Dimensionamiento de una Central Térmica HVAC y normativas chilenas

Dimensionamiento de una Central Térmica HVAC

UNI
DAI
et
D CATO
PON
LICA
DE CHILE
ESCUELA DE CONSTRUCCIÓN CIVIL
FACULTAD DE INGENIERÍAUNIV
DAD
=
CATOLICA
PON
DE CHILE
ESCUELA DE CONSTRUCCIÓN CIVIL
FACULTAD DE INGENIERÍA

DIMENSIONAMIENTO DE UNA CENTRAL
TERMICA HVAC

Consideraciones Generales del Dimensionamiento

DOCENTE: LEANDRO ASTORGA G
17-03-2025

Central Térmica

Carga Térmica y Potencia Máxima Simultánea

¿QUE HACEMOS CON LA CARGA TERMICA CALCULADA EN MI EDIFICACIÓN?
· DEFINIMOS LA POTENCIA MAXIMA SIMULTANEA QUE TENDRA NUESTRO EQUIPO DE
CLIMATIZACION Y/O CALEFACCION.
· Nota: tomando en consideración ejemplo clase anterior:
•
Potencia Climatización : 45kW
· Potencia Calefacción
: 41kW2

Definición de Potencia del Equipo

· LUEGO, SEGÚN TIPOLOGIA DE EDIFICIO Y A CRITERIO DE LA EXPERIENCIA DEL INGENIERO DE
PROYECTO, SE DEFINE LA "POTENCIA DEL EQUIPO", TOMANDO EN CONSIDERACIÓN FACTORES
DE SOBREDIMENSIONAMIENTO Y SIMULTANEIDAD ASI COMO NORMAS AHRI O EUROPEAS
PARA EL BALANCE DE ENERGIA ANUAL.
OF P"9 NP
(Piso 9)
OF D'O NO
(Piso 9)
7
O
O
E
1
OF P"9 SC
(Piso 9)
0
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Dimensionamiento Centrales Térmicas

Especificaciones de Equipos

Specifications
General Data
Model
Unit
UAL230E5-F/R
PAL230ER5-F/R
UAL450E5-F/R
UAL450ER5-F/R
Rated cooling capacity
kW
65
65
130
130
Rated heating capacity
kW
70
140
Capacity control
30%~100%
15%~100%
Rated cooling power input
kW
20.0
20.0
39.4
39.4
Rated cooling current
A
32.3
32.3
64.0
64.0
Rated heating power input
kW
21.2
41.0
Rated heating current
A
36.1
68.9
Cooling COP
3.25
3.25
3.30
3.30
IPLV
-
5.52
5.52
5.52
5.52
Power supply
380-415V/3N~/50Hz
380V/3N~/60Hz
Rated cooling water flow
mª/h
11.2
11.2
22.4
22.4
Rated heating water flow
mª/h
12.0
24.1
WPD (water pressure drop)
kPa
34
34
45.0
45.0
Size of water pipe
inch
RC 2
RC 2
Rc 2-1/2
Rc 2-1/2
Design max AT (EWT-LWT)
0℃
7
7
7
7
Unit dimensions
L * W x H
mm
1100*1045*2120
1100*1045*2120
2100*1100*2300
2100*1100*2300
Packing dimensions
L * W xH
mm
1170*1150*2250
1170*1150*2250
2175*1150*2430
2175*1150*2430
Net weight
kg
420
420
928
928
Gross weight
kg
430
430
948
948
Operating weight
kg
425
425
938
938
NOTE:
1. RATED COOLING CODITION: LEAVING WATER TEMPERATURE IS 7℃, WATER FLOW IS 0.172[M3/(H-KW)], AMBIENT TEMPERA-
TURE IS 35°C.
2. RATED HEATING CONDITION: LEAVING WATER TEMPERATURE IS 45℃, WATER FLOW EQUALS TO COOLING RATED WATER
FLOW, AMBIENT DRY BULB TEMPERATURE IS 7℃. WET BULB TEMPERATURE IS 6ºC.
3. IPLV= COP IN 100% LOAD @35.0°C AMBIENT X 1% + COP IN 75% LOAD @27℃ AMBIENT X 42% + COP IN 50% LOAD @19℃ AMBI-
ENT X 45% + COP IN 25% LOAD @13ºC AMBIENT X 12%.
DAIKIN
Catalogue/Engineering Data
Modular Air Cooled Inverter Chiller Heat Pump
Heat Pump
Cooling only
UAL-ER5
UAL-E5

