En el análisis de sistemas, el sistema de aire es un objeto que se utiliza para representar una unidad de tratamiento de aire de una o varias zonas que puede funcionar como un sistema tradicional diseñado para la ventilación y el acondicionamiento del espacio o como un sistema de aire exterior dedicado (DOAS).
Objetos necesarios
El sistema de aire debe presentar las siguientes propiedades.
- Debe tener al menos un equipo de zona conectado a un espacio acondicionado.
- Debe disponer de al menos un ventilador, aunque suele tener otros objetos como, por ejemplo, un serpentín de calefacción y refrigeración.
Supuestos de diseño
- Su tamaño se ajusta mediante las cargas coincidentes.
- El tamaño de flujo de aire se ajusta para el valor máximo sensible.
- El sistema realizará un ciclo de encendido durante las horas sin ocupación para cumplir con la carga si es necesario.
- La ocupación se determina en función de todas las zonas del sistema de aire.
- Si se trata de un sistema DOAS, es poco probable que se realice el ciclo de encendido porque presenta la prioridad de carga más baja en comparación con otros equipos de climatización.
- En cada paso de tiempo durante la simulación del ajuste de tamaño, se calcula la suma de las tasas de flujo de aire exterior solicitadas por todas las zonas. El valor máximo de estas sumas se utiliza como tasa de flujo de aire exterior de diseño.
- Si se trata de un sistema de aire DOAS, este presenta una temperatura de suministro fija. Si se trata de un sistema de aire tradicional, su temperatura se restablecerá a un aumento máximo de 5,556 °C, según lo permita la demanda.
- Cuando un sistema funciona como un sistema DOAS, el tamaño del equipo adicional colocado en la zona se ajusta adecuadamente teniendo en cuenta la refrigeración proporcionada por los equipos existentes. Por ejemplo, si una zona que requiere 1000 W de refrigeración contiene una caja de VAV que proporciona 200 W de refrigeración y se añade un sistema de aire acondicionado de terminal unitario (PTAC), el tamaño del PTAC se ajustará para los 800 W restantes de refrigeración en lugar de para el requisito de zona total de 1000 W.
| Propiedad | Valor | Notas |
|---|---|---|
| Temperatura de entrada de diseño de agua refrigerada | N/D | Establecida por el circuito de agua refrigerada si se utiliza un serpentín de agua refrigerada en el sistema. |
| Temperatura de salida de diseño de agua refrigerada | N/D | Establecida por el circuito de agua refrigerada si se utiliza un serpentín de agua refrigerada en el sistema. |
| Temperatura de suministro de aire de refrigeración | 12,7778 °C | |
| Temperatura de entrada de suministro de aire de calefacción | 4 °C | Presupone que todo el calentamiento se produce en el recalentamiento de zonas. |
| Temperatura de salida de suministro de aire de calefacción | 12,7778 °C | Precalentamiento en la corriente de aire de entrada, no la combinada. |
| Temperatura de entrada de diseño de agua caliente | N/D | Establecida por el circuito de agua caliente si se utiliza un serpentín de agua caliente en el sistema. |
| Temperatura de salida de diseño de agua caliente | N/D | Establecida por el circuito de agua caliente si se utiliza un serpentín de agua caliente en el sistema. |
Configuración
El sistema de aire se compone de seis componentes principales.
- Un serpentín de precalentamiento
- Un intercambiador de calor
- Un controlador de aire exterior
- Un serpentín de refrigeración
- Un serpentín de calefacción
- Un ventilador de suministro
Serpentín de precalentamiento
Si hay presente un serpentín de precalentamiento, se tienen en cuenta las siguientes suposiciones.
- Se encuentra antes del intercambiador de calor (si existe) para impedir problemas de escarcha.
- La temperatura del aire al entrar en el serpentín es igual a la temperatura del día de diseño.
- La temperatura del aire al salir del serpentín es de 4 °C.
- Si se utiliza un serpentín de agua caliente, se presupone que el agua caliente se suministra a 60 °C con una temperatura de retorno de 43,33 °C.
Intercambiador de calor
El intercambiador de calor presenta los siguientes supuestos.
