedad. Por el contrario, mediante sondas de puntode rocío, éste se detecta directamente, sin imprecisiones de medida, ya que no se trata de una sondade medida sino de un aparato de detección.

5. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL REGULADOR TAUKA

El regulador Tauka ha sido especialmente concebido para su uso con los techos fríos KaRo. Esteregulador asocia las funciones de regulación termostática y protección, mediante detección de puntode rocío.


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5.1. Conexiones

Sonda termostática incorporada en el termostato.

Sonda de punto de rocío.

Fig. 3: diagrama de conexiónTauka 2-contacto interno Fig. 4: diagrama de conexión Tauka 3.

abierto, contacto exterior verano/invierno. 2 salidas para válvulas de regulación.

Los reguladores se pueden colocar en sistemas de dos, o de tres tubos, mediante un cambio en laconexión.

5.2. Testigos luminosos

Indicador de punto de rocío: al ser alcanzado el punto de rocío, la válvula de alimentación se cierray el indicador “protección contra punto de rocío” se ilumina de color amarillo.

5.3 Conexión a sistema centralizado y convertidor


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Conexión suplementaria para sistemas centrales de control; conmutación verano/invierno ensistemas a 3 tubos.

5.4 Sondas de punto de rocío

Las sondas de punto de rocío se presentan en forma de placa, de pequeñas dimensiones. Existenvariantes para enlucidos (Tipo P), para techos metálicos (Tipo M) y para techos de placa de yeso(Tipo G).

Figura 3: sonda tipo G para placa de yeso.


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Manual técnicoCapítulo 4. Confort termo-aéreo

Las soluciones Movinord Climatización climatizan sin hacer ruido y sin corrientes de aire; el confortque ellas proporcionan no ha sido igualado.

• En modo frío, el confort está siempre asegurado, sea cual sea la carga térmica, siendo la únicaprecaución, evitar temperaturas demasiado bajas que pudieran producir condensaciones.

• En modo calefacción, no existe este problema, aunque sólo se asegura el confort paratemperaturas moderadas de techo, siempre que los edificios estén bien aislados. Puede suceder,en ciertas operaciones de rehabilitación, que el edificio tenga muchas pérdidas. En tal caso, esnecesario comprobar que las temperaturas necesarias, sean compatibles con las exigencias deconfort.

El efecto de radiación permite en los dos casos, asegurar un confort total, con temperaturas de aireinterior moderadas. Estas son menores que las temperaturas habituales en invierno, y más altas enverano.

INDICE1. TERMO-FISIOLOGÍA DEL CUERPO HUMANO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 402. PARÁMETROS QUE REGULAN EL CONFORT TÉRMICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 413. DEFINICIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 434. CRITERIOS DE CONFORT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 465. APLICACIÓN A LOS TECHOS CLIMÁTICOS. MODO FRÍO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 506. APLICACIÓN A LOS TECHOS CLIMÁTICOS . MODO CALEFACCIÓN . . . . . . . . . Página 51

1. TERMO-FISIOLOGÍA DEL CUERPO HUMANO

Condiciones para alcanzar confort térmico

El cuerpo humano se puede considerar como una máquina térmica que intercambia energía con suentorno, en forma de calor y humedad. Se alcanza el confort térmico, sólo si hay equilibrio entre elcalor producido por el metabolismo y las diferentes formas de disipación. Estas son:

• transferencias conductivas, por contacto entre el cuerpo y otros sólidos: por ejemplo, los piescon el suelo, o la mano con una mesa. Esas transferencias son de poca importancia, en general.

• transferencias convectivas: piel, ropa, o circulación de aire en los pulmones.

• transferencias por radiación desde la piel o la ropa, hacia el entorno.

• transferencias latentes debido a los procesos de respiración, o evaporación-transpiración.

Confort térmico y humedad del aire ambiente

Las transferencias sensibles, (radiación, convección, y casualmente conducción) son menores segúnse eleva la temperatura – ver Fig. 1. Entonces, la disipación del calor metabólico, sólo se efectúa pormedio de transferencias latentes, más difíciles de controlar cuanto más alta sea la humedad ambien-te. Por encima de un cierto nivel de humedad, se produce un fenómeno de incomodidad fisiológica,que puede llegar a manifestarse en forma de sudor. Por lo tanto, en condiciones de verano, elambiente será más confortable, cuanto más seco sea el aire.


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Figura 1. Disipación de calor del cuerpo humano.

Confort térmico y techos fríos

La sensación de confort que produce un techo frío, se puede comparar con la percibida en unanoche clara de verano, al sentir la frescura del cielo, aunque la temperatura ambiente rebase los25 ºC.Cuanto más limpia se encuentre la atmósfera, mayores serán las transferencias por radiación haciael cielo. Esto explica, que con la misma temperatura ambiente, haya más confort en el exterior queen el interior.

2. PARÁMETROS QUE RIGEN EL CONFORT TÉRMICO

El confort térmico que un individuo siente, se basa en 4 parámetros físicos, que caracterizan el entor-no climático,

• temperatura del aire,

• temperatura de radiación o temperatura radiante,

• velocidad del aire,

• humedad del aire,

y dos parámetros relativos al ocupante, indicados en las Tablas 1 y 2,• grado de vestido, expresado en Clo,

• nivel de actividad física, expresado en Met.


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Indumentaria

Resistencia térmica de la ropa según ISO 7730

m2.°C / W Clo

Ropa tropical 0,045 0,3(short, camisa de cuello abierto, mangas cortas, calcetines finos y sandalias)

Ropa ligera de verano 0,08 0,5(pantalón ligero, camisa de cuello abierto, mangas cortas, calcetines finos y zapatos)

Ropa ligera de trabajo 0,11 0,7(ropa int. ligera, camisa de trabajo de algodón, mangas largas, pantalón de trabajo, calcetines y zapatos)

Ropa de interior para invierno 0,16 1,0(ropa interior, camisa de mangas largas, pantalón de trabajo, calcetines gruesos y zapatos)

Ropa de vestir tradicional 0,23 1,5(ropa interior de algodón con mangas y piernas largas, camisa, traje, chaleco, calcetines de lana)

Tabla 1. Resistencia térmica del vestido

Actividad

Producción de energía metabólicasegún ISO 7730

W Met

Reposo, acostado 46 0,8

Reposo, sentado 58 1

Reposo, en pié 70 1,2

Actividad ligera, sentado (oficina, domicilio, escuela, laboratorio) 70 1,2

Actividad de pié (compras, laboratorio, industria ligera) 93 1,6

Actividad de pié(vendedor, trabajo doméstico, trabajo en máquina) 116 2,0

Actividad media (trabajo pesado en máquina, trabajo de garaje) 165 2,8

Tabla 2. Producción de energía metabólica


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Zona de estar

Las condiciones de confort en el interior de un local, pocas veces son homogéneas. Por ejemplo,las zonas próximas a paredes acristaladas, son generalmente menos confortables en invierno; tam-bién, las zonas cercanas a difusores de aire, están más afectadas por corrientes de aire. Por ello, enlos proyectos de climatización, es esencial especificar bien las zonas de demanda de confort. Ladefinición de zona de estar, depende de las características del edificio y del modo de ocupación.Consecuentemente es delicado definir una regla general. Existe, sin embargo, como referencia, lanorma ISO 7730, la cual admite las adaptaciones necesarias. Esta norma define la zona de estar:“zona situada a más de 0,60m de las paredes y a menos de 1,80m del techo”.

3. DEFINICIONES

Estudios llevados a cabo en el mundo entero por centros de investigación, o laboratorios universita-rios, han permitido avanzar sobre el estado subjetivo de apreciación del confort, y han llevado a fór-mulas matemáticas, presentadas con rigor. Estos estudios, se traducen en normas y especificaciones, entre las cuales se pueden mencionar:

USA: ASHRAE Standard 55-81 (1981)Alemania: DIN Standard 1946 (1981, revisado en 1991)ISO 7730 (1985)Europa: CEN TC156 WG6 (norma en preparación)

Todas estas normas, tienen una gran similitud. Por eso se presentan a continuación los puntos másimportantes, basados esencialmente en la norma ISO 7730, y teniendo en cuenta elementos nue-vos, aportados por el proyecto de norma europeo, como la turbulencia del aire, (salvo indicación con-traria, estos resultados se presentan únicamente para valores estándar de los parámetros de ocu-pación: vestido igual a 0,5 Clo en verano y 1 Clo en invierno, metabolismo igual a 1,2 Met).

PPD (%) Porcentaje de previsión de insatisfacción

El índice PPD expresa el porcentaje previsible de individuos que juzgarán como no-confortables, lascondiciones climáticas de un local, bien por demasiado calor, o por demasiado frío. Se tendrá encuenta que el porcentaje de insatisfacción nunca es 0%: las normas prevén un límite irreducible del5%, sean cuales sean las condiciones climáticas.

Ta (ºC) Temperatura del aire

Es la temperatura seca, medida por un termómetro normal sin influencias de radiación de las paredes.

Tg (ºC) Temperatura Global

La temperatura global es un valor meteorológico, destinado esencialmente a la medida indirecta dela temperatura media radiante. La temperatura global en un punto de un local es, según ISO 7243,la temperatura de equilibrio en ese punto, de una esfera de 15 cm de diámetro y pintada de negro.La temperatura global, constituye, por otro lado, una estimación de la temperatura operativa.


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Tr (ºC) Temperatura Media Radiante

Es la temperatura de las paredes asimilada por un cuerpo negro con temperatura uniforme en unlocal ficticio, en el cual, un ocupante intercambia la misma cantidad de energía radiante que en ellocal real. Esa temperatura se puede medir, bien de manera indirecta, o bien puede ser calculada.

MediciónEn un punto dado de un local, Tr se deduce de las mediciones de velocidad de aire, temperatura delaire y temperatura global, utilizando la ecuación siguiente (Principios ASHRAE):

ecuación 1

simplificando se obtiene:

ecuación 2

Cálculo de la temperatura media radiante TrTr es función de los factores de forma, emisividad y temperatura de las paredes del local. Para sim-plificar el cálculo, se utiliza generalmente la siguiente expresión (Principios ASHRAE):

ecuación 3

Esta ecuación se establece sin tener en cuenta la influencia de la emisividad. La expresión T1.Fp.1indica el producto de la temperatura media de la cara visible de la pared 1, por el factor de forma,teniendo en cuenta la posición del sujeto respecto a la pared. Para un sujeto sentado, este factor seanaliza en el Capítulo 7, en la Figura 2 para los elementos horizontales y en la Figura 3 para los ele-mentos verticales.

Una variante consiste, en calcular Tr en función de las temperaturas radiantes orientadas, al nivel delocupante. Para ello, se aplican las relaciones siguientes, que tienen en cuenta la superficie proyec-tada del ocupante sobre los diferentes planos:

sujeto de pie:

ecuación 4

sujeto sentado:

ecuación 5

En estas relaciones, la expresión T izda indica la temperatura radiante orientada, correspondiente alsemi-espacio situado a la izquierda del ocupante.

pr


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Tpr (°C) Temperatura radiante orientada

Al contrario que la temperatura media radiante Tr, que integra los efectos de radiación provenientesde todas las direcciones, la temperatura radiante orientada, indica el efecto radiante proveniente deuna dirección dada (arriba, izquierda...). La temperatura radiante orientada Tpr, como Tr, depende dela posición del ocupante en el local y de la dirección. Se define como la temperatura de un plano fic-ticio, asimilada a un cuerpo negro a temperatura uniforme, perpendicular a esta dirección y que pro-duciría el mismo efecto de radiación.Si no se tiene en cuenta la emisividad real de las paredes, Tpr puede ser calculada aplicando la ecua-ción 3. Al aplicar esta ecuación, el sumatorio se limita a las paredes comprendidas en el semi-espa-cio correspondiente a la orientación considerada. Los factores de forma se toman del Capítulo 7,Figura 4 para elementos perpendiculares a la orientación, y Figura 5 para los elementos paralelos.

∆Tpr (ºC) Temperatura Asimétrica de Radiación

Cuando el entorno radiante de un local presenta diferencias importantes (por ejemplo, si existen gran-des superficies acristaladas o paneles de calefacción), la noción de temperatura media radiante yano es suficiente. Es necesario acudir a la temperatura radiante orientada, o para más precisión, a latemperatura asimétrica de radiación, la cual se define como la diferencia entre las temperaturasradiantes orientadas, medidas sobre las dos caras opuestas a un mismo plano. Se observa que elvalor ∆Tpr depende del coeficiente de emisividad de las superficies concernientes, así como del fac-tor de forma. La temperatura asimétrica de radiación, normalmente es inferior a la diferencia de tem-peratura entre paredes opuestas.

To (ºC) Temperatura Operativa

Es la temperatura de un local ficticio, asimilado a un cuerpo negro a temperatura uniforme, en el cualun ocupante intercambiará la misma cantidad total de energía (por radiación y convección), que enel local real. Esta temperatura también se denomina Temperatura Resultante Seca (Missenard 1935).La temperatura global constituye una estimación.La ecuación 2 (cálculo de Tg en función de Ta y Tr) puede utilizarse para evaluar la temperatura ope-rativa. Cuando la velocidad del aire es inferior a 20 cm/s, esta ecuación se simplifica, y como en lanorma ISO 7243, se puede asimilar la temperatura operativa a la media aritmética de Tr y Ta:

ecuación 6

Teff (°C) Temperatura efectiva

La noción de temperatura efectiva se desarrolló en USA a partir de 1923, mediante pruebas de con-fort percibido, con gran número de sujetos. La temperatura efectiva se determina por un juego deecuaciones, en función de la temperatura del aire, de la humedad y velocidad del aire y del grado devestido. Esta temperatura se determina para un confort igual al de un ambiente al 50% de humedadrelativa, sin velocidad de aire. Las curvas de temperatura efectiva, son muy usadas en USA.

V (m/s) Velocidad del aire

Media temporal de la velocidad del aire.


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Tu (%) Intensidad de turbulencia

La intensidad de turbulencia cuantifica las fluctuaciones temporales de la velocidad del aire, en unpunto dado del local. Se define, para este punto, como la relación entre la diferencia típica, entre ladistribución de velocidades de aire y su velocidad media. La intensidad de turbulencia Tu, es en términos generales mayor, cuanto mayor sea la ventilación yvaría entre el 30% y 60%. Las técnicas de techo frío y/o ventilación por desplazamiento, en las queel aire se introduce a baja velocidad, inducen intensidades bajas de turbulencia y por lo tanto unmayor nivel de confort.