Configuración de Equipos para Potencia de Proyecto

¿PUEDO PONER 2 EQUIPOS MAS PEQUEÑOS PARA ESTAR
CERCANO A LA POTENCIA DE PROYECTO?
UML.
FDAIKIN
DAIKIN
PP
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1
1
1
1

Factor de Simultaneidad en Carga Térmica

Factor de simultaneidad en la carga térmica (Climatización):
FS = Qmáxima demanda simultanea
>Qindividuales
VENTANA
VENTANA
VENTANA
PLANTA
Donde:
FS: Factor de simultaneidad (entre 0 y 1)
Qmax: Demanda real máxima combinada de todas las zonas.
qi
: suma de todas las cargas individuales de cada zona.
FS = 45kW= 0,86
52kW
OF P*9 NP
(Piso 9)
OF P'S NO
(Piso 9)
18kW
slmlima
15:00 pm
12kW
12:00PM
0
OF P*9 SO
(Piso 9)
13kW
9kW
OF PID SP
0
18:00 PM
9:00 AM
0
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Central Térmica: Consideraciones

Sistemas Centralizados y Calefacción

· EL FACTOR DE SIMULTANEIDAD SE UTILIZA PARA SISTEMAS CENTRALIZDOS (MULTIPLES RECINTOS CON UNA
SOLA CENTRAL TERMICA HVAC).
· EN LA CALEFACCION, SE CONSIDERA TODAS LAS PERDIDAS DE CALOR INSTANTANEAS, DEBIDO A QUE NO SE
CONSIDERA EL APORTE SOLAR. SIN EMARGO CON UN SISTEMA DE CONTROL BASADO EN UN ANALISIS DE
DEMANDA ENEGETICA SE PUEDE UTILIZAR UNA POTENCIA DE CALEFACCIÓN DE LA CENTRAL MENOR AL
PEAK, BASADA EN REGIMEN PERMANENTE DE OPERACIÓN A CRITRIO DEL INGENIERO DE PROYECTO.
· EN EL CASO DE CALENTAMIENTO DE PISCINAS TAMBIEN SE CONSIDERA LA POTENCIA EN UN REGIMEN
ESTACIONAL DE CALENTAMIENTO, COMO TAMBIEN LOS SISTEMAS TRADICIONALES DE ALMACENAMIENTO
DE AGUA CALIENTE SANITARIA (CENTRAL DE ACS).
· PARA SISTEMAS UNITARIOS DE CLIMATIZACIÓN SE CONSIDERA LA CARGA MAXIMA DE CADA ZONA.
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Tipos de Sistemas HVAC

CONSIDERACIONES
SISTEMAS CENTRALIZADOS
-
CALEFACCIÓN CENTRAL POR
COLUMNAS
SALA DE CALDERAS
ZVTV DE CVT DENVZ
SISTEMAS UNITARIOS
Hot weather
Indoor Unit
(evaporator)
Cool weather
Outdoor Unit
(compressor)
Hot weather
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Dimensionamiento Centrales Térmicas: Definición

¿Qué es una Central Térmica HVAC?

ENTONCES, ¿¿ QUE ES UNA CENTRAL TERMICA HVAC?
Es un sistema centralizado que genera y distribuye energía térmica para calefacción,
refrigeración y en algunos casos para ACS en un edificio o conjunto de edificios.
Por lo anterior, a modo muy general podríamos subdividir en
· Centrales térmicas solo frio.
· Centrales térmicas solo calor.
· Centrales térmicas frio y calor.
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Central Térmica Water Chillers y Unidades Manejadoras de Aire

CENTRAL TERMICA WATER CHILLERS (ENFRIADORA)
Y UNIDADES MANEJADORAS DE AIRE (UMA)
MATRIZ ENERGETICA: ELECTRICIDAD
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Central Térmica Frío-Calor Equipos Modulares

CENTRAL TERMICA FRIO-CALOR EQUIPOS MODULARES
SISTEMAS UNITARIOS TIPO "SPLIT"
MATRIZ ENERGETICA: ELECTRICIDAD
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Central Térmica Calefacción y ACS (Gas)

CENTRAL TERMICA CALEFACCION Y ACS
MATRIZ ENERGETICA: GAS
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Central Térmica Individual Calefacción y ACS (Gas)

CENTRAL TERMICA INDIVIDUAL CALEFACCION Y ACS
MATRIZ ENERGETICA: GAS
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Central Térmica: Tipos de Centrales

