1. a DADANCO EUROPE Sistemas de vigas frías activas

1.1 ¿Qué es un sistema de vigas frías activas?

Una viga fría activa es un sistema que utiliza la energía transportada por dos fluidos aire y agua para lograr el enfriamiento o calentamiento requerido en un espacio.

El aire suministrado por la unidad central de tratamiento de aire a las vigas frías activas se denomina aire primario. El aire primario se suministra a las vigas frías activas a volumen constante ya una presión estática relativamente baja (típicamente por debajo de 125 Pa). Dentro de la unidad terminal de viga fría activa, el aire primario es impulsado a una cámara de mezcla a través de una serie de toberas. Esto produce una zona de baja presión relativa dentro de la cámara de mezcla, que induce así el aire ambiente a través de la batería de agua secundaria en dicha cámara de mezcla. El aire ambiente inducido se llama aire secundario.

En el modo de enfriamiento, el aire primario es frío y seco, satisfaciendo una parte de la carga sensible de la sala y toda su carga latente. La batería de agua secundaria dentro de la unidad terminal viga fría activa se alimenta mediante agua fría para compensar la carga sensible interna restante del local. La temperatura del agua fría siempre se suministra por encima de la temperatura del punto de rocío de diseño del local para evitar la condensación en la batería de agua.

1.1a ¿Qué es la relación de inducción?

La relación de inducción es una relación entre el volumen de aire secundario (inducido) y el volumen de aire primario. Típicamente, esta relación define una medida de la efectividad del comportamiento de inducción de las vigas frías activas. Esta relación es típicamente del orden de 2,5 a más de 4 para las vigas frías activas de mejor rendimiento. Esta relación se tendrá en cuenta al evaluar diferentes vigas frías activas. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la relación de inducción está directamente afectada por la separación entre aletas de la batería secundaria.

1.1b ¿Son las vigas frías activas como las antiguas unidades de inducción?

Sí, en cierto modo. Las vigas frías activas funcionan sobre la base del principio de inducción. La diferencia principal entre las unidades de inducción antiguas y las vigas frías activas es que estas últimas utilizan una presión estática de aire primario muy baja (típicamente por debajo de 125 Pa) y se instalan en el techo (a diferencia del típico montaje en suelo o antepecho). Además, las vigas frías activas de DADANCO EUROPE utilizan nuevas toberas patentadas que reducen en gran medida el ruido generado en comparación con las antiguas unidades de inducción con toberas redondas convencionales.

1.2 ¿Cuáles son las aplicaciones más comunes de las vigas frías activas?

Las vigas frías activas son ideales para zonas con requisitos medios o altos de refrigeración y calefacción sensibles. La reducción de los caudales de aire primario en comparación con los sistemas convencionales todo aire tales como VAV es dramática, a menudo un 75-85% menos. Las aplicaciones más comunes incluyen oficinas, salas de reuniones, espacios abiertos, laboratorios, universidades, hospitales, escuelas, renovación de edificios existentes y bibliotecas.

Además, debido a los extremadamente bajos niveles de ruido producido, los sistemas de vigas frías activas son buenos candidatos para edificios que tienen requisitos especiales de ruido. Finalmente, en aquellas zonas donde existe un fuerte requisito sobre la calidad del ambiente interior, son ideales, ya que los locales disponen de aire de ventilación y control de humedad adecuados en todo momento y bajo todas las condiciones de carga.

Debido al dramático ahorro de energía conseguible mediante los sistemas de vigas frías activas, es probablemente la aplicación más común para edificios que persiguen alcanzar la certificación LEED por el US Green Building Council. Hay un número de puntos en los que las vigas frías activas pueden ayudar a alcanzar créditos LEED incluyendo, eficiencia de energía, calidad del aire interior y control individual de la temperatura.

1.3 ¿Cómo pueden concretamente las vigas frías activas de DADANCO EUROPE ACB ™ ayudarme a reducir el coste de instalación de un sistema de vigas frías activas?

Hay muchos elementos en los que las unidades de DADANCO EUROPE pueden ayudar a reducir los costes de instalación incluyendo:

• Potencialmente, menos aire primario, resultando un sistema de conductos más pequeño
• Longitudes de unidad más cortas que se ajustan a los módulos de techo convencionales
• Número óptimo de unidades para cubrir un área específica
• La distancia de suelo a techo, potencialmente reducida, debido al sistema de conductos más pequeño, lo que resulta en una altura de edificio reducida o, alternativamente, se pueden construir más plantas dentro de la misma altura total del edificio
• Menores conducciones verticales y por tanto menor superficie dedicada a instalaciones lo que proporciona más superficie de alquiler.