4. CRITERIOS DE CONFORT

Se considera que existe confort térmico, cuando se dan simultáneamente las dos siguientes con-diciones:

Equilibrio térmico global: la producción de calor del cuerpo humano es igual a la emisión de calorhacia el entorno. Con potencias frigoríficas normales y una regulación de temperatura adecuada, laobtención del equilibrio térmico global no presenta dificultad. Este mismo criterio, en la práctica, seusa tanto para la previsión del consumo de energía, como para la verificación formal de las condi-ciones de confort.

Confort térmico local: el individuo no siente en ninguna parte de su cuerpo, ni calor ni frío desagradable.Las causas de incomodidad – corrientes de aire, efectos de pared, etc. – que como se verá más tardeson múltiples, constituyen el segundo criterio, el cual en la práctica, necesita estudios más profundos.Vamos a examinar esos criterios.

4.1. Balance térmico global

El balance térmico global depende• en cuanto a la producción de calor, del metabolismo del ocupante y de la humedad del aire

(evaporación más o menos importante en los pulmones);

• en cuanto a la emisión de calor, de la vestimenta, de la temperatura operativa y de la velocidaddel aire.

Cuanto menor sea el equilibrio, mayor será el porcentaje previsible de insatisfacción.Ecuación de confort

La ecuación comúnmente admitida, para la previsión de la sensación térmica global, fue estableci-da por el Prof. FANGER de la Universidad de Lyngby, en Dinamarca. Este, analizó las sensacionesde confort experimentadas por más de 1.300 sujetos sometidos a diversas condiciones climáticas.Los resultados de estos ensayos, conducen a una expresión matemática, que expresa el PPD (% deinsatisfechos), en función, principalmente de:• el metabolismo expresado en Met,

• el vestido de los ocupantes, expresado en Clo,

• la temperatura operativa, la cual es función de la temperatura radiante media, de la temperaturadel aire y de la velocidad del aire,

• la humedad.


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Sin embargo, esta expresión, que figura en la norma ISO 7730 y en el proyecto de norma europeo,no es utilizada por los especialistas debido a su complejidad: más de 10 líneas de ecuación. En lapráctica, se hace referencia esencialmente, a los gráficos o tablas que figuran en las normas.

La Figura 2, da, para un PPD del 10%, la temperatura operativa óptima, en función de la actividad,expresada en Met, y del vestido, expresado en Clo. Esta figura indica, en la zona sombreada, losintervalos admisibles en torno a la temperatura operativa, para mantener un PPD inferior al 10%. Seobserva que la temperatura operativa óptima es tanto más baja, cuanto más importantes sean losniveles de actividad y vestido. Pero la indicación más interesante para conceptuar instalaciones, essin duda, que la tolerancia a la temperatura es tanto menor, cuanto menos importantes sean la acti-vidad y el vestido. Por tanto, es en edificios de oficinas y para condiciones de verano, donde la regu-lación deberá ser más precisa.

Figura 2. Temperatura operativa óptima en función de la actividad y el vestido.

Ejemplo de aplicación:Trabajo sedentario de oficina, actividad 1,2 Met:Temperatura operativa óptima en verano (vestido ligero): 25°CTemperatura operativa óptima en invierno (ropa normal): 22°CLas zonas sombreadas de la figura, indican la tolerancia en temperatura para un PPD del 10%. Losmárgenes de temperatura admisibles son: 20 a 24°C en invierno, y 23,5 a 26,5°C en verano.

Corrección de la humedad relativa

Las pérdidas térmicas del cuerpo humano, se producen por convección, radiación y por los inter-cambios latentes (evaporación). En verano, como la temperatura ambiente es normalmente mayor,los dos primeros modos de intercambio son menos importantes, y es por tanto importante, que lahumedad del aire sea baja, para favorecer el intercambio por evaporación. La deshumidificación, per-mite a la vez, mejorar el confort (ver Capítulo 3) y controlar mejor el riesgo de condensación.Las tablas o gráficos se confeccionan generalmente para una humedad relativa del 50%, pero exis-te la posibilidad de considerar otros grados de humedad relativa, mediante la ecuación completa delconfort, o bien usando gráficos tales como el de ASHRAE.


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4.2. Incomodidad local

La ecuación del confort, expresa el equilibrio térmico de los ocupantes. Sin embargo, puede ocurrirque el equilibrio térmico, sólo sea alcanzado como media, quedando partes del cuerpo más calien-tes, y otras más frías. Se produce entonces, malestar localizado. En consecuencia, es necesariocomo complemento del equilibrio térmico global, evitar malestar local por calor o frío. Para ello sedeben tener en cuenta los criterios expuestos a continuación.

Molestias debidas a corrientes de aire

Investigaciones recientes (Prof. Fanger 1987) han demostrado, que a una velocidad media del aire,el malestar aumenta al aumentar las fluctuaciones temporales de velocidad del aire. Las fluctuacio-nes de velocidad se caracterizan por la intensidad de turbulencia Tu.

Esos trabajos, recogidos en el manual de ASHRAE, y más recientemente en el proyecto de normaeuropea, han llevado a proponer un índice de molestia DR (Draught Risk), que corresponde al por-centaje previsible de ocupantes sensibles a las corrientes de aire, y en función de la intensidad deturbulencia:

ecuación 7

La intensidad de turbulencia se toma de tablas al respecto. Así, para una temperatura de aire de20ºC y un índice de molestia DR del 20%, la velocidad límite del aire V, será alrededor de 15 cm/spara una difusión de aire tipo clásico, con una intensidad de turbulencia Tu, igual al 40%. En las mis-mas condiciones, será 25 cm/s para una ventilación por desplazamiento con intensidad de turbu-lencia del 20%.Nota: esta ecuación ha sido establecida para corrientes de aire cerca de la cabeza. Para apreciaciónde confort a la altura de pies o tobillos, se estima (tesis Niu, p.96 ...) que el porcentaje de insatisfe-chos, es inferior al 5% del resultante de la citada ecuación.

GT Gradiente de temperatura vertical

Criterio de confortUna diferencia de temperatura demasiado alta entre la cabeza y los pies, puede causar sensaciónde incomodidad. Las normas ASHRAE e ISO recomiendan que la diferencia de temperatura entre0,10 m (pie) y 1,10 m de altura (cabeza), no exceda a 3ºK/m, mientras que el proyecto europeo fijaunas diferencias máximas de 2, 3 ó 4 K/m, dependiendo del nivel de exigencia.Este criterio es particularmente importante en el caso de ventilación por desplazamiento, ya que esetipo de ventilación conduce a gradientes verticales de temperatura elevados.

Caso de ventilación por desplazamientoLa potencia fría suministrada por el aire de ventilación, es dada por:

ecuación 8


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donde:Q m3/h caudal de renovación de aire,ρ kg/m3 densidad del aire,∆Τ °C diferencia entre temperatura de extracción del aire

y temperatura de impulsión,P W potencia de frío.

Se estima generalmente que la diferencia ∆Τ es proporcional al gradiente de temperatura GT, segúnla ecuación siguiente (TM2/90-BSRIA):

ecuación 9

donde r es un coeficiente que indica el grado de inducción del difusor:difusor de alta inducción: r = 0,5difusor de baja inducción: r = 0,3

Aplicación: Las ecuaciones 8 y 9 permiten determinar la potencia frigorífica máxima compatible con las exigen-cias de confort. Para un nivel de inducción igual a 0,4 y una renovación de aire de 2,5 vol/h, o sea6,5 m3/h/m2, la potencia frigorífica máxima resultante es de 35 W/m2 para un gradiente vertical iguala 3 K/m; es de 24 W/m2 para un gradiente vertical igual a 2 K/m.En la práctica, con ventilación forzada, es raro elegir niveles de ventilación superiores a 2,5 vol/h, afin de limitar el volumen de los difusores, y el costo de la instalación de aire. Con esta restricción, ellímite práctico de potencia frigorífica es del orden de 30 W/m2.

Temperatura del suelo

Si el suelo está demasiado caliente o frío, puede existir sensación de incomodidad en los pies, si lapersona lleva calzado ligero. Los rangos de temperatura de suelo recomendados en el proyecto denorma europea, son:

Clase de confort A B C

Rango admisible de temperatura 19-29°C 19-29°C 17-31°C

Aunque este criterio se aplica principalmente a suelos calientes o fríos, conviene tenerlo presente alpensar en techos radiantes. De hecho, los intercambios por radiación entre suelo y techo, son poten-cialmente susceptibles de llevar al suelo a temperaturas no confortables, especialmente en casos desuelos de gran superficie, de suelos con revestimiento aislante, o en modo frío, si existe a la vez unsistema de ventilación forzada a baja temperatura.

Asimetría de radiación

Criterios de confortLa asimetría de la radiación, es una causa frecuente de insatisfacción, particularmente en el caso detechos calientes o de paredes acristaladas frías. La normativa (norma ASHRAE y proyecto de norma


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europea) hace referencia a curvas que dan el porcentaje previsible de insatisfacción, en función dela temperatura asimétrica de radiación, para los cuatro casos siguientes:

techo frío,techo caliente,pared fría (ventana),pared caliente.

5. APLICACIÓN A LOS TECHOS CLIMÁTICOS. MODO FRÍO

Con un techo frío, las temperaturas de paredes (techos más otras paredes) son más moderadas quecon una climatización ordinaria. Con ellas se obtiene la misma sensación de confort, es decir, lamisma temperatura operativa, con temperaturas de aire mayores.El ejemplo a continuación muestra para las exigencias habituales (24 °C ó 25 °C), se puede admitirun aumento de 1 ó 2 ºC de la temperatura del aire.

Cálculo de la asimetría de radiación

La asimetría de radiación se calcula, en función de la temperatura de la superficie de las diferentesparedes del local y de los factores de forma de esas mismas superficies, como se indica en el ejem-plo siguiente:• local de dimensiones 4,8 x 4,8 m y altura 3 m,

• sujeto sentado en el centro del local a una altura media sobre el suelo, de 60 cm,

• fracción de superficie de techo ocupada por paneles de techo frío: 7/8,

• temperatura de superficie de techo: 17 °C en los paneles fríos; 25 ºC aparte, o sea una mediaponderada de 18 °C,

• temperatura de superficie de paredes verticales: 24°C,

• temperatura de superficie del suelo: 22,5°C1

Se calcula la temperatura media radiante y se compara con la que se obtendría con una climatiza-ción ordinaria (por ejemplo: ventilo-convectores), para la cual se pueden admitir temperaturas desuperficie de paredes uniformes de 25ºC para el techo, y 24ºC para las otras paredes.

Determinación de los factores de forma

Cuarto de techo: a = b =c = 2,4 m ; de donde (Capítulo 7 – Figura 2): F = 0,035, o sea, para el conjunto del techo:F1= 4 x 0,035 = 0,14

Suelo: a = b = 2,4 m: c = 0,6 m ; de donde (Capítulo 7 - Figura 2): F = 0,09, o sea, para el conjunto detecho: F2 = 4 x 0,09 = 0,36

1 La temperatura de superficie del suelo es inferior a la temperatura de las paredes, debido a laestratificación vertical de la temperatura del aire, y también a la refrigeración del suelo por el efctoradiante.


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Semi-pared, parte situada a más de 0,60 m del suelo: a = b = c = 2,4; de donde (Capítulo 7 – Figura 3): F= 0,0475, o sea, para el conjunto de las cuatroparedes: F3 = 4 x 2 x 0,0475 = 0,38

Semi-pared, parte situada a menos de 0,60 m del suelo:a = c = 2,4 m; b = 0,6m; de donde (Capítulo 7 – Figura 3): F = 0,015, o sea, para el conjunto de lascuatro paredes: F4 = 4 x 2 x 0,015 = 0,12

Determinación de la temperatura media radiante (ecuación 3)

Techo frío: Tr = 18 . F1+ 22,5.F2 + 24. ( F3 + F4) = 22,6°CClimatización normal: Tr = 25 . F1+ 24 .F2 + 24 .( F3 + F4) = 24,1°C

Determinación de la temperatura operativa

Se sitúa en condiciones de verano, con ropa de 0,6 Clo (ver Tablas 1 y 2) y una actividad de 1,2 Met.Esto da una temperatura operativa To de 23,5 °C cuando la humedad relativa es del 50%, y de 23,8°C cuando la humedad relativa es tan sólo del 40%.Si se admite, que el techo frío está asociado a un sistema de deshumidificación que mantiene lahumedad relativa al 40%, y que para climatización clásica la humedad relativa es igual al 50%, apli-cando la ecuación 6, se puede determinar la temperatura del aire, Ta, correspondiente a las condi-ciones de confort.

Techo frío: To = 23,8°C Tr = 22,6 °C Ta = 25°CClimatización clásica: To = 23,5 °C Tr = 24,1 °C Ta = 22,9°C

Este ejemplo muestra que con techos fríos, es posible obtener las mismas condiciones de confortcon temperaturas de aire más altas, alrededor de 2 ºC, que en el caso de climatización clásica.

6. APLICACIÓN A LOS TECHOS CLIMÁTICOS. MODO CALEFACCIÓN

Caso particular de techos en modo calefacción

En modo calefacción, las exigencias de confort limitan la potencia emitida por un panel radiante, avalores restrictivos como se indica a continuación (diagrama de Kollmar). Hay que recordar que estasespecificaciones no tienen carácter absoluto. La publicación «Le chauffage électrique par plafondrayonnant», editada en 1989 por el CSTB y EDF (Cía. francesa de electricidad) hacen simplementemención a un riesgo de incomodidad, por encima de una asimetría de temperatura de radiación de12°C, lo cual, en la práctica, autoriza a potencias de calefacción altas: alrededor de 100 W/m2.Es igualmente posible reducir la asimetría de temperatura, mediante ciertas disposiciones. Un reves-timiento aislante de suelo es favorable, cuando por influencia del techo calefactor, su temperaturapueda ser más alta. Esto disminuirá la asimetría de temperatura radiante y permitirá mayores poten-cias. De la misma manera, una solución para mejorar el confort, consiste en disponer los panelesradiantes en las cercanías de las zonas acristaladas. Así se establece una cierta compensación delos efectos radiantes de frío y calor.


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Figura 3. La temperatura máxima admisible del techo es función del ángulo α.

Es determinante para el confort el factor de forma entre el sujeto y el techo. Este factor de forma esfunción del ángulo α bajo el cual el sujeto ve el techo. Cuanto más bajo y amplio sea el local, másexpuesta está la cabeza al calor radiante.

La Figura 4 da las potencias máximas de calefacción para diferentes alturas de techo y longitud delocal, suponiendo una profundidad del local de 6 m. Esta figura muestra como la potencia máximaadmisible de calefacción aumenta con la altura del local y disminuye cuando su superficie aumenta.