· CENTRAL CHILLERS
...
•
CENTRAL CALDERAS
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Central Térmica: Diseño y Normativa

Espacio y Elementos de la Central

EL ESPACIO, UBICACIÓN DE LA SALA Y LAS CONSIDERACIONES NORMATIVAS SON LAS QUE
PREVALECEN EN EL DISEÑO DE LA CENTRAL O PLANTA TERMICA.
A .- ESPACIO:
SE DEFINE POR LA TIPOLOGIA DEL SISTEMA Y SUS ELEMENTOS QUE LO COMPONEN, A ESTO SE SUMA LOS
REQUERIMIENTOS DE DISTANCIA MINIMA QUE REQUIERE EL FABRICANTE ADEMAS DE LO ADECUADO PARA UN
MANTENIMIENTO DE LOS EQUIPOS.
TIPOLOGIA EQUIPOS EN UNA CENTRAL:
· CALDERAS
· WATER CHILLERS (ENFRIADOR AGUA)
· EQUIPOS EXPANSION DIRECTA (VRF-BOMBAS DE CALOR)
· ACUMULADORES DE ENERGIA
· ACUMULADORES SOLARES
· ACUMULADORES DE AGUA SANITARIA
· ESTANQUES INERCIALES.
•
BOMBAS CENTRIFUGAS DE IMPULSION.
· INTERCAMBIADORES DE CALOR
•
TABLERO ELECTRICO Y CONTROL.
· PIPING Y ACCESORIOS.
A
O
E
B
G
F
C
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Dimensionamiento Centrales Térmicas: Espacios

Central Calderas a Gas

IPOFT- TE EEE
11
19
21'
U
4 5
5
15
14
PROVEXIN YEA SUVENIR
Vª
EIMP
VER CEPLLE
115
SE SOUT- MOVER
EHMFEDE AMOTT
1546
LA CONSTRUCTORA
VOR CEPULL M: 2
C
1201
D-CS 1/2
M: 4
ER KT
BE
122.64
SOTE
HET
AA
ESPACIOS:
CENTRAL CALDERAS A GAS TIPO
SUALE DUCT
OG OLDHOOG
PVOD EN LA LOCA SU ELOR
3
VENTILACIÓN
11 00
VER NOT.
1300
+++
VENTILACIÓN
AFTER
MISTA
ESC. 1:30
•
Fuente: Energy Tracking
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N: 4

Central Frío Calor (Chillers + Calderas)

ESPACIOS:
CENTRAL FRIO CALOR (CHILLERS + CALDERAS)
· Fuente: Energy Tracking
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Central Térmica para Calefacción y ACS: Normativa

Ubicación de la Sala y Consideraciones Normativas

B .- UBICACIÓN DE LA SALA Y CONSIDERACIONES NORMATIVAS
· CALDERAS: RESPECTO A ESTE PUNTO, LOS EQUIPOS QUE DEBEN SER MAS RESPETADOS Y RIGUROSOS
EN TEMAS NORMATIVOS SON LAS CALDERAS A GAS (GAS LICUADO/GAS NATURAL), DEBIDO A LOS
RIESGOS DE EXPLOSION Y/O MUERTE POR HIPOXIA (DEFICIENCIA DE O2 EN EL CUERPO), ENTRE OTROS.
A ESTO SE SUMA LOS REQUISITOS DEL FABRICANTE POR TEMAS DE BUENA OPERACIÓN Y
MANTENCIÓN.
¡¡ ARQUITECTURA PROPONE PERO INGENIERO DE PROYECTOS DEFINE Y VALIDA !!
· EQUIPOS DE CLIMATIZACIÓN: AL SER EQUIPOS ELECTRICOS, BASADO EN CONEXIONES DE NORMA
ELECTRICA, LOS EQUIPOS DE CLIMATIZACIÓN DETALLAN SU UBICACIÓN PRINCIPALMENTE POR
RECOMENDACIONES DEL FABRICANTE RESPECTO A BUENA OPERACIÓN, RUIDOS Y PROYECCION EN
TRABAJOS DE MANTENIMIENTO.
SIN EMBARGO OTROS ELEMENTOS COMO TORRES DE
ENFRIAMIENTO Y VENTILADORES DE AIRE FRESCO DEBEN SEGUIR CIERTOS LINIAMIENTOS POR TEMAS
DE SALUD HUMANA.
OTRO FACTOR QUE HOY SE SUMA SON LAS NUEVAS TENDENCIAS Y TIPOS DE REFIGERANTES ..
GAS
GASES REFRIGERANTES
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Dimensionamiento Centrales Térmicas: Salas de Caldera