2. Comparando DADANCO EUROPE con otros sistemas

2.1 ¿Puede comparar las antiguas unidades de inducción con las unidades DADANCO EUROPE ACB ™?

Las principales diferencias entre las vigas frías activas y las antiguas unidades de inducción son:

• Montaje en el techo en contraposición al suelo o antepecho
• Presiones estáticas de ventilador significativamente menores
• Bajos niveles de ruido
• Generalmente requiere un menor caudal de aire primario

2.2 ¿Cómo se compara un sistema de vigas frías activas con un sistema de aire como VAV?

Ambos sistemas tendrán la misma capacidad de refrigeración y calentamiento requerida y, como resultado, un enfriador común y una sala de calderas. Las principales diferencias, y la base para la comparación, se encuentran en el sistema de tratamiento de aire. Con los caudales de aire primarios y la presión significativamente más reducidos, el ahorro de energía del ventilador de los sistemas de vigas frías activas sobre los sistemas VAV es dramático. Además, como las vigas frías activas no tienen partes móviles, los costes de mantenimiento son mínimos.

Con respecto al coste de instalación, el espacio requerido para acomodar la unidad de tratamiento de aire y los conductos y verticales se reduce drásticamente. Un tamaño de conducto más pequeño también proporciona ahorros en los costes de instalación. No hay conexiones el eléctricas de fuerza a las vigas frías activas, lo cual reduce los gastos de cableado.

Los principales puntos de comparación son los siguientes:

2.3 ¿Las pérdidas de carga son comparables en los sistemas todo aire y ACB?

Sí. Cuando se comparan los dos sistemas, es necesario tener en cuenta las pérdidas de la unidad de tratamiento de aire, los filtros, el aire exterior y las pérdidas del aire de retorno, la pérdida del conducto de impulsión de aire y también de la caja VAV y sus conductos aguas abajo y las de la propia unidad terminal ACB. Ya que el sistema de conductos necesario para el sistema de vigas frías activas es mucho menor, es posible diseñarlo en base a velocidades inferiores sin preocuparse por las limitaciones de espacio, reduciendo de este modo las presiones de funcionamiento del ventilador del sistema. Aparte del diseño del sistema de conductos, las pérdidas de carga de la caja de VAV, del conducto aguas abajo y los difusores de aire serán muy próximos o superiores a la unidad terminal de vigas frías activas típicamente seleccionadas a 125 Pa o menos.

3. Consumo de energía

3.1 Al comparar los ahorros de energía de un sistema ACB con otros sistemas, ¿qué elementos, en términos de uso de energía, no proporcionan ahorros?

La enfriadora, la torre de enfriamiento y las bombas de agua frías y unidades condensadoras asociadas. Además, la energía relacionada con el equipo habitual, tales como los diversos extractores, bombas de desagüe, etc., no se ven afectadas.

3.2 Cuando se comparan los ahorros de energía de un sistema de haz de vigas frías activas con otros sistemas, ¿qué elementos, en términos de uso de energía, proporcionan ahorros de energía?

La potencia que utilizan los ventiladores es la principal diferencia, ya que los ventiladores de aire primario del sistema ACB están manejando mucho menos aire, requieren menos energía. Si el sistema tiene un ventilador de aire de retorno, el ahorro será aún mayor, ya que este ventilador también será menor. Las horas de operación son las mismas, así como el coste de la energía.

3.3 Los mayores ahorros de energía de los sistemas de vigas frías activas residen en la potencia del ventilador. ¿Cuál es la situación con la energía de bombeo?

Hay un modesto aumento en la energía total consumida por el bombeo como consecuencia del sistema de agua secundaria. Sin embargo, mientras que la energía total de la bomba para los sistemas ACB, primarios y secundarios, es mayor que un sistema todo aire, no reduce significativamente el ahorro de energía que se obtiene por la potencia del ventilador.

Como con cualquier ejercicio comparando del uso de energía entre sistemas alternativos, cada instalación debe ser examinada por separado.

4. Diseño del sistema

4.1 ¿Puede la Unidad de Tratamiento de Aire suministrar aire primario a todas las vigas frías activas perimetrales de una planta?

