Procedimientos de diseño para sistemas de enfriamiento/calefacción

El diseño de sistemas HVAC efectivos requiere un enfoque metódico que equilibre la precisión técnica con la aplicación práctica. El procedimiento de 9 pasos que se describe a continuación proporciona un marco estructurado para diseñar sistemas que ofrecen funcionalidad de enfriamiento y calefacción, asegurando un rendimiento y eficiencia óptimos.

Paso 1: Calcule el espacio cargas de enfriamiento sensibles y latentes

El proceso de diseño comienza con las cargas de enfriamiento sensibles y latentes para cada espacio servido por el sistema HVAC. Esto implica:

• Calcular cargas por hora para Días de enfriamiento de diseño En todos los meses relevantes
• Calcular las ganancias de calor de cada fuente en el espacio
• Convertir estas ganancias en cargas utilizando el método de balance de calor

A continuación se muestra una tabla HTML limpia y válida que proporciona una visión general estructurada de calcular las cargas por hora para los días de enfriamiento de diseño, calcular las ganancias de calor y convertir estas ganancias en cargas utilizando el método de balance de calor. Esta mesa está diseñada para visitantes de HVAC-ENG.com.

Es importante destacar que los controles de iluminación del día no se modelan durante los cálculos del día de enfriamiento de diseño. Este enfoque conservador evita que la subestimación de las cargas de enfriamiento del espacio máximo, ya que las condiciones de luz del día altas reducirían la iluminación eléctrica y la ganancia de calor asociada.

Paso 2: Calcule el espacio cargas de calefacción sensibles y latentes

Para las cargas de calefacción, los cálculos se centran en una hora de calentamiento de diseño único con varias diferencias clave con respecto a los cálculos de enfriamiento:

• Todas las pérdidas por calor sobre sobre se tratan como instantáneos (sin efectos de retraso de almacenamiento de calor)
• Se ignoran las ganancias de calor de energía solar, luces, personas y equipos
• Este enfoque proporciona una estimación conservadora de pérdida de calor para el tamaño adecuado del sistema.

Paso 3: Calcule las cargas de la zona sensata y latente

Las cargas de zona se determinan agregando cargas para todos los espacios dentro de cada zona, lo que representa las condiciones de enfriamiento y calentamiento. Esta consolidación proporciona una visión integral de los requisitos térmicos en todo el edificio.

Paso 4: Calcule las tarifas de flujo de aire de suministro de zona y espacio requerido

Las tarifas de flujo de aire de suministro se calculan en función del requisito más exigente entre las condiciones de enfriamiento y calefacción:

• Por lo general, las condiciones de enfriamiento dictan el flujo de aire de suministro de diseño debido a diferenciales de temperatura más pequeñas
• En ciertos climas, las cargas de calefacción pueden requerir mayores tasas de flujo de aire
• Los cálculos utilizan métodos de tamaño especificados por el usuario, temperaturas del aire de suministro y parámetros de flujo de aire

Paso 5: Calcule los tamaños de equipo de zona requeridos

Con las tasas de flujo de aire de zona y las cargas de calefacción de diseño establecidas, el sistema puede determinar:

• Capacidades de calentamiento para bobinas de recalentamiento terminal
• Requisitos para unidades de calefacción de zona complementaria
• Tarifas de flujo de aire necesarias para ventiladores de mezcla con ventiladores

Paso 6: Calcular las tasas de flujo de aire del sistema

Este paso establece las tarifas de flujo de aire requeridos para:

• El sistema general
• Ventilador de suministros centrales
• Ventilador de regreso
• Aire de ventilación al aire libre

Paso 7: Simular la operación del sistema aéreo

La simulación de operación del sistema determina las cargas de bobina por:

• Realización de simulaciones para los días de enfriamiento de diseño en cada mes de análisis y para condiciones de calefacción de diseño
• Teniendo en cuenta la configuración y los controles específicos de los componentes del sistema
• Modelado de ventiladores de terminales como una sola velocidad para sistemas Cav de una sola zona, bobinas de ventilador, unidades de interior VRF y bombas de calor de fuente de agua
• Omitir los controles de cambio para los sistemas hidrónicos de 2 tubos para capturar las capacidades máximas requeridas
• Computación de tasas de flujo de aire, temperaturas y humedad en cada punto de sistema
• Calculación de cargas de bobina basadas en el flujo de aire y las condiciones de entrada/salida

Este enfoque de "diseño basado en el sistema" garantiza resultados de tamaño de bobina específicos para el tipo de sistema que se está analizando.

Paso 8: Identificar cargas de bobina máxima

Los perfiles de carga de la bobina generados en el paso 7 se analizan para identificar las cargas de bobina máxima de enfriamiento y calefacción, estableciendo la base para la selección de equipos3.

Paso 9: Resultados del informe

El paso final compila datos de diseño completos que incluyen:

• Espacio, zona y cargas del sistema
• Tasas de flujo de aire de espacio, zona y ventilador
• Especificaciones de tamaño de equipo de zona
• Cargas máximas de enfriamiento y bobina de calefacción

Este enfoque sistemático garantiza que los sistemas HVAC tengan un tamaño adecuado para proporcionar una comodidad óptima mientras funcionan de manera eficiente. El tamaño correcto comienza con cálculos de carga precisos, pero se extiende a través de todo el procedimiento de diseño para entregar aire acondicionado adecuadamente en todo el edificio.

Un sistema HVAC bien diseñado afecta no solo las condiciones del aire interior sino también la eficiencia energética, una consideración crítica a medida que las demandas de energía global continúan aumentando y los recursos de combustibles fósiles enfrentan el agotamiento en las próximas décadas.