Regulación de Calderas en Chile

SALAS DE CALDERA:
La caldera es un equipo que calienta agua o aire, mediante la combustión dentro de un
quemador de gas licuado, natural, Diesel o biomasa.
Las normas que rigen en chile basadas en normas españolas (UNE) es el Decreto 66 de la
Superintendencia de electricidad y combustibles (SEC).
Según la tipología de la instalación (potencia de la caldera) se incorpora también la Secretaria
Regional Ministerial de Salud (SEREMI) mediante el Decreto Nº 10 del MINSAL.
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Central Térmica para Climatización: DS 66 de la SEC

Requisitos para Instalaciones Interiores y Medidores de Gas

DS 66 DE LA SEC (Regula instalaciones interiores y medidores de gas en Chile):
Establece los requisitos técnicos y de seguridad que deberán cumplir en la instalación, operación y
mantenimiento los equipos de GLP y GN, a la instalación interior que presta servicio, incluyendo
aspectos relativos a ubicación, volúmenes y ventilaciones.
Las consideraciones varían para artefactos que tenga potencia nominal superior a 70KW (60.200
Kcal/hr)
0 8 MAR. 2007
REPUBLICA DE CHILE
MINISTERIO DE ECONOMÍA,
FOMENTO Y RECONSTRUCCIÓN
DIVISION VUOPT
11006140208A
DAHAsull'GOMES RECTIFICADAS
APRUEBA
REGLAMENTO
DE
INSTALACIONES
INTERIORES
MEDIDORES DE GAS.
Y
CONTROLLA GENERAL
ISTHEREAL DE PARTES
- 5 FEB. 2007
SANTIAGO, 0 2 FEB. 2007
Nº
-
66
1
10554
VISTO:
REGISTRADO
JEFE
Lo informado por la Superintendencia de
Electricidad y Combustibles, en el oficio Nº
290 de 2007; lo dispuesto en el decreto con
fuerza de ley Nº 323, de 1931, del Ministerio
del Interior, en la ley Nº 18.410 y en el
artículo 32 Nº 6 de la Constitución Política de
la República de Chile.
Fuente: SEC
CONSIDERANDO:
Que existe la necesidad de perfeccionar el
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COM2IDEKYUDO:
Superintendencia de
Electricidad y Combustib
12/07/2007
DE PARTES

Equipos Inferiores a 70kW Nominal

DS 66 DE LA SEC (Regula instalaciones interiores y medidores de gas en Chile):
Equipos inferiores a 70kW nominal (calderas o calefones):
Sombrerete
Conducto de
evacuación de
gases producto de
la combustión
>60 cm
Entrada
de aire
>40 cm
>40 cm
> 40 cm
Salida de gases
producto de la
combustión de
artefacto tipo C
Ventana
Ventana
(a)
(b)
Sombrerete
Piso 3
Artefacto
a gas
Conducto
secundario
Piso 2
Conducto
primario
Conducto
de Enlace
Piso 1
Cenicero
€
(s)
(p)
Fuente: SEC
CGUICGLO
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b!20 J
Salida
de aire
viciado
Salida de
ventilación

Equipos Superiores a 70kW Nominal

DS 66 DE LA SEC (Regula instalaciones interiores y medidores de gas en Chile):
Equipos superiores a 70kW nominal -Calderas (articulo 78) :
Requiere de una declaración de instalación de centrales térmicas código TC5, por lo tanto se requiere de
un instalador autorizado
LA
A
T
7
-10-
B
Puerta de Acceso
A ≥ 0,5 (m). (1)
B = D + 0,5 (m) ≥ 1 (m).
C ≥ 0,8 (m).
D = longitud total del quemador
(1) Podrá reducirse en modelos cuyo mantenimiento lo permita.
Nota. Los dibujos tienen sólo un carácter ilustrativo.
Figura 24. Sala de Calderas - Quemador Acoplado.
TA
LA
T
O
O
1
B
C
Puerta de Acceso
A ≥ 0,5 (m). (1)
B ≥ 1 (m).
C ≥ 0,8 (m).
(1) Podrá reducirse en modelos cuyo mantenimiento lo permita.
NOTA. 1. Las calderas podrán ser con quemador interior, entre otros, tipo parrilla.
2. Los dibujos tienen sólo un carácter ilustrativo.
Figura 25. Sala de Calderas - Separadas.
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