Curso de TK-CEEP: 31. Ejemplo de Climatización multizona con conductos

Desarrollo del ejemplo: climatización multizona por conductos

En este vídeo partimos del modelo ya preparado y aplicamos un sistema de climatización multizona por conductos a un caso concreto. La idea es sencilla: un único sistema por conductos que da servicio a las cuatro viviendas de una misma planta, tratadas cada una como un espacio independiente.

Selección del equipo según proyecto

Como estamos desarrollando un ejemplo realista, no diseñamos el sistema aquí, sino que tomamos los datos del catálogo del fabricante indicado en el proyecto. En este caso trabajamos con un equipo de conductos de Mitsubishi Electric, adecuado por potencia para cubrir las cuatro viviendas de la planta.

Del catálogo extraemos los datos necesarios para el asistente:

• Capacidad frigorífica total.
• Potencia sensible, que tomamos como el 75 % de la total, tal y como se hace habitualmente cuando el fabricante no la desglosa.
• Caudal de impulsión de la unidad interior, que es el único relevante para el modelo.

Definición del caudal de impulsión

El fabricante proporciona un rango de caudal, no un valor único. Ese caudal depende del diseño real de la red de conductos, de las pérdidas de carga y de las rejillas. En el ejemplo suponemos que el cálculo del proyecto ya está hecho y fijamos un caudal de funcionamiento dentro del rango permitido.

Ese caudal total del equipo se introduce en el sistema y será el que tengamos que repartir exactamente entre los cuatro espacios. En este tipo de sistema no puede sobrar ni faltar caudal: todo el aire que impulsa la máquina debe salir por las rejillas.

Reparto del caudal entre los espacios

En el ejemplo, para simplificar, dividimos el caudal total entre las cuatro viviendas, ya que son iguales. En un caso real esto debería ajustarse según cargas térmicas, orientación o tamaño de cada espacio.

Vamos añadiendo uno a uno los espacios de la planta y asignamos a cada uno su caudal de impulsión, comprobando que la suma coincide exactamente con el caudal total del equipo.

Relación con la ventilación del edificio

Aquí aparece un punto clave del ejemplo. Inicialmente introducimos un caudal de ventilación equivalente a la suma de las cuatro viviendas, pero el propio modelo ya tenía sistemas de ventilación independientes definidos.

Esto nos obliga a decidir:

• O la ventilación se resuelve a través del propio equipo de conductos, eliminando los equipos de ventilación existentes.
• O este sistema se usa solo para climatización, y entonces el caudal de ventilación del equipo debe ponerse a cero para no duplicar consumos.

En el ejemplo optamos por esta segunda opción y dejamos la ventilación como un sistema independiente.

Espacio de control del sistema

Por último revisamos el espacio de control, es decir, dónde se sitúa el termostato que gobierna todo el sistema. En este caso se deja el valor automático, ya que se trata de cuatro viviendas iguales. En otros escenarios, como una vivienda unifamiliar, tendría sentido asignar explícitamente el salón u otro espacio principal.

Con esto el sistema queda correctamente introducido y coherente con el resto del modelo.

Curso de TK-CEEP: 30. Climatización multizona con conductos

Climatización multizona por conductos: introducción del sistema

En esta lección nos centramos en presentar el sistema de climatización multizona por conductos y en entender cómo se introduce en el programa. No resolvemos todavía un caso completo: el objetivo aquí es conocer qué tipo de sistema es, qué datos solicita el asistente y cómo deben interpretarse.

Antes de continuar, conviene haber visto las lecciones de climatización unizona y multizona con autónomos, ya que muchos conceptos son comunes y no se repiten.

Qué entendemos por multizona por conductos

Se trata de un sistema aire-aire con una unidad exterior y una única unidad interior, desde la que el aire climatizado se reparte a varios espacios mediante conductos y bocas de impulsión. A diferencia del multisplit, aquí no hay una unidad interior por estancia, sino una sola que alimenta todas las zonas.

El programa distingue este sistema como multizona por conductos, y permite definir tanto equipos tipo split como equipos compactos o de cubierta, habituales en usos terciarios.

Selección del equipo y datos generales

Al crear el sistema seleccionamos normalmente bomba de calor, ya que proporciona calefacción y refrigeración. El asistente solicita los datos habituales: capacidad frigorífica, consumo eléctrico y, en este caso, dos caudales importantes:

• Caudal de impulsión nominal, correspondiente al aire que mueve la unidad interior.
• Caudal de ventilación, que solo se introduce si el equipo integra ventilación; en caso contrario se deja a cero.

El caudal de ventilación, cuando existe, debe ser coherente con la suma de los caudales de ventilación exigidos en los espacios que sirve el sistema.