Figura 4. Potencia máxima admisible en calefacción, en función de la longitud del techo calentado y de la altura del

local (según Kollmar).

Ejemplo: longitud = 6.3 m y altura = 3 m: potencia máxima admisible de calefacción: q = 54 W/m2.


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Influencia de las ventanas

Para alcanzar el confort, conviene, independientemente del modo de calefacción, tener en cuenta elriesgo de molestia debido a paredes exteriores con aislamiento pobre. El factor clave, es la pérdida de calor por metro lineal de fachada, pues su valor determina la tem-peratura media de su superficie y así pues, la velocidad de la corriente convectiva fría a la ventana.Las velocidades de aire son mayores, cuanto más alto sea el local. Para las alturas habituales, (alre-dedor de 2,80 m), la experiencia demuestra que hasta unos 100 à 150 W/ml, las velocidades de airese mantienen moderadas y no hay insatisfacción.En edificios con cristales dobles, las pérdidas son casi siempre inferiores a 150 W/ml de fachada. Sino fuera así, se recomienda, para compensar el efecto de pared fría, instalar elementos de calefac-ción complementarios sobre la pared en cuestión, bien sean radiadores, o tramas KaRo en la pared.

Observaciones:

Debido al relativamente pequeño número de días de gran frío, la apreciación de las condiciones de con-fort no se lleva a cabo normalmente para la carga máxima de calefacción, sino para un 80% de ella.

En resumen, los techos Movinord Climatización son perfectamente adecuados como calefacción decualquier local. Por supuesto, si un inmueble está mal aislado, puede existir el riesgo de falta de con-fort. Por ello conviene verificar los puntos siguientes:

1. Potencia emitidaVerificar que la potencia emitida por el techo cumple los criterios de confort (Figura 4 - según Kollmar).

2. Pérdidas en fachadasSi las pérdidas de las fachadas pasan de 150 W/ml, es necesario, en función del uso del local, con-siderar la utilización de una calefacción complementaria, que compense la radiación fría


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Manual técnicoCapítulo 5. Calidad del aire interior

Con la Climatización Tranquila de Movinord Climatización no hay aire reciclado, ni por central de tra-tamiento de aire, ni en el local (ventilo-convectores...). El único aire que circula es aire primario limpio.

Los techos climáticos Movinord aseguran una calidad del aire interior, incomparable a la de los demássistemas de climatización. Sin embargo, para no degradar la calidad del aire, es preciso respetarciertas condiciones.

INDICE1. LOS CONTAMINANTES DEL AIRE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 542. ALGUNOS CONCEPTOS, PARA ASEGURAR LA CALIDAD DEL AIRE . . . . . . . . . Página 56

1. LOS CONTAMINANTES DEL AIRE

Históricamente, los edificios siempre han sido causa de insalubridad, por motivos que van desde losolores de cocina, difíciles de evacuar, hasta focos de enfermedades contagiosas, como la pestebubónica y sin excluir los problemas debidos a emanaciones de los materiales de construcción omobiliario. Más recientemente, los edificios modernos, equipados con fachadas cada vez más estan-cas al aire, con locales específicos y con instalaciones de aire acondicionado, han modificado de talmanera los términos del problema, que actualmente se ha llegado a usar por convenio, el términoSíndrome de Edificios Enfermos, conocido bajo la apelación SBS o Sick Building Syndrome.Entre los factores que dan origen a este síndrome, se destacan aquellos que tienen una relacióndirecta con los sistemas de climatización o con el edificio en sí.

Factores relacionados con la humedad del aire

La humedad es responsable de dos tipos de patologías: las relacionadas con la retención de aguaen las instalaciones de distribución de aire, origen de la legionela, y las relacionadas con la humedaddel aire interior. Este último es un contaminante muy particular, que puede tener efectos nocivos nosolamente sobre la salud, sino también sobre la sensación de confort y sobre el estado del edificio.Para evitar deterioros en la edificación (mohos...), la humedad relativa del aire interior (referida a latemperatura interior de la pared), debe mantenerse, como media temporal, por debajo del 85%.En lo concerniente a la salud, se considera generalmente, que la humedad relativa debe estar den-tro de cierto rango (entre 40% y 60%), para evitar afecciones respiratorias tales como la rinitis, y pato-logías de hiper-reactividad bronquial (asma), que pueden ser inducidas por la presencia de ácaros,cuya proliferación se incrementa con el aumento de humedad.

Legionela y retenciones de agua en las instalaciones

La Legionela es una enfermedad provocada por un bacilo Gram negativo. Esta bacteria fue identifi-cada en 1976 con ocasión del 58 Congreso de la Legión Americana en Filadelfia, durante el cual,182 de los 4400 participantes, fueron afectados por una neumonía febril que causó 30 muertes. Estabacteria se desarrolla en aguas tibias estancadas; pueden encontrarse aisladas en depósitos de aguadulce, en distribuciones de agua caliente sanitaria e incluso en el agua para beber. La epidemia deFiladelfia tuvo su origen probablemente en el sistema de aire acondicionado.


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Dentro de los edificios, las fuentes principales de contaminación son los sistemas de aire acondicio-nado y las redes de agua caliente sanitaria.

El primer foco de Legionela está en los sistemas de aire acondicionado, particularmente en los dis-positivos de humidificación del aire y las estaciones aero-refrigerantes. El mecanismo de contami-nación es el siguiente: la legionela presente en las gotitas en suspensión en las torres de refrigera-ción, es transportada por el aire e introducida a través de las rejillas de aspiración de las instalacio-nes vecinas, si éstas no están equipadas con dispositivos eficaces.Las redes de agua sanitaria han sido identificadas como una fuente de Legionela, responsable denumerosas patologías. Una encuesta realizada por el Laboratorio de Higiene de la Villa de París, mos-tró que esta bacteria se desarrolla en instalaciones interiores de inmuebles, donde el estancamien-to de agua es importante. La prevención técnica está sencillamente en su principio y consiste en eli-minar toda posibilidad de agua estancada. Para ello se citan, como precauciones:• Recogida de las aguas residuales en canalizaciones cerradas lo más cerca de su origen, con colector

directo al alcantarillado. Tratamiento de estos colectores contra la invasión de musgos y algas.

• Inspección periódica y limpieza de pulverizadores y ventiladores.

Materiales de construcción y mobiliario

Los materiales utilizados en mobiliario, revestimientos o construcción, pueden dar lugar a emana-ciones de contaminantes químicos, que deberán ser evacuadas por la ventilación. Es esencial redu-cir las emisiones de contaminantes. Entre ellos, el formaldehído es una causa mayor de insalubridad,dada su presencia en ciertas resinas (madera, contrachapado, pegamentos,...), aún después devarios años de su instalación. Igualmente se deben mencionar los aislantes fibrosos, que dejan esca-par polvo de fibra de vidrio, o de lana mineral. En locales específicos, las máquinas (fotocopiadoras,reproductoras de planos,...) emiten frecuentemente ozono, amoniaco, y otros disolventes volátilesperjudiciales a la salud. Tales locales, deben ser clasificados dentro de la categoría de locales concontaminación específica, donde el reciclado de aire queda prohibido.

Efecto del reciclado de aire

El reciclado de aire, consiste en introducir de nuevo en los locales, una parte del aire extraído, y asírecuperar energía. Esta práctica, motivada por las crisis de energía, es cuestionada hoy por los espe-cialistas en higiene, ya que a pesar de los filtrados y tratamientos del aire reciclado, ciertos contami-nantes, y en especial los contaminantes gaseosos, no pueden ser eliminados. Existe además la con-taminación de la superficie interior de los conductos, especialmente en lugares donde se fuma.

Si se prevé una instalación con reciclaje de aire, conviene respetar un mínimo de disposiciones:• prohibir revestimientos que puedan ser fuente de polución y polvo en el aire,

• reservar preferentemente el reciclado para los periodos de no-ocupación, dando prioridad a losperiodos de todo aire nuevo durante la ocupación de los locales,

• verificar regularmente con mantenimiento, el buen funcionamiento de las compuertas de admisiónde aire nuevo,

• prohibir todo reciclaje de aire proveniente de locales de contaminación específica, lo cual significa,que durante la vida del edificio, no deben ser modificados los destinos de los locales, sin tomarprecauciones.


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2. ALGUNOS CONCEPTOS PARA ASEGURAR LA CALIDAD DEL AIRE

Tomas de aire nuevo

Las tomas de aire nuevo, no deben permitir la introducción de aire contaminado. No deben estarsituadas ni tan cerca del suelo, que permitan la entrada de gases de escapes, ni demasiado cercade salidas de aire del edificio o de otro edificio vecino. Las tomas de aire además, deben estar pro-tegidas de la lluvia y de la nieve y diseñadas para evacuar el agua estancada.En locales específicos, se deben implantar unidades especiales. Estos locales no pueden servir depaso ni de almacén. Para limitar la entrada de aire viciado, se aconseja que tales locales se man-tengan con una ligera depresión, respecto a los locales cercanos. Las unidades especiales, queincluirán las puertas de visita, deben presentar las características de estanqueidad al aire, conformea la norma europea EN 1886.

Humidificación y deshumidificación del aire

Se debe evitar la humidificación del aire en la medida que ello sea posible. Según estudios escandi-navos (NKB, Junio de 1991), la humidificación centralizada puede producir efectos secundarios talescomo el desarrollo de ácaros que favorecen patologías asmáticas, la enfermedad del legionario yotras patologías. Para ciertos ambientes o procesos, pueden ser exigidas especificaciones especia-les en materia de humedad, que requieran técnicas especialmente adaptadas al caso.

Es oportuno prever una batería de deshumidificación. Conviene también prever un drenaje eficaz,acompañado de un sistema que no permita el paso de gotitas, cuando la velocidad del aire sea supe-rior a 2,5 m/s.

Filtrado del aire

Al reducir la concentración de partículas en el aire, el filtrado protege por un lado a los ocupantes dellocal climatizado, contra polvos o aerosoles portadores de partículas biológicas, y por otra parte, pro-tege a los equipos contra atascos o contra partículas perjudiciales a su buen funcionamiento.Las bacterias, lo mismo que las esporas de ciertos hongos, miden menos de un micrómetro y sedesplazan con el aire, bien sea transportadas por partículas relativamente gruesas (más de 5 micro-nes) que producen alergia o son tóxicas, o bien por aerosoles, donde la dimensión no excede, engeneral, a 1 micrón.

La calidad de un filtrado depende de la elección de filtros, y de su instalación. La estanqueidad lateral,que es su punto débil, debe ser sometida a una cuidadosa ejecución (ref. EN 1886). Es frecuente queuna mala instalación, sea causa de fugas laterales que reduzcan a nada la calidad del filtrado.Los filtros, según la normativa europea, deben estar protegidos de la humedad proveniente de humi-dificadores, baterías de frío, lluvia o nieve y filtrado de aire nuevo:

• en 1er lugar, a la entrada del aire,

• en 2º lugar, a la salida de las unidades especiales.

El aire reciclado es tratado mediante filtros en las mismas tomas. Es de notar que salvo cuando secoloquen absorbentes del tipo carbón activo, esta disposición no protege ni contra las partículas dehumo, ni contra los contaminantes gaseosos reciclados.


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Materiales y accesibilidad

Los componentes que exigen mantenimiento, deben ser fácilmente accesibles y reemplazables. Lomismo sirve para los elementos constructivos de las redes de impulsión y extracción, especialmen-te las baterías de frío y los ventiladores centrífugos. Para ellos deben proveerse aberturas, que per-mitan la limpieza de las paredes internas del armazón, de manera que se evite el desarrollo de bac-terias o musgos.

Los componentes de las instalaciones deben ser de materiales no emisores de contaminantes, y nodeben constituir un terreno propicio al desarrollo de microorganismos. Esto concierne particular-mente a los conceptos siguientes:• materiales fibrosos provenientes, por ejemplo, de silenciadores,

• fuga de contaminantes por filtros mal mantenidos,

• aceites residuales de la fabricación, en conductos de aire,

• paredes internas de los conductos de aire que deben ser lisas, resistentes a la abrasión, y sinzonas con posibilidad de retención de aire.

Recuperadores de calor

Se distinguen usualmente cuatro tipos de intercambiadores:

• baterías aire-agua que pueden estar separadas una de la otra, sin límite de distancia y unidas porun conducto de fluido transmisor, generalmente agua refrigerada,

• bombas de calor, aire extraído - aire nuevo, que funcionan de forma similar con interposición deuna máquina termodinámica destinada a aumentar el intercambio,

• intercambiadores de placas, los cuales presentan buenos rendimientos, pero exigen laconcurrencia de dos flujos de aire y por lo tanto no están exentos del riesgo de fugas,

• intercambiadores rotativos, en los cuales, el rotor pasa alternativamente por los dos conductos,ocasionando un cierto reciclaje de aire, que puede ser combatido si se respeta una adecuadajerarquía de presiones.

Si existe un recuperador de calor del aire extraído, el diseño de la instalación debe prevenir el riesgode recirculación del aire extraído hacia el aire impulsado. Esto se puede lograr, bien por un circuitode transferencia con intercambiador doble aire/agua, o bien, en el caso de intercambiador aire/aire,concibiendo la instalación de forma que la presión del aire soplado, sea siempre superior a la del aireextraído. Se evita así la polución del aire debida a defectos de estanqueidad del intercambiador decalor, que pudieran ser particularmente importantes con ciertos tipos de materiales, por ejemplo, losintercambiadores rotativos.

Eficacia de la ventilación

Los diferentes principios de ventilación (apertura de ventanas, mezclado, desplazamiento), evacuanlos contaminantes con mayor o menor eficacia. En el Capítulo 6 figuran algunas indicaciones al res-pecto.


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Manual técnicoCapítulo 6. Ventilación

Todos los sistemas de ventilación pueden ser asociados a los techos Movinord Climatización: ventila-ción clásica por mezclado de aire, VMC (Ventilación Mecánica Central), ventilación por desplazamien-to, e incluso, como sucede a menudo en viviendas, ventilación por simple apertura de ventanas.