Esta no es la solución ideal. Lo mejor es zonificar mediante distintas unidades de tratamiento de aire para suministrar aire independientemente a cada orientación y a las zonas interiores. Esto permitirá adaptar la temperatura del aire primario a las necesidades de cada zona.

Si no es posible utilizar unidades de tratamiento de aire diferentes por zonas, existe la posibilidad de subenfriar algunos locales con bajas cargas mientras que otros mantienen su carga de refrigeración de diseño. Una solución es incorporar baterías del recalentamiento en el sistema de conductos que suministran a cada zona. Otra solución (a menudo preferible) es incorporar un recuperador rotativo de calor sensible a continuación de la unidad de tratamiento de aire con el fin de proporcionar el aire primario seco, térmicamente neutro a las vigas frías activas. El aire seco neutro de la sala será capaz de cubrir las cargas latentes del local y la carga sensible será cubierta íntegramente por la viga fría activa. Este método minimizará el tiempo que sería potencialmente necesario para recalentar el aire primario. Eso sí, se agregará estática adicional al ventilador de la UTA, sin embargo, es mucho mejor que gastar energía en el recalentamiento necesario para minimizar el subenfriamiento de las zonas de baja carga.

4.2 What is the effect of the fan motor heat on the primay air in a draw-through air handling unit?

The effect is to raise the temperature of the air leaving the air handler. The change can be represented on a psychometric chart as a sensible heat increase, with the air leaving condition shifted to the right by whatever is the rise in dry bulb temperature. It can be thought of as reheat. This rise needs to be factored into the system design, as the primary air condition being provided to the active chilled beam units must still be that used in the selection process.

4.3 ¿Cuántas unidades pueden ser controladas con una misma una válvula de control?

Una sola válvula de control puede controlar varias unidades en una zona, mediante un solo sensor de temperatura que controla esa válvula. La tubería y las válvulas aguas abajo de la válvula de control deben ser tales que el caudal de agua a cada unidad sea el caudal de diseño requerido para cada una.

Se pueden obtener créditos LEED adicionales si se proporciona a cada ocupante el control individual del aire acondicionado. Esto se puede conseguir proporcionando una válvula de control y un sensor de temperatura a cada viga fría activa.

5. Diseño del sistema de agua fría

5.1 ¿Cómo se evita la condensación en ambientes con alta humedad?

El aire exterior se acondiciona y deshumidifica en la unidad de tratamiento de aire primario, junto con cualquier aire de retorno necesario, para compensar el total de aire primario. El edificio se mantiene a una ligera presión positiva con respecto al exterior para controlar la infiltración de aire húmedo. Una vez que el aire deshumidificado se encuentra en el local, se controla el punto de rocío y se controla la temperatura del aire primario para mantener el nivel de humedad de diseño del local evitando la condensación en la viga fría. Si el sistema no es capaz de mantener el nivel de humedad de diseño en el local, entonces como último recurso se podría aumentar la temperatura del agua fría secundaria.

5.2 ¿Qué ocurre con el apagado del sistema durante la noche? ¿No se infiltra el aire húmedo y causará un problema de condensación al arrancar?

Si se tiene la intención de operar el sistema de climatización para mantener una temperatura base durante los períodos de no ocupación, el sistema puede y debe recircular el aire por la noche con las compuertas de aire exterior cerradas manteniendo la temperatura para ahorrar energía. Esto podría causar una infiltración menor de aire húmedo. En Singapur, por ejemplo, nuestra experiencia indica que la humedad del local puede aumentar entre un 10 y un 15% durante un fin de semana.

Para solucionar este problema, al arrancar después de un período de desocupación, el sistema de aire primario es operado mientras que el sistema de agua secundaria permanece apagado. Gradualmente, el sistema de aire primario seca la humedad acumulada en el edificio y reduce el nivel de humedad. Una vez que se ha reducido el nivel de humedad, se inicia el sistema de agua secundaria. De este modo, el funcionamiento con aire primario enfriado y deshumidificado elimina la humedad del edificio antes de que se inicie la operación de las bombas de agua fría.

5.3 ¿Hasta cuánto puede bajarse la temperatura del agua fría secundaria sin causar condensación?