Asignación de espacios y reparto de caudales

A continuación se añaden los espacios que reciben aire mediante rejillas. Para cada uno se introduce el caudal de impulsión, es decir, el aire que sale por esa boca concreta. La suma de todos los caudales asignados debe coincidir con el caudal total del equipo, ya que el programa comprueba esta coherencia.

También se define el espacio de control, donde se sitúa el termostato que gobierna todo el sistema. Al tratarse de una única unidad interior, una sola consigna controla el funcionamiento del conjunto.

En esta lección dejamos el sistema introducido y comprendido a nivel de datos. El ajuste fino del reparto de caudales y la resolución completa del ejemplo se aborda en la siguiente sesión.

Curso de TK-CEEP: 29. Ejemplo de climatización multizona con autónomos

Climatización multizona con autónomos: ejemplo práctico en una planta completa

En esta lección configuramos un sistema de climatización multizona con autónomos aplicado a una planta completa del edificio. Partimos del modelo ya definido, donde cada vivienda se ha introducido como un espacio independiente, y asignamos un único sistema que da servicio a todas las viviendas de la planta primera.

Selección del sistema y del equipo exterior

Utilizamos el asistente de sistemas para definir un sistema multizona que proporcione frío y calor. Dado que la potencia necesaria supera lo razonable para un multisplit doméstico, seleccionamos un sistema VRF desde la base de datos, tomando como referencia el equipo indicado en el proyecto, con una potencia del orden de 40 kW tanto en refrigeración como en calefacción.

Tal y como exige el cálculo con EnergyPlus, trabajamos con un único equipo generador, sin definir equipos en paralelo.

Asignación de unidades interiores por vivienda

A continuación añadimos las unidades interiores, una por cada vivienda de la planta. Cada unidad interior se asocia a su espacio correspondiente y se selecciona desde la base de datos del fabricante, revisando potencias y caudales. En una de las viviendas asignamos una potencia mayor, coherente con su mayor carga térmica según el proyecto.

Comprobamos que la suma de potencias interiores no tiene por qué coincidir exactamente con la potencia exterior, algo habitual en este tipo de sistemas.

Revisión de avisos y ajustes finales

Tras lanzar el cálculo aparece un aviso relacionado con el caudal de impulsión, que queda fuera del rango aceptado por EnergyPlus. El propio motor ajusta el valor automáticamente, y nosotros lo corregimos manualmente para que coincida con el valor final utilizado.

Durante la revisión detectamos también una asignación incorrecta de nombres y espacios, que corregimos para que cada unidad interior quede vinculada a la vivienda correcta. Finalizamos guardando el modelo y verificando que el sistema queda bien definido.

Curso de TK-CEEP: 28. Climatización multizona con autónomos

Climatización multizona con equipos autónomos: cómo modelarla sin errores

Cuando pasamos de sistemas sencillos a climatización multizona, el modelo empieza a exigir más criterio técnico. En esta lección vemos cómo introducir correctamente sistemas con una unidad exterior y varias unidades interiores, evitando incoherencias habituales en certificación energética.

¿Qué entendemos por multizona con autónomos?

Estamos hablando de sistemas en los que una unidad exterior alimenta varias unidades interiores, cada una asociada a un espacio distinto del modelo. Aquí encajan tanto los multisplit como los sistemas VRV/VRF. Aunque físicamente son distintos, desde el punto de vista del modelo energético se cargan de forma muy similar: una producción central y varios terminales.

La clave es entender que cada unidad interior representa un espacio del modelo, no una estancia física aislada si en el modelo hemos agrupado recintos.

Multisplit frente a VRV/VRF: qué cambia en el modelo

En un multisplit clásico, la unidad exterior suele alimentar un número limitado de interiores. En VRV o VRF, el número puede ser mucho mayor y la regulación del caudal de refrigerante es más fina. A nivel de certificación energética, la diferencia no está tanto en el asistente como en los datos que introducimos: potencias, caudales y rendimientos coherentes con el proyecto o con la instalación existente.

No estamos diseñando instalaciones, estamos trasladando al modelo lo que ya existe o lo que está definido en proyecto.

El generador y el límite del motor de cálculo

Al definir el generador, es importante tener en cuenta una limitación clave del motor de cálculo:
cuando trabajamos con EnergyPlus, no se pueden definir varios equipos de producción en paralelo para el mismo servicio dentro de un mismo sistema.

Eso significa que, aunque físicamente haya varias máquinas exteriores, en el modelo debemos sumar capacidades y consumos y representarlas como un único generador equivalente. Este punto es crítico para evitar errores o avisos durante el cálculo.