INDICE1. TECHO MOVINORD CLIMATIZACIÓN ASOCIADO A AIRE TRATADO . . . . . . . . . Página 582. VENTILACIÓN POR MEZCLA DE AIRE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 593. VENTILACIÓN POR DESPLAZAMIENTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 594. VENTILACIÓN POR DESPLAZAMIENTO O MEZCLADO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 625. VENTILACIÓN POR VENTANAS O VMC: UNA SOLUCIÓN

PARA VIVIENDA Y EDIFICIO PÚBLICO MENOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 63

1. TECHO MOVINORD CLIMATIZACIÓN ASOCIADO A AIRE TRATADO

Los techos Movinord Climatización van generalmente asociados a un sistema de tratamiento del aire,el cual controla el filtrado y temperatura del aire soplado. En la mayoría de los casos, se controla tam-bién la humedad del aire soplado, lo que permite (ver Capítulo 7) optimizar a la vez, la emisión deltecho y las condiciones de confort.

El caudal de aire nuevo, es función únicamente de las normas de higiene, las cuales son general-mente determinadas por los códigos de trabajo y reglamentos de sanidad y normativa. Para ofici-nas, el caudal de aire es según UNE 100-011-91, de 36 m3/h por persona.

En su espíritu, la reglamentación, intenta controlar la polución del aire inducida por la actividad huma-na. Sin embargo, una parte considerable de la polución interior, proviene de los materiales presentesen el edificio. Por ello, para obtener la suficiente calidad de aire, es importante no limitar la polución con-siderada, a la que producen los ocupantes, sino también tener en cuenta materiales y equipos.

Ventanas

Los techos Movinord Climatización son perfectamente compatibles con apertura de ventanas, yaque las sondas de punto de rocío impiden la condensación.Además, la experiencia muestra que los usuarios se adaptan espontáneamente: en invierno, cuan-do hace frío, no hay tendencia a abrir ventanas; lo mismo sucede en verano cuando el aire climati-zado es más agradable que el aire húmedo del exterior.


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2. VENTILACIÓN POR MEZCLA DE AIRE

Figura 1. Esquema clásico de circulación del aire, con una ventilación por mezcla de aire.

La ventilación por mezcla de aire, constituye la solución tradicional. No ofrece problemas, salvo pre-ver la posición de las rejillas en el techo.Por ello, si fuera posible, son preferibles las rejillas de pared. En cualquier caso, es deseable que elchorro de aire sea dirigido por debajo de la superficie del techo(ver Fig. 1). Esto mejora de maneranotable los intercambios térmicos (ver Capítulo 8).

3. VENTILACIÓN POR DESPLAZAMIENTO

Características

Hasta finales de los 80, la climatización por techos fríos se asociaba únicamente a ventilaciones pordesplazamiento, lo cual se consideraba garantía de un confort absoluto.

Efectivamente, la ventilación por desplazamiento no crea corrientes de aire molestas, no ocasionaproblemas de ruido, y la evacuación del aire viciado se efectúa con mayor eficacia.En ventilación por desplazamiento, el aire frío se “vierte” en el local, formándose en la parte inferior,un lago de aire fresco que se mueve hacia arriba, debido exclusivamente al calentamiento por con-tacto con las fuentes de calor del local, y a su empuje natural. Los flujos de aire que se inducen, sonrelativamente altos. El caudal horario de aire inducido por un ocupante, es aproximadamente igual asu peso. Esto representa un flujo aproximado de 75 kg/h ó 62 m3/h, para un hombre de peso medio.Cuando este caudal es superior al caudal de ventilación, una parte del aire inducido por los ocu-pantes, desciende de nuevo. Se crean entonces, circuitos de aire localizados en la proximidad delos ocupantes, según se representa en la Figura 2. Si por el contrario, el caudal de ventilación es


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superior al caudal inducido, es entonces la ventilación por desplazamiento la que predomina y selleva la totalidad de las emanaciones de los ocupantes (calor, olor).

La ventilación por apertura de ventanas es comparable a la ventilación por desplazamiento. No seproduce ruido, y si la temperatura exterior es del orden de 15 a 20 ºC, no hay corrientes molestas.

Figura 2. Movimiento del aire inducido por el calor humano, con ventilación por desplazamiento.

Diseño de las bocas de difusión

Las rejillas de ventilación normales deben ajustarse específicamente a las exigencias de los locales.Es necesario asegurar una buena difusión sin crear corrientes de aire molestas.Con los sistemas de ventilación por desplazamiento, desaparece este contratiempo. Dado el efectode lago frío y la difusión a poca velocidad (alrededor de 20 cm/s), se puede elegir libremente la dis-posición de las bocas en el local.Las bocas son de una concepción muy sencilla, ya que se trata generalmente de una cubierta per-forada. Las exigencias esenciales son:

1. Buen reparto del flujo de aire a través de los orificios. Esto puede ser motivo de un diseño elabo-rado, por ejemplo en habitaciones de relajación.

2. Obtención de flujo laminar del aire a baja velocidad, para evitar turbulencias que degraden el con-fort y el efecto de desplazamiento. El carácter laminar se obtiene en general, por interposición deun material que lamine (fieltro especial), y con una velocidad del flujo de aire (referida a la seccióntotal de la boca) del orden de 20 cm/s.


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3. Confort acústico: la velocidad en las entradas de aire, se debe mantener baja. Al ser la ventilaciónpor desplazamiento y los techos fríos, equipos perfectamente silenciosos, no conviene degradarla acústica. Se deben mantener por lo tanto, velocidades moderadas del aire en los conductos.

Figura 3. Ejemplo de boca (2) para desplazamiento de aire desde rejilla en el suelo (1) –9 cm alto y 2,5 ancho (des-

arrollada por: HeKa KaRo).

La buena distribución de aire se asegura en un suelo técnico (3) interponiendo un perfil perforado (4), a la altura de la junta

de dilatación de la pared.

Eficacia de la ventilación

La eficacia E de un sistema de ventilación viene dada por la expresión:

donde:ε = concentración de contaminantes a la altura de los ocupantes,ε0 = concentración de contaminantes del aire entrante,εs = concentración de contaminantes del aire extraído.

En ventilación por mezcla de aire, se da una concentración uniforme de contaminantes: ε y εs

toman el mismo valor; la eficacia de la ventilación es E = 1.En ventilación por desplazamiento, los contaminantes tienen tendencia a situarse en la parte alta dela habitación y por ello, son evacuados más rápidamente por el sistema de ventilación. Esto quieredecir, que la eficacia de una ventilación por desplazamiento, es superior que con ventilación ordina-ria por mezcla de aire. En ventilación por desplazamiento, los contaminantes quedan localizados prin-cipalmente en la parte alta de la habitación y en las "zonas de convección". La eficacia es puesmayor, y se obtiene mejor calidad de aire, con el mismo caudal.


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Este resultado, ampliamente confirmado por la experiencia, constituye en gran parte, el origen deléxito de la ventilación por desplazamiento, en los países germánicos y escandinavos. ¿Se debe admi-tir entonces, que la presencia de techos fríos, va en contra de esa ventaja?En efecto, los movimientos de convección descendentes, pueden entrañar una recirculación del aireviciado, desde la parte alta hacia abajo, donde éste, es de nuevo arrastrado por el aire de despla-zamiento. Las mediciones (proyecto F&E /1/ en las fábricas farmacéuticas Henning – 1988), ponenen evidencia este fenómeno, el cual se manifiesta a partir de que la influencia de techo frío sea supe-rior al 20% en el balance climático.Así, la asociación de un techo frío a una ventilación por desplazamiento, no conduce necesariamentea una calidad de aire superior a la que se obtendría con una climatización basada únicamente en unaventilación por desplazamiento.

Por lo tanto, la ventilación por desplazamiento, aunque sea preferible a la ventilación por mezcladesde el punto de vista acústico, no es superior, en términos de calidad del aire interior, cuando vaasociada a techos fríos.

Ventilación por desplazamiento a partir del techo

Debido a la altura de las bocas de ventilación, no siempre es posible encajar en obra los sistemasde ventilación por desplazamiento. Sin embargo, es perfectamente posible colocar tales bocas... enel techo.

El aire es vertido en los locales de forma laminar, a través de rejillas en el techo, (proyecto LichtwerPharma. /2/). Si las bocas están próximas a la pared, el aire circula cerca de la pared hacia abajo y asu vez forma el lago de aire fresco. Todo sucede como si el aire viniera de una verdadera boca deventilación por desplazamiento. El posible inconveniente de un ligero riesgo de incomodidad, debi-do al chorro de aire fresco en línea con la boca del techo, queda en la práctica, muy localizado ypoco molesto.

Un método sencillo de ventilación por desplazamiento desde el techo, consiste en utilizar como boca,una placa perforada, en un panel suspendido. Igual que en las bocas de la parte inferior, la placadeberá estar equipada con el fieltro laminador.

Naturalmente, es necesario prestar atención a la temperatura de soplado del aire de impulsión. Si esdemasiado baja, se produce aceleración del flujo de aire por gravedad y se aprecia incomodidaddebida a la corriente de aire frío. Si es demasiado alta (lo cual sucede cuando la diferencia de tem-peratura con la parte alta del local es de 2 ó 3 °C), el aire tiende a quedarse pegado al techo.

4. PREFERENCIA DE VENTILACIÓN POR DESPLAZAMIENTO O POR MEZCLA

Con los techos Movinord Climatización, la única función de la ventilación es renovar el aire higiénico.Tal ventilación, que necesita caudales de aire relativamente bajos, no puede ser origen de fenóme-nos de incomodidad térmica.

La ventilación por desplazamiento, no constituye pues, una ventaja decisiva, aún considerando quemejore la eficacia en ventilación y que, a caudales iguales, aporte alguna frigoría más que la ventila-ción por mezcla.


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Ya que los techos Movinord Climatización pueden ser combinados con cualquier sistema de venti-lación, el criterio determinante se basará, en definitiva, en las imposiciones del emplazamiento: posi-bilidades de montaje y costo de los sistemas de aire.

5. VENTILACIÓN POR VENTANAS O VENTILACIÓN MECÁNICA CENTRALIZADA

Los techos Movinord Climatización no necesitan ventilación mecánica. Se puede ventilar por simpleapertura de ventanas.

En lugares donde las condiciones de local y la humedad relativa lo permitan, se puede practicar estemodo de ventilación. Puede llevar a una menor emisión del techo, pues al no ser posible deshumi-dificar el aire interior y para evitar riesgos de condensación, se debe mantener la temperatura deentrada del agua, en un valor superior en 2 ºC a la temperatura de rocío del aire exterior (ver Cap. 3).

La limitación de la temperatura del agua permite evitar las condensaciones durante la apertura de ven-tanas. De cualquier modo, si las ventanas se mantienen cerradas mucho tiempo, la temperatura derocío del aire del local, es susceptible de exceder el valor que se haya fijado. Será entonces necesa-ria como precaución complementaria, una sonda de punto de rocío, situada en el techo (ver Cap. 3).

Con ventilación por ventanas, es necesario (como con cualquier otro sistema de climatización) dimen-sionar con amplitud el techo frío. En ausencia de tratamiento del aire, el techo debe además calen-tar o enfriar el aire exterior, para lo cual necesita disponer de mayor potencia. Esta será del orden deun 30% de potencia frigorífica suplementaria, en el caso de una oficina.

Limitación reglamentaria

En Europa, la asociación de un sistema de climatización con ventilación por apertura de ventanas, es admi-tida en edificios de viviendas. Sin embargo, para edificios públicos nuevos, existen limitaciones lógicas.En algunos países existen disposiciones legales aplicables a construcciones nuevas de oficinas ocomercios, que imponen, o bien una regulación en función de la temperatura exterior, o bien, cuan-do la superficie climatizada es superior a 400 m2, la colocación de un dispositivo (contactos de ven-tana) que pare automáticamente la climatización del local, en caso de apertura.

Ventilación Mecánica Central

La instalación de una VMC con rejillas de entrada de aire, constituye naturalmente una ventaja, encomparación a la ventilación por apertura de ventanas. Esta debe ser preferida, siempre que la dis-posición de los lugares lo permita.

/1/ Herbst, D., Cousin, R.: Producción farmacéutica con techo climatizador y ventilación. 1987

/2/ Herbst, D., Cousin, R.: Ventilación por boca en el techo. 1986.


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Manual técnicoCapítulo 7. Transmisión de calor

INDICE1. GENERALIDADES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 642. TRANSFERENCIAS POR RADIACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 643. TRANSFERENCIAS POR CONVECCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 684. TRANSFERENCIAS POR CONDUCCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 695. TRANSFERENCIAS GLOBALES LOCAL. AGUA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 716. DETERMINACIÓN DE LOS RENDIMIENTOS TÉRMICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 72

1. GENERALIDADES

Transmisión de calor en un techo enlucido Movinord Climatización

Los intercambios térmicos se pueden producir de tres maneras:

• por radiación entre dos superficies enfrentadas,

• por convección entre el aire y la superficie de un cuerpo (cuerpo humano, pared),

• por conducción entre dos cuerpos en contacto, o en el interior de un cuerpo.

En los techos fríos, los intercambios térmicos hacia el local climatizado se efectúan esencialmentepor radiación y luego por convección, mientras que las pérdidas hacia la parte superior, se produ-cen predominantemente por conducción.

2. TRANSFERENCIAS POR RADIACIÓN

Principios de la refrigeraciónLa ley de Stefan-Boltzmann, expresa la potencia energética P, radiada por un cuerpo negro, en fun-ción de su temperatura T:

ecuación 1

Consideremos dos superficies S1 y S2, intercambiando calor por radiación; por ejemplo, un techofrío y las demás paredes de un local.

Loca

l/Tec

ho

Tech

o/A

gua


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Es bien sabido que si una superficie (S1), en este caso el techo frío, es llevada a una temperaturadiferente a la de su entorno (S2), S1 intercambiará calor con S2 por efecto de radiación. De hecho,cada superficie, S1 o S2, emite hacia la otra superficie una cantidad de calor que varía en impor-tancia según su temperatura se eleva. La superficie S2, más caliente, emite más calor del que reci-be y tiene pues, tendencia a enfriarse. Se dice que emite una radiación positiva. A la inversa, la super-ficie más fría emite menos calor del que recibe, lo cual es considerado como radiación de frío.

La expresión exacta que permite determinar la potencia frigorífica intercambiada por radiación, sededuce de la ley de Stefan Boltzmann:

ecuación 2

donde:

F - Factor combinado de forma y de emisión,T1 ºC Temperatura de la cara expuesta del techo,T2 ºC Temperatura media de las paredes internas del local,P W/m2 Potencia intercambiada por radiación.

Valores del factor FEl valor de F, depende de la geometría del local (factor de forma) y de la emisión térmica ε del revesti-miento de la superficie del techo. Pero también depende de los demás materiales presentes en el local. Para la mayoría de las instalaciones, donde los paneles están en un mismo plano (techos), el factorde forma es igual a 1, y las emisiones térmicas están comprendidas entre 0,90 y 0,95, lo que con-duce (ecuación 4) a un factor teórico F, comprendido entre 0,81 y 0,90.