- El intercambiador de calor controla el coeficiente de aire de derivación en función de las necesidades de la temperatura de suministro de aire solicitada por el sistema en un determinado paso de tiempo.
| Tipo de intercambiador de calor | ||
|---|---|---|
| Sensible | Entalpía | |
| Rendimiento sensible con un flujo de aire de calefacción del 100 % | 0.76 | 0.76 |
| Rendimiento sensible con un flujo de aire de calefacción del 75 % | 0.81 | 0.81 |
| Rendimiento latente con un flujo de aire de calefacción del 100 % | 0 | 0.68 |
| Rendimiento latente con un flujo de aire de calefacción del 75 % | 0 | 0.73 |
| Rendimiento sensible con un flujo de aire de refrigeración del 100 % | 0.76 | 0.76 |
| Rendimiento sensible con un flujo de aire de refrigeración del 75 % | 0.81 | 0.81 |
| Rendimiento latente con un flujo de aire de refrigeración del 100 % | 0 | 0.68 |
| Rendimiento latente con un flujo de aire de refrigeración del 75 % | 0 | 0.73 |
Controlador de aire exterior
El controlador de aire exterior presenta los siguientes supuestos.
- Incluye un economizador que modula el flujo en función de un control de entalpía diferencial.
- Presenta una derivación alrededor del intercambiador de calor (si existe) cuando el economizador está activo.
- Si se utiliza un DOAS, la unidad suministra el 100 % de aire exterior.
- El sistema presenta ventilación controlada por demanda (DCV).
Serpentín de refrigeración
El serpentín de refrigeración presenta los siguientes supuestos.
- El serpentín DX es de una sola velocidad con un COP nominal de 3,0.
- El coeficiente de calor de sensible a latente se ajusta automáticamente para satisfacer las necesidades del sistema durante el ajuste de tamaño.
- El serpentín de agua refrigerada presenta los siguientes supuestos.
| Propiedad | Valor | Notas |
|---|---|---|
| Temperatura del aire al entrar en el serpentín | N/D | Determinada por el día de diseño. |
| Temperatura del aire al salir del serpentín | ~11,11 °C | Calculada a partir de la temperatura de suministro de aire del sistema de aire menos el calor del ventilador generado (por lo general, aproximadamente entre 1,5 °C y 2 °C). |
| Temperatura de entrada de diseño de agua refrigerada | N/D | Establecida por el circuito de agua refrigerada si se utiliza un serpentín de agua refrigerada en el sistema. |
| Temperatura de salida de diseño de agua refrigerada | N/D | Establecida por el circuito de agua refrigerada si se utiliza un serpentín de agua refrigerada en el sistema. |
Serpentín de calefacción
El serpentín de calefacción presenta los siguientes supuestos.
- El serpentín de calefacción de resistencia eléctrica presenta un rendimiento del 100 %.
- El serpentín de calefacción del horno presenta un rendimiento del 80 %.
- El serpentín de agua caliente presenta las siguientes propiedades.
| Propiedad | Valor | Notas |
|---|---|---|
| Temperatura del aire al entrar en el serpentín | Variable | 4 °C con serpentín de precalentamiento; de lo contrario, se determina en función del día de diseño. |
| Temperatura del aire al salir del serpentín | Variable | 12,7778 °C si se utiliza un sistema de aire tradicional, 15,5556 °C si se utiliza un sistema DOAS. |
| Temperatura de entrada de diseño de agua caliente | N/D | Establecida por el circuito de agua caliente si se utiliza un serpentín de agua caliente en el sistema. |
| Temperatura de salida de diseño de agua caliente | N/D | Establecida por el circuito de agua caliente si se utiliza un serpentín de agua caliente en el sistema. |
Ventilador de suministro
El ventilador de suministro puede proporcionar un volumen constante o variable con las siguientes propiedades.
| Propiedad | Valor | Notas |
|---|---|---|
| Aumento de presión | 996 Pa | |
| Rendimiento total | 0.6 | |
| Rendimiento del motor | 0,94 | |
| Fracción mínima de flujo | 0.3 | Solo para ventiladores de volumen variable. |