Asignación de unidades interiores a los espacios

Una vez definido el generador, añadimos las unidades terminales, una por cada espacio climatizado. Aquí es donde más cuidado hay que tener:

• Las potencias deben venir del proyecto o de catálogos de fabricante.
• La potencia sensible suele estimarse, de forma razonable, como un porcentaje de la total.
• El caudal de aire debe ser coherente con el equipo real y con las limitaciones del motor de cálculo.

Conviene renombrar cada unidad interior para no confundirlas después y revisar que cada espacio importante tenga sistema asignado.

¿Qué hacemos con espacios sin unidad interior?

Baños, pasillos o recintos auxiliares suelen no tener unidad interior. Aquí hay varias opciones, y conviene decidir una estrategia clara:

• Agrupar estos espacios con otros principales en la definición de espacios.
• Asignarlos a una unidad interior cercana.
• Evitar que el motor complete la demanda con sistemas de sustitución sin que seamos conscientes.

Personalmente, preferimos simplificar el modelo desde el origen, agrupando espacios cuando comparten uso y sistema, en lugar de multiplicar terminales ficticios.

Multizona bien modelado = resultados fiables

Un sistema multizona mal cargado puede dar resultados aparentemente correctos, pero energéticamente incoherentes. Por eso insistimos en revisar potencias, caudales y asignaciones antes de seguir con el cálculo. Cuanto más complejo es el sistema, más importante es que el modelo sea claro y controlable.

Curso de TK-CEEP: 27. Ejemplo de Climatización unizona

Ejemplo de Sistemas de climatización unizona

Vamos a introducir un sistema de climatización unizona, es decir, un sistema que da servicio a un único espacio del modelo. Es importante recordar el contexto: en nuestro ejemplo hemos definido un solo espacio por vivienda, agrupando salón, dormitorios y resto de estancias.

Aunque físicamente haya varias habitaciones y varios equipos interiores, desde el punto de vista del modelo energético estamos trabajando con una única zona. Por eso el sistema que introducimos es unizona.

No estamos diseñando: estamos modelando lo que existe

Conviene insistir en una idea clave: en certificación energética no diseñamos sistemas.
Si el edificio es nuevo, el sistema viene definido en el proyecto y con su cálculo de cargas térmicas.
Si el edificio es existente, visitamos el edificio y modelamos lo que hay instalado.

Aquí simplemente trasladamos al programa lo que ya existe en otro documento o en la realidad construida.

Caso práctico: sistema multisplit en una vivienda

Supongamos que el proyecto indica un sistema multisplit, con una única unidad exterior y varias unidades interiores: una en el salón y una en cada dormitorio. Aunque sea multisplit, no vamos a introducir varias unidades interiores, porque el modelo solo tiene un espacio.

En este caso usamos bomba de calor unizona, seleccionando un equipo equivalente que represente el conjunto.

Introducción de datos desde catálogo de fabricante

Si el equipo no está en la galería del programa, recurrimos al catálogo del fabricante. Por ejemplo, un multisplit de Toshiba con una potencia total de 10 kW, definida en el proyecto tras el cálculo de cargas.

Introducimos:

• Potencia total: la que indica el fabricante.
• Potencia sensible: normalmente no viene en catálogo. Un criterio habitual es tomar el 75 % de la potencia total, que representa la parte que realmente enfría el aire. El resto se emplea en condensación de humedad.
• Consumo eléctrico: se copia directamente del catálogo.
• Caudal de impulsión: aquí es importante entender que debemos introducir la suma de los caudales de todas las unidades interiores, ya que el programa solo admite una unidad por zona.

Por ejemplo, si el proyecto tiene tres unidades interiores de 700 m³/h y una de 750 m³/h, el caudal total será 2.850 m³/h.

Asignación correcta y nomenclatura

Antes de finalizar, es fundamental:

• Asignar correctamente el espacio (por ejemplo, vivienda de planta baja).
• Cambiar el nombre de la unidad interior, para evitar duplicados en el modelo. Por ejemplo: Climatización Bajo A.

Esto facilita muchísimo la revisión posterior.

Avisos de caudal y limitaciones del motor de cálculo

Al introducir caudales elevados, el programa puede mostrar avisos, no errores. Estos avisos están relacionados con las limitaciones del motor de cálculo (EnergyPlus), que exige que el caudal esté dentro de un rango determinado en relación con la potencia.

Si el caudal está fuera de rango:

• El programa ajusta automáticamente el valor.
• Aparece un aviso informativo.

No es un problema grave, pero conviene saber por qué ocurre. En caso de duda, podemos reducir el caudal a un valor intermedio dentro del rango recomendado por el fabricante y compatible con el motor.