Por lo general, se aplica el valor recomendado por ASHRAE: F=0,87, que corresponde a la expre-sión práctica siguiente, válida en la mayoría de los casos:

P = K (T2 - T1) ecuación 3

donde K es el coeficiente de intercambio por radiación que se muestra en la Fig. 1:

Figura 1. Variación del coeficiente de intercambio por radiación K en función de la temperatura del local, T2 y de latemperatura del techo T1.


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El valor de K varía entre 4,7 y 5,5 W/m2∑°C. En general, no se tienen en cuenta esas variaciones yse mantiene un valor constante, por ejemplo:

K = 5 W/m2.ºC

En ciertas circunstancias, puede ser relevante un cálculo preciso del factor F, como por ejemplo parala evaluación de las condiciones de confort. Se desarrolla a continuación, en dos casos, el cálculodonde intervienen los coeficientes de emisión de las paredes y el factor de forma entre el techo y lasuperficie receptora (por ejemplo, los ocupantes).

Determinación de F según la emisión de los materiales

La ecuación siguiente (ecuación de Hottel), puede ser utilizada con facilidad, para determinar conprecisión el factor F, cuando los paneles fríos no cubren la totalidad de la superficie, o cuando lasemisiones térmicas presentan valores poco comunes.

ecuación 4

donde:A1 Superficie del techo fríoA2 Superficie vista de las otras paredes, suponiendo temp. uniformeε1 Coeficiente de emisión de la cara inferior del techoε2 Coeficiente de emisión de la superficie receptora

Ejemplo : Caso de un local con una superficie de suelo A2= 20m2; el techo frío cubre la mitad de estasuperficie, A1= 10 m2; la emisión de cada superficie es igual a 0,95; se deduce F= 0,93. Si se aplica elmismo cálculo considerando superficies iguales, se obtendrían intercambios algo menores: F = 0,90.

Valores usuales de los coeficientes e 1

Superficies negras no metálicas .......................... 0,90 a 0,98

Ladrillo, cemento, acero, pinturas, yeso .............. 0,85 a 0,95

Vidrio corriente .................................................... 0,93

Pinturas usuales y emplaste blanco .................... 0,90 a 0,98

Aluminio bruto .................................................... 0,07 a 0,09

Acero galvanizado .............................................. 0,23 a 0,28

Hormigón ............................................................ 0,94

Papel .................................................................. 0,93

Yeso .................................................................... 0,91

Madera .............................................................. 0,90

Determinación del factor de forma cuando interesan las condiciones de confort En este caso, el factor de forma es útil para establecer el balance térmico global del sujeto. El valorde este factor depende de la posición del conjunto de las superficies receptoras del cuerpo. Si el


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sujeto está de pie, las superficies receptoras son esencialmente verticales y el factor de forma delsujeto con las paredes verticales, es elevado.Inversamente, si el sujeto está sentado, el factor de forma con las paredes horizontales, es más ele-vado que en el primer caso. Las expresiones que permiten calcular esos factores las estableció FAN-GUER en 1970. Así, las Figuras 2 y 3, muestran el factor de forma entre un sujeto sentado y un ele-mento de pared vertical u horizontal, en función de las dimensiones a y b del elemento de pared, yde la distancia o separación al sujeto.

Figura 2. Valor del factor de forma entre un sujeto sentado y un elemento de techo o de suelo, de dimensiones a-b,

cuando el sujeto está situado al lado de este elemento, a una distancia c del techo o del suelo.

Ejemplo: sujeto situado en un local rectangular: a=4m x b=5m; distancia entre sujeto y techo: c=2,50 m: a/c=1,6; b/c=2;

resultado: F= 0,062.

Figura 3. : Valor del factor de forma entre un sujeto sentado y un elemento de pared vertical, de dimensiones a-b,

cuando el sujeto se sitúa a un lado de este elemento, a una distancia c de la pared.

Ejemplo: sujeto sentado a una altura media de 0,6 m, frente a una pared de dimensiones a = 5, y b = 3 m de altura; distan-

cia entre el sujeto y la pared c = 4 m:

pared por encima de 0,6 m: a/c = 1,25; b/c = 0,6; resultado: F = 0,036.

pared por debajo de 0,6 m: a/c = 1,25; b/c = 0,15; resultado: F = 0,08.


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Determinación del factor de forma en el caso de una superficie receptora plana

Este factor de forma, usado para calcular las temperaturas de equilibrio de diferentes paredes, semuestra en la Figura 4 o en la Figura 5, según se consideren paredes paralelas o perpendiculares.

Figura 4. Valor del factor de forma entre una superficie horizontal plana, infinitamente pequeña y un elemento de

techo, de dimensiones “a y b”, cuando la superficie plana se sitúa a un lado de este elemento, a una distancia “c”

del panel.

Figura 5. Valor del factor de forma entre una superficie horizontal plana infinitamente pequeña y un elemento de pared

vertical de altura a y longitud b, cuando la superficie plana está situada cerca de este elemento y a una distancia c

de la pared.

3. TRANSFERENCIAS POR CONVECCIÓN

Transferencias del aire por convección

ASHRAE /1/ da las expresiones siguientes, como válidas para el cálculo de la potencia por convec-ción, en función de la temperatura del aire Ta y de la temperatura T1, en la cara inferior del panel:

en modo calefacción

ecuación 5


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en modo frío ecuación 6

Al ser el aire frío más pesado que el aire caliente, las transferencias por convección, son mucho másimportantes en modo frío que en modo calor. Es importante tener en cuenta que las expresionesanteriores son para aire en calma. En la realidad, los intercambios por convección aumentan sensiblemente, si el aire de ventilación seintroduce cerca de los paneles radiantes. El rendimiento es muy variable, dependiendo de las condiciones de temperatura y de velocidad de aireintroducido, y difícilmente puede ser previsto con antelación. Las medidas llevadas a cabo según normaDIN, por el laboratorio de la Universidad Técnica de Stuttgart, con paneles KaRo /2/, muestra que el cho-rro de aire al techo (caudal de aire 10 m3/h.m2) aumentó la potencia frigorífica del techo KaRo en un 13%.

Transferencias por convección entre el fluido portador de calor y los paneles capilares

La expresión que da el coeficiente de transferencia por convección interna, depende del régimen deevacuación del agua: turbulento o laminar (ver a continuación). En régimen turbulento, se aplica laley de Colburn, escrita a continuación para agua a 15°C.

ecuación 7

expresión en la que:V m/s Velocidad del caudal de agua en el conducto,D mm Diámetro interior del conducto,hi W/m2.°C Coeficiente de transferencia por convección interna

Emisión total de un techo fríoLa emisión frigorífica total de un techo frío, es el total de las transferencias por radiación y convec-ción dadas en las ecuaciones 2 y 6. Si se tiene en cuenta el aumento de las transferencias por con-vección debidas a los movimientos de aire, y si se admite la igualdad de temperaturas del aire y delas paredes, esto conduce a la expresión siguiente:

P = 8,92.(Ta - T1)1.1 ecuación 8

Esta expresión, válida en condiciones medias de velocidades de aire, es la expresión práctica a uti-lizar para evaluar la emisión de un techo, cuando se conoce la temperatura superficial T1 y la tem-peratura representativa del local, Ta.

4. TRANSFERENCIAS POR CONDUCCIÓN

El transporte de calor desde la superficie del techo al agua, se efectúa por conducción térmica. Lafuerza motriz es la diferencia de temperatura entre la temperatura del techo, Tp y la del agua, Tm.


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P = (Tp - Tm )/Ri ecuación 9

donde:P W/m2 Potencia frigorífica del techo Ri m2.°C/W Resistencia a la conductividad Tp °C Temperatura media de la superficie del techoTm °C Temperatura media del agua

A la inversa del coeficiente de transferencia por convección, el cual depende de las velocidades delaire y del coeficiente de transferencia por radiación, el cual a su vez depende de la heterogeneidadde las temperaturas del local, la resistencia a la conductividad Ri depende únicamente de las carac-terísticas físicas del techo. La influencia de la temperatura del techo sobre Ri es tan pequeña quepuede ser olvidada. El coeficiente Ri es por lo tanto, independiente de la configuración del local, locual permite, bien sea por cálculo o por medición, una fácil determinación de su valor.

La instalación de tubos de diámetro normal, implica espesores importantes de enlucido y además,espacios de varios centímetros. Los tubos capilares KaRo, por el contrario, gracias a su poco espe-sor, tienen una separación de sólo 1 cm y pueden ser colocados con una ligera capa de enlucido.De esta forma, la resistencia a la conductividad es muy baja. Es esta propiedad de los tubos capilares, la que dio origen a su desarrollo, al principio de los 80.

Amplitud de temperaturas y efecto aleta

Figura 6. Perfil de temperatura en techo metálico Movinord

Gracias al reducido intervalo entre tubos capilares, las tramas KaRo presentan una gran eficacia delefecto aleta.

Esta característica está relacionada con el rango de temperaturas en la superficie del techo, pormedio de la relación entre el valor medio de Tm-Ta, y el valor máximo de esta diferencia:

Ta = temperatura ambienteTp = temperatura media del techoTm = temperatura media del agua

Tech

o/A

gua


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El rango de temperaturas en el techo es un factor esencial para un criterio de calidad; cuanto mayorsea la amplitud, tanto más debe aumentarse la temperatura media del agua, si se quiere conservarla misma protección contra las condensaciones. Entonces disminuye la emisión del techo.

La figura 7, que se refiere a una trama KaRo colocada sobre una placa de chapa perforada de 0.7mm de espesor, ilustra la influencia del espacio entre tubos sobre la eficacia del techo. En este ejem-plo, la eficacia del efecto aleta, próxima al 99.6%, está muy próxima al máximo teórico.

Figura 7. Eficacia de un techo metálico en función de la distancia entre tubos.

Para un intervalo de 10 mm, la eficacia es del 99,8%

5. TRANSFERENCIAS GLOBALES LOCAL. AGUA

Combinación de transferencias por conducción y radiaciónLas transferencias globales son la resultante de las transferencias por convección, por radiación ypor conducción. Se deducen de las ecuaciones que rigen estas transferencias.Combinando las ecuaciones 8 y 9, se obtiene la expresión siguiente:

ecuación 10

Tal expresión permite determinar en función de Ri, la temperatura media del agua fría necesaria paraobtener una potencia dada, P. Esta temperatura deberá ser tanto más baja, cuanto mayor sea la resistencia a la conductividad, esdecir cuanto mayor sea Ri.

Loca

l/Tec

ho

Tech

o/A

gua


72




Determinación de la temperatura de entrada del agua

Para simplificar la ecuación anterior, es costumbre explicar el rendimiento de los techos fríos, median-te la expresión simplificada siguiente:

P = C. (Tm-Ta)n

En la cual, los coeficientes C y n, que caracterizan el rendimiento del techo frío, pueden ser medidossegún la norma DIN 4715

Para determinar la temperatura de entrada Te, es necesario conocer el caudal de agua Q, y hacerreferencia a las dos ecuaciones siguientes, correspondiente una al balance térmico sobre el agua, yla otra a la definición de la temperatura media logarítmica:

ecuación 11

ecuación 12

donde:Te °C Temperatura de entrada del agua fría,Ts °C Temperatura de salida del agua,Ta °C Temperatura del local,Tm °C Temperatura media del agua en el techo.Q g/m2.s Caudal del agua para una superficie de techo de 1 m2,

Si, como en general, el caudal Q es suficiente, las temperaturas Te y Ts están próximas y se puedesimplificar la ecuación 12:

DTM= Ta- (T1+ T2) / 2 ecuación 13

En la práctica, tal simplificación está justificada si el caudal Q es superior a 4g/s.m_ y el error relati-vo resultante, inferior al 2%, puede ser desechado. La relación útil para determinar Te en función de P, Q y Ta, es en definitiva la siguiente:

ecuación 14

6. DETERMINACIÓN DEL RENDIMIENTO TÉRMICO

La primera norma de medida del rendimiento térmico de los techos fríos, es la DIN 4715: Raum-kuehlflächen. Fue promulgada en Abril de 1993, y codifica de manera rigurosa, los métodos de medi-


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da de la emisión frigorífica. Se puede considerar hoy que sólo los ensayos llevados a cabo confor-me a esta norma, aportan garantías suficientes de exactitud.Esta norma caracteriza la emisión de un techo frío por dos factores C y n, que corresponden a laexpresión siguiente:

P = C. DTmn ecuación 15

donde Ta es la temperatura de referencia del local. En las condiciones de ensayo de la norma DIN V4715, esta temperatura se refiere a la global medida en el centro del local de ensayo normalizado, a1,1m por encima del suelo. Se puede comprobar que esta temperatura es generalmente inferior enalgunas décimas de grado C, a la temperatura local del aire.

Quizá se explique la emisión del techo, si se recuerda un valor de referencia para la diferencia de tem-peratura Ta-Tm. Este valor es del orden de 10 °C en modo frío y de 15 °C en modo calor.

Anteriormente a 1993, fecha de ratificación de la norma DIN 4706, el rendimiento se determinabamediante la caracterización separada de las transferencias por conducción y por convección-radia-ción. Estas últimas se medían en cámara climática (Institut Hermann Rietschel de la Universidad Téc-nica de Berlín) y las transferencias por conducción se determinaban bien por cálculo (tubos capila-res enlucidos), o por mediciones complementarias /3/ (caso de los techos metálicos). Los rendi-mientos eran así determinados mediante la combinación de estos resultados (ver por ejemplo laecuación 10).

/1/ Ashrae, HVAC Handbook - Schutrum et Vouris - 1954/2/ Mediciones DIN/3/ Pr. Graeff, Technische Fach Hoch Schule, GiessenUniversidad Técnica de Stuttgart conforme a la norma DIN V 4706.


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Manual técnicoCapítulo 8. Rendimiento térmico

El cálculo de un techo de Movinord Climatización, se efectúa en varias etapas:cálculo de cargas frigorífica y calorífica - elección del techo - determinación de temperaturas - cau-dales de agua.

A continuación se analizan las etapas y se explica la aplicación del cálculo con un ejemplo.

INDICE1. MÉTODO DEL CÁLCULO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 742. VALORES DE RESISTENCIA A LA CONDUCTIVIDAD R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 743. POTENCIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 754. FACTORES DE CORRECCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 775. EJEMPLO DE CÁLCULO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 786. COMENTARIOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 79

1. MÉTODO DE CÁLCULO

La carga frigorífica de un local se determina mediante la aplicación de los métodos habituales(Ashrae, Carrier,...).