Una base para decidir sobre la temperatura del agua fría secundaria, es relacionarla con la temperatura del punto de rocío de la sala. En teoría, una superficie (como puede ser la de la batería de agua secundaria) que alcance la temperatura de rocío tiene el potencial de condensar el vapor de agua del aire. Bajo determinadas condiciones, la película de aire sobre esta superficie actuará como una capa de aislamiento y permitirá que la temperatura de la superficie caiga por debajo del punto de rocío del local antes de que comience la condensación. La eficacia de la película de aire depende de la velocidad del aire y de la velocidad del fluido en los tubos. La alta velocidad del aire sobre la batería y la baja velocidad del agua dentro de los tubos de dicha batería minimizan el potencial de condensación. Esto tiene el efecto de reducir la temperatura aparente del punto de rocío de la habitación entre 1 y 2°C. Por lo tanto, para una temperatura del punto de rocío de la habitación de 13°C, una temperatura mínima del agua secundaria podrá ser de 12°C. Recomendamos, sin embargo, que la temperatura del agua fría secundaria esté en o ligeramente por encima del punto de rocío para proporcionar seguridad y para mitigar el riesgo cuando las condiciones de la habitación varíen.

5.4 ¿Cómo se mantiene la temperatura del agua secundaria?

Existen tres métodos:

Haciendo circular el agua fría primaria a través de un intercambiador de calor de placas con el agua fría secundaria que pasa a través del otro lado. La bomba de agua secundaria de velocidad variable hace circular la cantidad total de agua secundaria a través de su lado del intercambiador mientras que una válvula modulante controla el caudal de agua primaria para lograr la temperatura de agua secundaria de diseño. Un sensor a la salida de la línea de agua secundaria controla la válvula modulante.

Circulación de agua fría primaria. Utilizando una válvula mezcladora que proporcione la cantidad de agua primaria en el lado de aspiración de la bomba de circulación de agua secundaria. Deberá haber una conexión en el circuito de retorno de agua primario para devolver una cantidad de agua igual a la introducida que mantenga la temperatura del agua secundaria. Un sensor en el lado de impulsión de la bomba de agua secundaria controla la válvula mezcladora.

Mezcla de agua fría Utilización de enfriadoras de agua fría primaria y secundaria dedicadas. Esta opción proporciona la máxima eficiencia energética de la planta térmica, pero generalmente ocasiona un mayor coste de inversión. La enfriadora primaria sólo suministra agua fría a la UTA y una segunda enfriadora dedicada recibe y suministra agua fría secundaria para las vigas frías. Enfriadoras de Agua Primaria y Secundaria.

5.5 ¿Qué proporción de la carga es suministrada por el aire primario y cuánto por la batería secundaria?

Si usted está comenzando un proyecto y necesita tener una primera aproximación de cómo repartir la carga entre el aire primario y el agua secundaria, considere que el aire primario se encargue de la carga de transmisión en régimen estacionario. Se trata de un cálculo rápido y sencillo utilizando el aire exterior de diseño para reducir la temperatura del aire ambiente, considerando los coeficientes de transmisión de la fachada y los cerramientos. El aire primario también gestionará toda la carga latente de la habitación.

La carga secundaria será la suma de la carga sensible de las personas, la iluminación, el equipamiento de oficina y la radiación solar. Los tres primeros se basarán en los estándares de diseño habituales y el último en base a las tablas de carga solar o lo que le proporciones su programa habitual de cálculo cargas. No incluya la carga de aire exterior, ya que la UTA de aire primario se encargará de ello.

5.6 ¿Es importante una precisa puesta en servicio del lado de agua?

Una precisa puesta en servicio es más importante que con los sistemas de aire acondicionado convencionales. Recuerde que más del 70% de la capacidad de enfriamiento total suministrada por la viga fría activa es proporcionada por la batería de agua. Además, los caudales de agua que circulan por la batería son relativamente bajos (habitualmente entre 0,2 y 0,6 m3/h). Esto representa un desafío para los ingenieros de puesta en marcha, así como para los de proyecto, ya que una pequeña caída en el caudal de entrada de agua a la unidad tendrá un impacto significativo en la potencia suministrada. Recomendamos por tanto realizar la puesta en marcha del lado de agua individualmente para cada unidad. Esto puede hacerse mediante una válvula de equilibrado de circuito o válvula automática de control de caudal que garantizará que cada unidad reciba el caudal de agua de diseño.

6. Rendimiento de la unidad

6.1 ¿Se pueden conectar las unidades terminales en serie?