Segundo ejemplo: equipo por conductos

El procedimiento es exactamente el mismo si el sistema es por conductos. Tomamos el catálogo del fabricante, copiamos:

• Potencia total
• Potencia sensible (de nuevo, criterio del 75 % si no viene definida)
• Consumo eléctrico
• Caudal nominal (ojo con las unidades: a veces vienen en m³/min y hay que convertirlas a m³/h)

Seleccionamos un valor medio de funcionamiento y lo asignamos al espacio correspondiente. Finalizamos y el sistema queda correctamente introducido.

Curso de TK-CEEP: 26. Climatización unizona

Sistemas de climatización unizona

Vamos a definir ahora un sistema de climatización unizona. Como su propio nombre indica, es un sistema que atiende a una única zona del modelo, es decir, a un solo espacio de los que hemos definido previamente.

Esto no tiene por qué coincidir con una sola habitación real. Depende de cómo hayamos modelado el edificio. Si hemos agrupado toda una vivienda en un único espacio, ese sistema será unizona, aunque físicamente tenga varias unidades interiores.

Entramos en Calcular → Certificación energética y lanzamos el asistente de sistemas, seleccionando Climatización unizona.

Tipos de equipos disponibles

El asistente nos ofrece varias opciones, que conviene entender bien antes de elegir:

• Autónomos solo frío: equipos que únicamente proporcionan refrigeración. Hoy en día tienen poco sentido, porque si instalamos una bomba de calor, lo normal es aprovecharla también para calefacción.
• Bomba de calor: el sistema más habitual. Proporciona frío y calor y puede representarse de forma muy fiel en el programa.
• Calefactor eléctrico: resistencias eléctricas fijas. Ojo, hablamos de instalaciones fijas, no de estufas móviles.
• Sistema ideal de calefacción o refrigeración: una opción genérica para casos especiales en los que no queremos o no podemos definir un equipo real.

Vamos a centrarnos primero en la bomba de calor, que es el caso más común.

Bomba de calor unizona

Seleccionamos bomba de calor y, en lugar de rellenar todos los datos manualmente, utilizamos un equipo de la base de datos de TK-CEEP. Por ejemplo, una unidad de expansión directa tipo split con una potencia de 3,5 kW, previamente justificada con un estudio de cargas térmicas.

Al seleccionar el equipo, el programa rellena automáticamente los parámetros necesarios. Aunque algunos valores como el caudal de impulsión aparezcan inicialmente a cero, al aceptar el sistema quedan correctamente definidos.

Aquí conviene distinguir entre:

• Equipos compactos (todo en una sola unidad)
• Equipos partidos (split), con unidad exterior e interior
• Equipos de conductos
• Sistemas VRV/VRF, de mayor rendimiento y regulación más fina

A nivel de modelo energético, todos ellos se introducen de forma muy similar: potencia, rendimiento y tipo de combustible.

Asignamos un nombre claro a la unidad interior, por ejemplo Salón 1A, seleccionamos el espacio correspondiente y finalizamos.

Calefactor eléctrico

Otra opción es el calefactor eléctrico. Aquí el programa solo nos pide la potencia, por ejemplo 2 kW, y el espacio al que da servicio.

No se nos pide rendimiento, y esto es importante entenderlo. Estos sistemas funcionan por efecto Joule, es decir, toda la electricidad consumida se transforma en calor. Por eso el rendimiento es del 100 % y no hay nada que introducir.

Insistimos en un punto clave: esto solo aplica a instalaciones fijas. Estufas portátiles o elementos móviles no se introducen en el modelo y, en ese caso, se dejan los sistemas de sustitución por defecto.

Sistemas ideales de calefacción o refrigeración

El sistema ideal no significa que sea el mejor, sino que es una herramienta de modelado. Se utiliza cuando el sistema real no encaja exactamente en ninguno de los disponibles o cuando queremos simplificar.

En este caso solo introducimos:

• Rendimiento
• Tipo de combustible

Con eso, el programa ya puede calcular el consumo a partir de la demanda. Es una opción válida y perfectamente reconocida por el motor de cálculo.

Unizona no significa “una sola máquina”

Un punto importante: un sistema unizona no implica necesariamente una sola unidad física.

Por ejemplo:

• Una vivienda con conductos puede modelarse como un solo sistema unizona si toda la vivienda es un único espacio.
• Un multisplit, con varias unidades interiores y una exterior, puede modelarse como un único sistema equivalente si hemos agrupado todas las estancias en una sola zona.

El criterio no es cómo está físicamente instalado el sistema, sino cómo hemos definido las zonas en el modelo energético.