Para deducir la necesidad de rendimiento de un techo, se deberá tener en cuenta la influencia de laventilación del local, Pv:

Pv = 0,34 . Q.(T2-T1)

dondeQ m3/h caudal de aire,T1 °C temperatura de impulsión,T2 °C temperatura de retorno.

Se determinará después la superficie a instalar, teniendo en cuenta la resistencia a la conductividaddel techo, R, y la diferencia de temperaturas ∆T = Tm-Ta entre la temperatura media del agua y latemperatura del local.Finalmente, son necesarias correcciones en cuanto a la influencia de la geometría del local y del modode ventilación.

2. VALORES DE RESISTENCIA A LA CONDUCTIVIDAD R

Los valores de R dependen del tipo de techo. Se calculan o deducen de mediciones, que se reali-zan según las normas DIN o FGK.He aquí los valores correspondientes a casos normales:


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Tipo de pared λλ R Q10 DIN

W/m.°K m2.°K/W W/m2

Tramas bajo enlucido

Cobertura: 5 mm.

Enlucido de yeso 0,50 34 83

Enlucido de yeso 0,35 39 80

Enlucido a la cal 0,87 30 86

Enlucido en cemento 1,50 13 102

Enlucido acúst., espesor 2 mm 0,12 70 62

Placas de yeso

Placa yeso 12,5 mm

Instalación en obra 63 65

Fermacell 10 mm


Thermo tile 10 mm 0,4 W/mK


Placa KaRo Systems

Placa prefabricada 63 65

Panel metálico 86 à 70

Variable según montaje 30 à 54 86 à 70

Otros Consultar

Tabla 1. Valores de R para diferentes tipos de techo

3. POTENCIA

La potencia emitida por los techos de Movinord Climatización depende de la diferencia de tempera-tura ∆T = Tm-Ta, entre agua y aire del local y del coeficiente R. Puede leerse en las figuras 1 a 3.

3.1. Techos en modo frío

Figura 1. Diagrama KaRo de potencia frigorífica para techosEjemplo: Potencia requerida: 75 W/m2, valor de R: 40. Se lee: ∆T = 9,7°K.


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Figura 2. Diagrama KaRo de potencia frigorífica para techos

Ejemplo: Potencia requerida: 62 W/m2, valor de R : 60. Se lee: ∆T = 9,3°K.

3.2. Techos en modo calor

Figura 3 : Diagrama KaRo de potencia calorífica para el techo

3.3. Climatización en paredes verticales

El sistema Movinord Climatización se puede instalar perfectamente en paredes verticales.Al contrario que en los techos, donde la potencia emitida es mayor en modo frío que en modo calor,las potencias emitidas por paredes verticales, bien sea frío o calor, son iguales. La Figura 4 da lapotencia emitida por una pared vertical y es válida en los dos casos.

Figura 4. Potencia emitida por una pared – diagrama KaRo


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4. FACTOR DE CORRECCIÓN

Las figuras 1 a 4 han sido establecidas para condiciones estándar:

Factor de influencia Condiciones estándar

Altura del local 3 m

Tasa de tramas KaRo sobre local 90 %

Modo de ventilación Ventilación por apertura de ventanaso por desplazamiento

Tabla 2. Condiciones estándar

4.1. Ventilación

El coeficiente de intercambio por convección en la cara inferior del techo frío, aumenta con la velo-cidad del aire en la parte alta del local.Para la ventilación de referencia (por mezcla o desplazamiento), las velocidades de aire en el techoson por lo general débiles y prácticamente no ejercen influencia sobre la potencia.Sin embargo, los aportes de aire por inyectores, generan en el techo, velocidades apreciables delaire, lo cual hace aumentar los intercambios por convección y por tanto, la potencia emitida por eltecho. Los mayores intercambios se obtienen con inyectores horizontales, situados en la parte altadel local (efecto Coanda).

Figura 5. Factor de corrección k: caudal de aire soplado

Ejemplo: tasa de soplado: 5 m3/h m2; k = 1,06


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5. EJEMPLO DE CÁLCULO

Figura 9. Ejemplo de oficina

Se analiza el caso de un edificio con divisiones móviles sobre un sector de 1,80 m. Las tramas KaRo, colocadas en techo

metálico, proporcionan frío y calor.

Datos del local verano invierno

Ta Temperatura ambiente °C 26 22

P Cargas climáticas W 2 000 900

Ss Superficie de suelo m2 26

h Altura m 3

Ventilación verano invierno

Tipo de ventilación Mezclado

Q Caudal de aire nuevo m3/h 150 75

Qs Caudal por superficie m3/h/m2 5,8 2,9 Q/Ss

T1 Temperatura de soplado °C 18 24

T2 Temperatura de salida °C 26 22 T2 = Ta

Pv Aportes por ventilación W 408 51 0,34 . Q.(T2-T1)

Se han mantenido caudales de aire nuevo de 2 vol/h en modo frío y en modo calefacción solamente de 1 vol/h.

Elección de techo

Sp Superficie activa en techo m2 22

τ Tasa de cobertura % 85 Sa/St

Tipo de techo Metálico

R Resistencia m2.°C/W 46 Tabla 1


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Coeficientes de corrección verano invierno

k Para tasa de ventilación - 1,06 Figura 5

Eb Exigencia total W 1592 849 Eb= P-Pv

E Exigencia neta por m2 W/m2 68 36 E = Eb/(k.Sp)

Temperaturas y caudal de agua verano Invierno

∆T Dif. Temperatura agua/aire K 9,4 -5,8 Figuras 1 a 3

tm Temperatura media del agua °C 16,6 27,8 Ta-∆T

ts-te Dif. temp. agua, verano K 4 -

ts-te Dif. temp. agua, invierno K - -2,1 (ts-te)ver.ºEinv./Ever.

te Temperatura entrada agua °C 14,6 29,9 te= tm-(ts-te)/2

r Coefic. Pérdidas hacia arriba K 1,05 Por hipótesis

Q Caudal de agua l/h 340 r.Eb/(k.1,16.(ts-te))

En general, los caudales de agua en modo calor y en modo frío, se eligen iguales. Se toma el cau-dal para el modo más crítico, en general el modo frío. Aquí se ha mantenido como caudal, el corres-pondiente a una diferencia de temperatura elevada: 4 K. Un caudal mayor llevaría a una menor dife-rencia y así a una temperatura de entrada de agua más alta.El coeficiente de pérdidas hacia arriba es un coeficiente fijo. El valor 1,05 corresponde a un techobien aislado.

6. COMENTARIOS

6.1. Mejoras de rendimiento

Podría suceder al calcular, que la potencia efectiva del techo de Movinord Climatización fuera infe-rior a la potencia requerida. En este caso, se puede aumentar la potencia de emisión, jugando condistintos parámetros:

• Aumentando la tasa de cobertura

• Reduciendo la temperatura del agua, lo cual, a partir de un valor hace necesaria ladeshumidificación del aire soplado

• Elección de un techo con bajo valor de resistencia, R• Instando como complemento paredes verticales activas

∑ Aumentando el caudal de agua. Cuando el caudal inicial corresponde a una diferencia ts-te iguala 4 K, el doble de caudal permite aumentar la potencia emitida, en un 10%. Existe pues en cadacaso, un caudal óptimo que corresponde al mejor compromiso entre el aumento de rendimiento y lalimitación de potencia del equipo de circulación.

∑ Aumentando la temperatura de consigna. En cálculos de cargas térmicas, la consigna se fija amenudo sobre la temperatura del aire, aunque (ver capít. 4) es la temperatura operativa la que cons-tituye el verdadero criterio de confort. Como el rango entre ambas temperaturas es normalmente de1 ó 2º C, debería ser fácil, conservando el mismo nivel de confort, que se aceptara un valor superior.


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6.2. Prevención de condensaciones

Cuando los cálculos conducen a una temperatura de entrada inferior al punto de rocío, este proble-ma se puede remediar de diferentes maneras:

• Aumentando la superficie del techo activo

• Admitiendo temperaturas ambiente más altas

• Deshumidificando el aire nuevo.

Temperatura ambiente Humedad relativa Temperatura de rocío

26 °C 45 % 13,1 °C

24 °C 50 % 13,0 °C

22 °C 50 % 11,1 °C

Tabla 3. Temperatura de rocío para diferentes temperaturas ambiente.

6.3. Pérdidas de potencia hacia arriba

Una cantidad más o menos importante de frío, puede ser emitida hacia el local en el piso superior.Esta pérdida, que es función del aislamiento térmico del techo, no disminuye por sí misma la poten-cia emitida hacia la parte inferior. Sin embargo, para un mismo caudal de agua, al aumentar los inter-cambios totales de temperatura, se produce un aumento de las temperaturas del agua. Para evitaresto es suficiente elevar el caudal.

Nota: Para edificios con varios pisos, en los pisos intermedios existe compensación entre las trans-ferencias provenientes del piso superior y las del inferior. Por lo tanto, solamente es preciso tener encuenta las pérdidas hacia arriba en casos particulares (pisos extremos,...).

6.4. Limitación de potencia

Se recuerda que:

∑ La potencia máxima de calefacción queda limitada por el confort. En la práctica, este criterio noes un impedimento para las potencias, salvo en casos donde el edificio tenga un aislamiento térmi-co mediocre.

∑ La temperatura de entrada del agua, en ningún caso debe sobrepasar los 45 ºC. (Se trata esen-cialmente de evitar los riesgos de secado del yeso).


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Manual técnicoCapítulo 9. Pérdidas de carga

Como en toda instalación hidráulica, es necesario calcular las pérdidas de carga para dimensionarel sistema de circulación y equilibrar la red.

INDICE1. PÉRDIDAS DE CARGA HIDRÁULICAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 812. DIAGRAMAS DE PÉRDIDAS DE CARGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 823. PÉRDIDAS DE CARGA DE LAS TRAMAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 824. PÉRDIDAS DE CARGA DE LAS CONDUCCIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 865. ACCESORIOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 876. CÁLCULO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 87

1. PÉRDIDAS DE CARGA HIDRÁULICAS

1.1. Generalidades

Las pérdidas de carga son la suma de las pérdidas de carga singulares y las pérdidas de cargalineales.

Las pérdidas de carga singulares corresponden a las singularidades (codos, bifurcaciones, etc. ...)del flujo. Las singularidades se caracterizan por su coeficiente de pérdida de carga * que permite cal-cular la pérdida de carga *P del flujo, en función de la presión dinámica del agua Pd:

∆P = ζ.1/2.ρ.V2= ζ.Pd

En general, son mayores las pérdidas de carga lineales; dependen del régimen de flujo de agua: tur-bulento o laminar. En cada caso, son proporcionales a la longitud L de la tubería.He aquí, para una temperatura de agua de 15 °C, las expresiones simplificadas que permiten el cálculo:En régimen laminar, las pérdidas de carga se deducen de la ley de Hagen-Poiseuille:

En régimen turbulento, la rugosidad de los tubos (cobre o polipropileno) es baja, lo que permite uti-lizar la relación simplificada de Blasius:

donde:V m/s Velocidad del caudal de agua en el conducto,D mm Diámetro interior del conducto,L m Longitud del conducto,∆p Pa Pérdida de carga lineal


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1.2. Incidencia de la temperatura

Cuando la temperatura aumenta, la pérdida de carga disminuye puesto que la viscosidad disminuye.Así, a 35 °C, la viscosidad cinemática del agua es solamente de 0,72 centistoke en lugar de 1,14centistoke para una temperatura de 15 °C. Esta disminución de viscosidad conlleva una disminuciónde pérdida de carga del 37% (caso de flujo laminar), ó del 11% (caso de flujo turbulento).Los gráficos a continuación, permiten dimensionar los circuitos de circulación, para una temperatu-ra de agua de 15 ºC, en los casos más desfavorables.

1.3. Naturaleza del flujo

Se dice que los flujos son laminares cuando el número Reynolds es inferior a 2300, y turbulentos enel caso contrario. El flujo es laminar, si la velocidad V del agua en el tubo, es inferior a un cierto valor,cuya expresión se da aquí, para agua a 15 °C:

ecuación 1

En los tubos capilares (diámetro interior de 2,3 mm), el flujo es siempre laminar pues la velocidad delagua es siempre inferior a 1 m/s. Por el contrario, en los colectores, el flujo es en general turbulento, salvo que el caudal sea muy bajo,en cuyo caso se podrían producir flujos laminares

2. DIAGRAMAS DE PÉRDIDAS DE CARGA

Las pérdidas de carga de las tramas y accesorios, se pueden ver en los diagramas a continuación.Las pérdidas de carga de las tramas KaRo (conjunto constituido por los tubos capilares y los colecto-res) se muestran en las figuras 2 a 5, en función del caudal de agua y de la longitud de las tramas. Para las tuberías, los diagramas dan a la vez, la pérdida de carga lineal y la presión dinámica del flujo.Para obtener la pérdida de carga total, basta con sumar la pérdida de carga lineal y el producto dela presión dinámica por el coeficiente de singularidad.Finalmente, para los flexibles, los diagramas dan directamente la pérdida de carga global. No esnecesario, pues, tener en cuenta la longitud o el coeficiente de pérdida de carga singular.

3. PÉRDIDAS DE CARGA DE LAS TRAMAS

3.1. Posibilidades de conexión

Las tramas pueden ser conectadas sobre un solo lado (tramas tipo 1) o sobre dos lados (tramas tipo2). La longitud del circuito hidráulico de las tramas tipo 1 es el doble que el de las tramas tipo 2. Lavelocidad es también doble. Así pues, como el flujo es laminar, las pérdidas de carga en las tramastipo 1 son aproximadamente 4 veces mayores que en las tramas tipo 2.


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Las tramas KaRo del tipo 1 son las más usadas, pues las conexiones de un mismo lado ofrecen másflexibilidad de instalación.

3.2. Pérdidas bajas

A pesar del pequeño diámetro de los tubos capilares, las pérdidas de carga en las tramas KaRo sonbajas, pues el flujo se distribuye por un gran número de tubos y la velocidad de flujo es sólo de 10 a20 cm/s; y en el tubo capilar el flujo es siempre laminar (ver figura 1). Las pérdidas de carga en las tra-mas KaRo, aumentan de forma lineal con el caudal, y no con el cuadrado, como en tubos gruesos.

Figura 1. Pérdidas de carga de los tubos de conexión DN 10

En la transición laminar-turbulenta, se produce un salto de pérdidas.