Esto no es muy recomendable. El factor limitador es el caudal y la velocidad del aire primario que entra en el plénum de la primera unidad. Una velocidad demasiado alta puede generar ruidos no deseados y pérdidas de carga excesivas. Generalmente la disposición de las ACBs no se presta a su conexión en serie. Si las condiciones del proyecto exigen que las unidades estén conectadas en serie, póngase en contacto con DADANCO EUROPE para configurar una conexión de entrada de aire primario más grande y probablemente también un plénum más grande.

6.2 ¿Son ruidosos los sistemas ACB? ¿Por qué son más silenciosos que los antiguos sistemas de inducción?

No.

Las instalaciones antiguas de inductores utilizaban toberas circulares en una variedad de tamaños y configuraciones. La tobera patentada multilobular DADANCO EUROPE es mucho más silenciosa, debido por una parte a la configuración de la tobera y por otra como resultado de la menor presión de funcionamiento a la que trabaja.

7. Tuberías y Aislamiento

7.1 ¿Se necesita aislar la tubería de retorno de agua en el falso techo?

Si se pretende aislar la tubería, recuerde que su función será la de reducir las ganancias térmicas y no evitar la condensación. No es necesaria una costosa barrera de vapor. Incluir el aislamiento térmico de las tuberías puede significar un par de líneas más en la especificación, pero el ahorro de costes para el cliente vale la pena.

8. Calefacción

8.1 ¿Pueden las vigas frías activas utilizarse con éxito fara el calentamiento del local en invierno o se deberían utilizar radiadores de tubo aleteado?

Sobre la base de experiencias anteriores no hay problema cuando la pérdida de calor a lo largo del perímetro es de 200 kcal/m o menos. Entre 200 y 300 kcal/m se puede calefactar desde el techo si se dirige el aire caliente horizontalmente hacia la ventana choca contra ella a una velocidad de alrededor de 0,38 m/s. Entre 300 y 330 kcal/m también es posible a menudo descargar el aire caliente desde el techo y directamente hacia la ventana. A estos niveles y superiores se recomienda generalmente utilizar los sistemas habituales de tubos con aletas.

9. Pruebas, puesta en servicio y mantenimiento

9.1 ¿Cómo se mide el caudal de aire primario de la viga fría activa?

La manera de medir con precisión el caudal de aire primario en la viga fría activa es leyendo la presión estática en el plénum mediante el tubo de puesta en servicio que incorpora la unidad. Para cada unidad se proporciona un gráfico de presión de aire primario frente a presión estática. No asuma lecturas tomadas en el conducto cerca de la unidad presumiendo que sean similares en el plénum. Las diferencias con el valor tomado en el plénum pueden ser de hasta 75 Pa.

9.2 ¿Son necesarias las inspecciones de la batería y, en caso afirmativo, con qué frecuencia?

La batería seca que incorpora la viga fría activa debe ser inspeccionada una vez al año con el fin de detectar cualquier materia extraña que afecte a su rendimiento y aspirada en caso necesario.

9.3 ¿Necesito usar filtros de polvo con las vigas frías activas?

El uso de filtros de polvo es un legado de sistemas de inducción más antiguos montados en el antepecho en los que la batería se ubicaba cerca de la moqueta. Con las vigas frías activas que se instalan en el techo y con velocidades de aire sobre la batería de menos de 0,5 m/s no hay fuerza suficiente para inducir pelusa o residuos en la batería. Como las baterías están diseñadas para estar secas hay pocas posibilidades de que la suciedad y y el polvo se adhieran a la bobina. Sin embargo, aunque no es necesario, se pueden incorporar filtros de polvo en las unidades.

9.4 ¿Se producirá condensación si tengo controles deficientes o mal mantenidos?

Podria ocurrir. Si se instalan controles de calidad, los sensores detectarán cambios en la temperatura del agua secundaria y/o la elevación del punto de rocío del local y habrán iniciado las acciones programadas para avisar mediante una alarma al encargado del mantenimiento. El primer paso sería reducir la temperatura del aire primario para intentar eliminar la humedad del local. Si después de un tiempo determinado no se logran unas condiciones satisfactorias, el siguiente recurso sería elevar la temperatura del agua secundaria. Si a pesar de ello no se corrige la situación, se procedería a detener completamente de la bomba de agua secundaria hasta que se corrija el fallo.