3.3. Tramas U tipo 1

Figura 2. Pérdida de carga de tramas U (longitud capilares hasta 2,50 m)

Ejemplo: Caudal de agua = 22 kg/m2h; Longitud de la trama = 1,6m; Pérdida de Carga = 9,5 mbar


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Figura 3. Pérdida de carga de tramas U (longitud capilares hasta 6m)Ejemplo: Caudal de agua = 23 kg/m2h; Longitud de la trama = 5m; Pérdida de Carga = 95 mbar

3.4. Tramas G tipo 2

Figura 4. Pérdida de carga de las tramas tipo 2 (longitud de capilares inferior a 2,50m)Ejemplo: Caudal de agua = 22 kg/m2h; Longitud de la trama = 1,4m; Pérdida de Carga = 1,8 mbar

Figura 5. Pérdida de carga de las tramas tipo 2 (longitud de capilares superior a 2,50m)Ejemplo: Caudal de agua = 27 kg/m2h; Longitud de la trama = 5m; Pérdida de Carga = 29 mbar


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3.5 Tramas S tipo 1

Figura 6. Pérdida de carga de las tramas S10 tipo 1 (longitud de capilares inferior a 2,50m)Ejemplo: Caudal de agua = 23 kg/m2h; Longitud de la trama = 1,4m; Pérdida de Carga = 7,7 mbar

Figura 7. Pérdida de carga de las tramas S10 tipo 1 (longitud de capilares superior a 2,50m)Ejemplo: Caudal de agua = 23 kg/m2h; Longitud de la trama = 5m; Pérdida de Carga = 95 mbar

3.6. Tramas S15 tipo 1

Figura 8. Pérdida de carga de las tramas S15 tipo 1 (longitud de capilares inferior a 2,50m)Ejemplo: Caudal de agua =23 kg/m2h; Longitud de la trama = 1,4m; Pérdida de Carga = 11,5 mbar


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Figura 9. Pérdida de carga de las tramas S15 tipo 1 (longitud de capilares superior a 2,50m)Ejemplo: Caudal de agua = 23 kg/m2h; Longitud de la trama = 5m; Pérdida de Carga = 140 mbar

4. PÉRDIDA DE CARGA DE LAS CONDUCCIONES

Los siguientes diagramas muestran las pérdidas de carga R por metro, y la presión dinámica paraZ=1, para tubo DN 20.

Figura 11. Pérdida de carga para tubos DN 20 Ejemplo: Caudal de agua 325 l/h: Presión dinámica 1,0 mbar/Zeta, Pérdida de carga 2,4 mbar/m.


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4.1. Tubos de distribución

El siguiente diagrama muestra la pérdida de carga específica de los tubos de distribución. Multipli-cando por la longitud de ida más retorno de una tubería, se obtiene la pérdida de carga.

Figura 12. Pérdida de carga para tubos de distribución DN 18 y DIN 20Ejemplo: Tubo DN = 18 mm, Caudal de agua 260 l/h, Pérdida de carga 1,45 mbar/m. Longitud del tubo de distribución

Entrada y Retorno: 8,0 m; Pérdida de carga 8 * 1,45 = 11,6 mbar.

5. ACCESORIOS

Artículo Coeficiente Zeta

Codo 1,3

Casquillo

DA 18 0,25

DA 20 0,25

Reductor

2 Dimensiones 0,55

T-

1 entrada – 2 salidas

Recto 0,3

Angular 1,3

T-

1 entrada – 1 salida 0,85

6. CÁLCULOS

El documento K1 puede ser útil para el cálculo de los techos Movinord Climatización. Las páginassiguientes muestran un formulario cumplimentado, para el ejemplo del capítulo 8, y un formulario enblanco, para hacer copias.


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Ejemplo de cálculo

Designación Frío Calor Observaciones

1 Local

Temperatura ambiente C 26 22

Carga frío/calor W 2000 900 Del cálculo de carga frío/calor

Superficie m2 26 26

Ventilación

Impulsión aire m3/h 150 75

Impulsión aire-por área de techo m3/h m2 5,8 2,9 Para factor Ventilación

Ventilación (1 = turbulenta 0 = laminar) Turbul. Para factor Ventilación

Temperatura de impulsión C 18 24

Temperatura de retorno C 26 22

Capacidad frío/calor del aire W 408 51 Volumen aire * 0,34 * Diferencia temperatura

Capacidad frío/calor del techo W 1.592 849 Carga frío/calor menos capacidad del aire

2 Elección del techo KaRo

Área activa m2 22,00 22,00

Tipo de techo Movinord Metálico

Valor R para diagrama capacidad R 46 R 46 De la tabla de valores R

Demanda de capacidad por m2 Movinord W/m2 72 38 Demanda capacidad frío/calor - área activa

Rango de temperatura elegido K 9,4 -5,8

Capacidad nominal según Diagrama W/m2 72 34 Del diagrama de potencia

Factores de corrección totalizados 1,06 1,06 Ventilación turbulenta con 5 m3/m2h (Del diag.)

Capacidad actual techo W/m2 76,8 36,0 Capacidad nominal x Factor Techo

Desviación W/m2 1 3 Capacidad actual - Demanda

3 Caudal de Agua

Capacidad techo Movinord W 1.690 76 Capacidad actual x Area activa

Rango de temperaturas de agua K 4,0 0,2 Para enfriar 2 a 4 K

Temperatura de entrada C 14,0 30,0 Frío: No debe ser menor que el punto de rocío

Intercambio habitación superior % 5% Pérdidas piso superior

Caudal agua l/h 340 (Capacid. + Sobrecar.) / (Rango temp. x 1,16)

" " -por área activa del techo l/m2 h 15,5 Caudal agua / Área activa

Caudal nominal para tubos de distribución l/h 170 Igual caudal de agua para frío y calor

4 Pérdida de carga

Longitud de las tramas KaRo cm 170 Corresponde a la long. de panel

Longitud de los tubos de distribución m 3 Suma entrada - y retorno

Longitud de los tubos de conexión m 3 Suma entrada - y retorno

Pérdida de carga trama KaRo Mbar 8 8 Del diagrama

Pérdida de carga tubos distribución mbar 1 1 Longitud *Valor del diag. de pérdidas

Pérdida de carga tubos conexión mbar 2,5 2,5 Longitud *Valor del diag. de pérdidas

Suma de pérdidas de carga mbar 11,5 11,5


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Manual técnicoCapítulo 10. KaRoMar

Para conseguir su capacidad, los sistemas Movinord necesitan únicamente una fuente de frío a tem-peratura moderada: 12 a 15 ºC, según la potencia del intercambiador de calor.

Existe un gran número de posibilidades de alimentación gratuita: a través del suelo, del aire odel agua. El sistema Movinord alimentado para frío por agua de mar o de lagos es particular-mente atractivo.

Se presenta a continuación el sistema y se evalúa el consumo de energía.

INDICE1. PRESENTACIÓN DEL CONCEPTO KAROMAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 892. POSIBILIDAD DE RECURSOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 893. AHORRO DE ENERGÍA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 90

1. PRESENTACIÓN DEL CONCEPTO KAROMAR

Con el sistema KaRoMar, los edificios se equipan con techos climáticos alimentados por fuentesnaturales: agua de mar, aguas termales, etc. sin elementos de producción.

Las instalaciones KaRoMar son similares a las instalaciones de calefacción urbana. A la central decalefacción, corresponde la fuente de frío, constituida por el mar y la estación de bombeo. La red dedistribución es similar.

Como ya no es necesario recurrir a máquinas frigoríficas, la reducción de consumo eléctrico es impor-tante; el único consumo es el producido por las bombas.

Figura 1. Con KaRoMar, los edificios son climatizados por agua de mar y techos Movinord.

2. POSIBILIDAD DE RECURSOS

Un criterio importante es la búsqueda de un lugar con recursos hidrológicos, en lo que concierne a ladisponibilidad estacional de temperaturas. Desde este punto de vista, el Mediterráneo es idóneo ya que


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Manual técnicoCapítulo 10. KaRoMar

incluso a poca profundidad, la temperatura del agua es constante (13°C). Igualmente, en el caso de unbalneario termal, las aguas residuales pueden servir como alimentación del sistema para calefacción.

Con los techos Movinord, el agua puede ser retornada con una variación de temperatura de pocosgrados.

El consumo eléctrico de las bombas, varía con la potencia elevada al cubo del caudal transportado.Por lo tanto, a igual diámetro, duplicar el caudal significa un consumo de energía 8 veces mayor. Por esto, las instalaciones de climatización a gran distancia, se equipan por lo general, con bombasde caudal variable.

3. AHORRO DE ENERGÍA

Con un sistema KaRoMar, el ahorro de energía puede ser considerable. En el ejemplo a continua-ción, que corresponde a una pequeña instalación de climatización de 5 MW, el ahorro de energía esdel orden de un 97%, si se compara con una solución clásica.

Grupo frío KaRo-Mar

Demanda de frío

Potencia KW 5000 5000

Duración de uso H 900

Grupo frío

COP 3,5

Potencia eléctrica KW 1428

Consumo eléctrico MWh/año 1286

Bombas 6

Caudal de agua m3/h 718 718

Pérdida de carga Bar 2 2

Rendimiento bomba % 80 80

Potencia eléctrica KW 49 49

Consumo eléctrico MWh/año 44 44

Balance

Potencia eléctrica KW 1477 49

Consumo eléctrico MWh/año 1310 44

Figura 2. Comparación de consumos de energía


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Manual técnicoCapítulo 11. El sistema

Movinord Climatización significa climatizar de forma natural. Es decir, refrigerar o calentar por mediode una técnica evolucionada, adaptable a la mayoría de los soportes. La trama es flexible, y sus posi-bilidades de utilización son numerosas. Integradas en enlucidos, placas de yeso, escayola, sobrepaneles metálicos, en paredes o suelos, las tramas KaRo transforman el soporte en una superficieradiante.

En este capítulo se muestran algunas posibilidades del sistema de Movinord Climatización.

INDICE1. LOS TECHOS METÁLICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 912. LOS TECHOS DE PLACA DE YESO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 923. LOS TECHOS ENLUCIDOS DE YESO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 924. PAREDES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 935. SUELOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 936. LA ESTACIÓN HIDRÁULICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 947. TUBERÍAS ESPECÍFICAS KARO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 948. LAS PRUEBAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 959. MONTAJE SONDA DE PUNTO DE ROCÍO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 96

1. LOS TECHOS METÁLICOS

La trama KaRo se asocia con los mejores fabricantes de techos metálicos. La flexibilidad de la tramade tubos capilares permite su adaptación a todo tipo de techos. El montaje del techo radiante metá-lico Movinord es idéntico al de un techo estándar; únicamente es necesario añadir las conexioneshidráulicas de las tramas.

Aplicación:

Los techos radiantes metálicos Movinord se aplican en instalaciones de techos acústicos y decora-tivos, en vestíbulos, oficinas, salas de reunión, locales de enseñanza, etc.


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2. LOS TECHOS DE PLACA DE YESO

La placa de yeso seca es una placa de cartón-yeso de diferentes medidas. Se monta clavada, sus-pendida, o atornillada a una estructura metálica.La placa es el soporte para instalar las tramas por su parte interior. Estas placas se lucen o pintanmás tarde, según las técnicas habituales. Las placas utilizadas para techos, pueden ser de espesores hasta 12 mm.

Lugares de empleoLas soluciones Movinord Climatización en placa de yeso se usan para climatizar locales de residen-cia, oficinas y hoteles, bien sea en construcciones nuevas o en renovaciones.

Montaje: 1 = Estructura 2 = Perfil primario 3 = Perfil secundario

4 = Manta de aislamiento 5 = Trama KaRo 6 = Placa de yeso

3. LOS TECHOS ENLUCIDOS

Las tramas se fijan directamente al forjado, se unen a los colectores, se someten a pruebas de pre-sión y finalmente se cubren con el enlucido. No es necesario aumentar el espesor del enlucido.

También se pueden usar, para rehabilitaciones, con soluciones especiales, como techos tipo Perfo-plaque de Placoplatre. La trama se grapa sobre el panel Perfo-plaque sobre el cual se proyecta elenlucido de terminación.


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Aplicación:

El sistema Movinord Climatización integrado en el enlucido, es particularmente recomendado pararenovaciones de inmuebles. Basta lijar el yeso existente y luego se cubre con una capa ligera de enlu-cido, que cubra las tramas.

4. PAREDES

Las tramas KaRo se fijan directamente a la pared, se unen a los colectores, se someten a pruebasde presión y finalmente se cubren con el enlucido, placa de yeso, alicatado, etc.

5. SUELOS

El pequeño diámetro de los tubos capilares de las tramas KaRo, permite suelos de poca altura. Poresta razón, son especialmente usadas en renovaciones donde se instalen suelos radiantes.A diferencia de los suelos radiantes normales, los tubos y por tanto la energía para calentar o refri-gerar, se sitúan cerca de la superficie del suelo. Por ello, la reacción de un suelo de Movinord Cli-matización es más rápida y opera con temperaturas moderadas.


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6. LA ESTACIÓN HIDRÁULICA

La estación hidráulica es parte integrante del sistema y de su concepto técnico. Permite aislar el cir-cuito primario del circuito secundario. Permite regular la temperatura del agua del secundario y evitalos lodos (ver capítulo 2).La estación puede incorporar uno o dos intercambiadores de calor, según se elijan sistemas a doso tres tubos.La regulación del secundario se instala generalmente en la estación hidráulica.

7. TUBERÍAS ESPECÍFICAS DEL SISTEMA

Techo desmontableEste techo incorpora tramas con conexiones rápidas y tuberías especiales para estas conexiones.Permiten un montaje rápido sin soldar. Los tubos se instalan de forma similar a los cables eléctricos, con el mismo tipo de soportes y ban-dejas, por los pasillos.El montaje de tubos se muestra en la figura siguiente.


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8. PRUEBAS DE PUESTA EN MARCHA Y ENSAYO DE PRESIÓN

El sistema Movinord Climatización se usa generalmente a una presión entre 0 y 3 bares.

Al instalar las tramas y tubos, deben ser probados en cuanto a estanqueidad, con una presión de10 bares y después, deben mantenerse durante toda la obra a una presión de 2 a 3 bares.

Presión nominal de conexionesAntes de las pruebas, es necesario comprobar que todos los elementos instalados en las conduc-ciones sometidas a presión, sean adecuados para la presión máxima de la prueba. Todos los ele-mentos de distribución y las tramas del sistema Movinord Climatización, pueden ser sometidos a unapresión máxima de 16 bares durante muy corto tiempo, y a 10 bares durante 24 horas.

Reglas generalesSe dan a continuación las reglas generales para las pruebas de presión de los sistemas por dondecircula el agua:

1. Probar por secciones. Elegir la sección de manera que se pueda ejercer un control preciso duran-te la prueba de presión.

2. Jamás meter presión con la red de la ciudad. Usar exclusivamente bombas de presión. Al meterpresión con agua de red, el peligro es que en caso de fugas, el agua de la red inunde el edificio.

3. Todas las secciones que más tarde no serán accesibles, deben superar con éxito la prueba a 10bares de presión con agua, antes de su cierre definitivo.

8.1. Pre-prueba con aire

Una vez conectadas las tramas a la red de distribución, el sistema debe ser probado con aire, a unapresión entre 6 a 10 bares. De esta manera se detectarán rápidamente las posibles fugas en lasconexiones.

8.2. Prueba principal

Una vez montado el techo, se someterá a presión con agua. Para techos enlucidos y con placas deyeso, la prueba principal debe efectuarse antes de aplicar el enlucido, o cerrar el techo. El sistema se llena de agua y el aire es expulsado .Debido a la dilatación elástica de los tubos, la pre-sión puede bajar alrededor de 1 bar, después de metida presión.

Fases de la prueba:

Pre-prueba con agua

Se llena el sistema a una presión de 10 bares. Una hora después, se podrá comenzar la prueba prin-cipal.

Prueba principal con agua

Se rellena el sistema, de nuevo, a 10 bares. Se mantiene al menos durante 4 horas a 10 bares.


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Una vez efectuada la prueba con éxito, se reduce la presión a la normal de servicio (2 bares).

Una vez cumplimentada con éxito la prueba principal, se puede poner en servicio el sistema, con lapresión normal.

Informaciones generales:

• La instalación y manipulación de cada elemento se hará de acuerdo con las especificaciones ytécnicas pertinentes.

• La temperatura ambiente mínima para trabajos de instalación es de 5 °C.

• Los tubos y tramas KaRo deben ser protegidos de los rayos U.V.

• Absolutamente todas las piezas del secundario en contacto con el agua, deberán estar fabricadascon materiales no oxidables.

9. MONTAJE SONDA DE PUNTO DE ROCÍO

Utilidad de la sonda de punto de rocío:Tiene como fin prevenir la condensación. Existen tres tipos de sonda:

Techo metálicoTecho enlucidoOtros techos

Se conecta a los termostatos Tauka 23.

Sonda de punto de rocío para placa de yeso

9.1. Montaje para enlucido con yeso

La sonda se sujeta bajo el forjado entre los capilares de alimentación. El cable de conexión eléctricase lleva hasta el termostato. La sonda se entrega con un cable de 10 metros, que puede ser prolongado hasta 50 m sin pertur-bar el funcionamiento de la sonda.La sonda incorpora dos pequeños tubos de plástico que se recortarán una vez terminado el enlucido.


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Manual técnicoCapítulo 12. Consumo de energía y espacio

Las soluciones de Movinord Climatización son económicas. Comparando con los acondicionadoresde aire, que enfrían con aire atemperado, el ahorro de energía es importante. Se muestra a conti-nuación, para un edificio de oficinas, la reducción de consumo energético en ventiladores y refrige-ración, que en principio, son la fuente de gasto más importante del aire acondicionado.

Están además las ventajas en la inversión. “El constructor inteligente consigue la climatización gratis”,es la opinión de arquitectos que trabajan con nuestro sistema. Si desde el principio del diseño del edi-ficio, se tiene en consideración una solución Movinord Climatización en lugar de un sistema de aire, esposible que se ahorre tanto en materiales del edificio, como el costo total de la climatización.

INDICE1. COMPARACIÓN DE SISTEMAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 972. VENTILADORES Y BOMBAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 973. SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 994. CONFIRMACIÓN PRÁCTICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 995. NECESIDAD DE ESPACIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 1006. MANTENIMIENTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 1027. CONSEJOS SOBRE AHORRO ENERGÉTICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Página 102

1. COMPARACIÓN DE SISTEMAS

Compararemos el consumo de una climatización radiante Movinord, con el consumo de un climati-zador típico, por aire.

1.1. Sistema A: Movinord Climatización

Refrigeración de un local, con enfriadora y red de tramas capilares. La ventilación a volumen cons-tante.

1.2. Sistema B: Aire acondicionado “sólo-aire”

Impulsión y retorno de ventilación con volumen constante. Sistema de frío por agua refrigerada, contorre de condensación.

2. VENTILADOR Y BOMBAS

2.1. Sistema B

Los acondicionadores sólo-aire, utilizan el aire para ventilar y para enfriar. Por ello, la cantidad de airedebe estar proporcionada a las cargas térmicas. Por ejemplo, con una carga de 60 Watios/m2 (*línea2 en tabla 1) y con un salto térmico entre el aire de impulsión y el de retorno de 8 K, son necesarios22,06 m2/h min. de impulsión por metro cuadrado de superficie (ir a la línea 9).

Para una oficina de 4.000 m2, la impulsión y extracción de aire en conjunto, exigen una potenciaaproximada de 77 kW, con consumo anual de 309 MW/h (ira la línea 19).


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2.2 Comparación (tabla de KaRo)

Tabla 1. Cálculo de consumos


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Con Soluciones Movinord, el aire se usa solo para ventilar. Por lo tanto, el sistema de ventilación sepuede calcular para un caudal mucho menor de aire. Para una oficina, en general son suficientes de4 a 6 m3/m2h (ir a la línea 4). También son menores, como regla general, las pérdidas de carga delos ventiladores (ir a las líneas 11 y 15); los conductos y aparatos de ventilación pueden ser diseña-dos ampliamente sin problemas de espacio, ya que el caudal de aire es muy pequeño y los con-ductos de impulsión, no necesitan ser aislados. La potencia y el consumo anual de ventiladores, conMovinord son reducidos de manera importante (ir a la línea 20).

2.3 BombasEl consumo de potencia de las bombas de agua refrigerada, en un sistema Movinord, es mayor (ir ala línea 26), ya que el techo frío hace circular un mayor caudal de agua, debido al menor salto tér-mico (ir a la línea 5).

El ahorro de consumo en ventilación, compensa, sin embargo con creces, el mayor consumo de lasbombas. Una climatización Movinord necesita, para ventilación y bombas, menos del 20% de lapotencia necesaria en un sistema sólo-aire (ir a la línea 28).

3. SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN

Los sistemas de refrigeración de los acondicionadores por aire, operan con temperaturas bajas. Latabla siguiente muestra una relación típica de temperaturas entre el local y la temperatura del eva-porador.

Tabla 2. Relación de temperaturas entre sistemas de climatización

Mientras que un sistema sólo-aire mantiene una temperatura de evaporación de 5 ºC con una tem-peratura ambiente de 24 ºC, para un techo Movinord, es suficiente una temperatura de 13 ºC. Estose refleja en la cifra de potencia de la tabla (ir a la línea 30).

Además, el total de horas de funcionamiento del sistema de refrigeración, es menor con Movinorddebido a las moderadas temperaturas de los techos climáticos (ir a la línea 8). En frío, de hecho, elconsumo de Movinord queda reducido aproximadamente a una tercera parte (ir a la línea 32).

4. CONFIRMACIÓN PRÁCTICA

Comparada con sistemas sólo-aire de caudal fijo, la Solución Movinord contribuye a un sustancialahorro de energía. Mediciones llevadas a cabo en un proyecto piloto con la CE, probaron que los


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valores calculados son alcanzables en la práctica.Se midió durante dos años, el consumo de energía de una instalación KaRo para refrigeración y ven-tilación, en un edificio moderno de oficinas, con una superficie efectiva de 2.700 m2, equipado conun techo KaRo para frío y con una ventilación de 4 m3/m2. Se midió un consumo anual de energía de 13,81 kWh/m2, lo cual, llevado a un área efectiva de 4.000m2, como en el ejemplo anterior, daría un consumo de 55,6 MWh/a. Esto indica un consumo toda-vía inferior al esperado según los cálculos y corresponde a un costo específico mensual de energíainferior a 0,20 €/m2. .

5. NECESIDAD DE ESPACIO

Para el transporte de la misma cantidad de energía, el agua necesaria es una milésima parte que elaire. Una importante ventaja con Movinord Climatización es, por lo tanto, aparte del alto nivel de con-fort y del bajo consumo energético, el poco espacio requerido, lo que permite reducir los costos deconstrucción. La Tabla 3 muestra como este ahorro de espacio, se puede convertir en una reduc-ción de los costos de construcción.

5.1 Altura entre plantasLos sistemas tradicionales de aire acondicionado y los conductos de aire, utilizan un espacio querepercute en los costos efectivos.

5.1.1 Elementos inductivosEspecialmente en edificios de varias alturas, construidos en los años 50 y 60, se instalaban elemen-tos inductivos. Estos coinciden con los sistemas radiantes en dos puntos: sólo una pequeña canti-dad de aire es aportada al local y el transporte de frío/calor se realiza a través de agua.

Fig. 1. Espacio para elementos de calefacción o aire acondicionado

1 = elementos inductivos 2 = frío por convección 3 = radiadores

Pero al contrario que con Movinord Climatización, la refrigeración se realiza casi exclusivamente porconvección. El aire proveniente de elementos centrales, es impulsado a alta velocidad como aire pri-mario, a través de bocas hacia máquinas inductivas, las cuales colocadas frente a ventanas, indu-cen aire en el local, dirigido mediante convectores de frío o calor. En el local, se produce una turbu-lencia aérea que elimina la carga térmica casi exclusivamente por convección.


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Con sus forrados, las máquinas inductivas tienen generalmente una profundidad superior a los 40cm, lo cual puede suponer un 8% del área efectiva de una oficina. Esto sin tener en cuenta el espa-cio extra entre el elemento y el puesto de trabajo, exigido por razones de confort. En remodelaciones de edificios con elementos inductivos, las Soluciones Movinord son especial-mente adecuadas. Además de la mejora en confort y de los ahorros en costos de energía y mante-nimiento, las soluciones de Movinord Climatización ofrecen un aumento del área efectiva disponible.

5.1.2 Convectores de frío

Los convectores, conocidos especialmente para calefacción, se usan también en frío. Los saltos tér-micos son mucho menores que en el caso calor, sin embargo son necesarios espacios altos y pro-fundos. A diferencia del elemento inductivo, los conductos y convectores no pueden ser colocadosfrente a las ventanas.

Tabla 3. Costo extra por uso de superficie efectiva

Cálculo del espacio ocupado por diferentes sistemas, a 2.045 /m2 de área efectiva y una altura de local de 7,00 m.

5.1.3 RadiadoresIncluso los radiadores ocupan un considerable espacio efectivo. Típicamente, invaden 20 cm de local.Antaño, era importante situar las superficies de calor estáticas debajo de las ventanas, para evitarcorrientes frías en el invierno. Hoy, los edificios se aíslan bien térmicamente y la posición de los ele-mentos calefactores ya no juega un papel tan importante en cuanto a confort. Por otro lado, excep-tuando casos extremos, hoy es fácil cubrir las necesidades de calor de un edificio, con techos cli-máticos, sin limitación de confort. (ir al Capítulo 4 Limitaciones de confort en calefacción). Es obvio que las Soluciones Movinord que se instalan principalmente para frío, deben ser usadospara calefacción, ganando un área efectiva adicional de un 2% (ir a la Tabla 3).

5.2 Altura entre plantasCon sistemas sólo-aire, a menudo son necesarios de 35 a 45 cm de espacio extra entre plantas,para la distribución horizontal de los conductos de impulsión y retorno de aire. Esto no sucede con las Soluciones Movinord, ya que la cantidad de aire es mucho menor. Los con-ductos de aire no necesitan ser aislados térmicamente, de manera que la distribución de aire puedeser integrada en la construcción del edificio. Por ejemplo, la distribución horizontal del suministro deaire, puede llevarse por el falso suelo y el retorno puede ser evacuado a través del forjado o de loshuecos para sanitarios.

Las Soluciones Movinord en sí, no necesitan altura adicional. Un techo enlucido, sólo necesita lacapa de yeso de 15 mm prescrita en las regulaciones DIN; ni 1 mm más. En construcción con placade yeso, o en un techo modular, el espacio es el mismo.


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El ahorro de 40 cm en altura, significa que los costos de construcción pueden ser reducidos en apro-ximadamente 81 €/m2 de área efectiva . En una altura edificable de 25 m, es posible añadir una plan-ta extra al edificio.

Tabla 4. Costos de construcción - salas técnicas y conductos de aire

5.3 Salas técnicasPara la instalación de sistemas mecánicos de ventilación y sus columnas de aire para conductos de ven-tilación, son necesarios entre 8 y 20 m2 de espacio modificado por cada 1.000 m2/h de aire, depen-diendo del tamaño del sistema. En el ejemplo expuesto, el sistema sólo-aire exige 504 m2 de espaciomodificado, mientras que con Movinord sólo se necesitan 264 m2 de espacio modificado (ir a la línea 6).Aplicado al área efectiva, se pueden ahorrar 13 €/m2, por reducción de los costos en salas técnicasy en columnas de conductos de aire, si se instala una solución Movinord Climatización.

6. MANTENIMIENTO

¿Por qué los techos de Movinord Climatización tienen menor costo de mantenimiento que los siste-mas sólo-aire?El techo es el elemento principal de un sistema de climatización Movinord. En otros sistemas lo sonlos componentes térmico-técnicos. Consecuentemente y similar a un suelo radiante, un techo requie-re muy poco mantenimiento. Adicionalmente, la parte correspondiente a la ventilación mecánica paraSoluciones Movinord es mucho menor y más sencilla que la de un gran acondicionador de aire.

7. CONSEJOS SOBRE EL AHORRO ENERGÉTICO

• Tres consejos para el diseño y modo de operación de Soluciones Movinord, que pueden ayudara mantener bajo el costo de energía.

• Ventiladores y bombas deben ser regulables a dos velocidades por lo menos y deberán conectarsea la velocidad más baja posible, que el tiempo y la temperatura permitan. Cada vez que se reducela velocidad a la mitad, el consumo de energía del motor se reduce a la quinta parte. ≠


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• Los conductos de aire y aparatos de ventilación, deben ser generosamente diseñados. Con lapequeña cantidad de aire necesaria para las Soluciones Movinord, el problema de espacio ya noes criterio para forzar una mayor velocidad de aire. Si la velocidad del aire se reduce a la mitad,se necesita menos de una cuarta parte de la energía para los ventiladores.

• El sistema de ventilación debe ser regulado de forma que el aire sea deshumectado y atemperadosolo lo necesario.

Las Soluciones Movinord son económicas.


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