CLwin. Cargas térmicas para climatización

Cálculo de las cargas térmicas para climatización que inciden en un edificio y selección de las características de los equipos de acondicionamiento de aire.

Versión 2.7.2.8

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Características generales

Estima las cargas térmicas que inciden en un edificio y determina las características de los equipos de acondicionamiento de aire: Potencia frigorífica, potencia calorífica, caudal de aire, ventilación, parámetros de las baterías, etc...

  • Permite importar un plano del edificio realizado previamente con un programa de CAD en formato DXF o DWG de modo que todas las dimensiones y medidas se pueden tomar directamente del programa y no es necesario tener sobre la mesa el plano en papel y el escalímetro.
  • Cómodo entorno gráfico con información en pantalla sobre los elementos que forman el edificio relacionados de forma jerárquica: Edificio, sistemas, zonas, cerramientos, acristalamientos, ocupación, iluminación...
  • Contiene bases de datos con los elementos constructivos más utilizados pero que además está totalmente abierta a las modificaciones del usuario. Incluye el Catálogo de elementos constructivos del CTE-HE.
  • Aplica las condiciones de cálculo y diseño establecidas en el "Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios" RITE de 2007 y modificaciones posteriores.
  • Realiza el cálculo de las ganancias instantáneas de calor y su transformación en cargas de refrigeración según dos métodos de cálculo: las funciones de transferencia (TFM) o las series temporales radiantes (RTS), ambos métodos desarrollado por ASHRAE.
  • Calcula los parámetros de funcionamiento de la batería del evaporador, obteniendo los caudales de aire tratado, de retorno y de ventilación, con sus propiedades higrotérmicas.
  • Apto para cálculos de edificios ubicados en cualquier situación del mundo y para cualquier hora y día del año.
  • Posibilidad de especificar y almacenar horarios de funcionamiento para iluminación, personal, ventilación y equipos eléctricos con objeto de facilitar la definición de cargas.
  • Opciones para estudiar la sombra producida por aleros y voladizos durante todo el año y su influencia en la carga térmica.
  • Genera gráficos de evolución de las ganancias instantáneas y de la carga térmica a lo largo del día.
  • Genera una extensa documentación compuesta por tablas con el desglose de cargas para calefacción, refrigeración, resumen por zonas, por sistemas o por edificio, etc. Esta documentación se presenta por el editor estándar de Windows para imprimir, almacenar o modificar.

Uso del programa

El primer paso consiste en ejecutar la orden Archivo/Nuevo. Automáticamente aparecen varios cuadros de diálogo para introducir los datos principales: Condiciones exteriores de diseño, importar un plano CAD que se utilizará para hacer las medidas (no es imprescindible), propiedades del primer sistema y propiedades de la primera zona.

Las condiciones exteriores de diseño se toman de una tabla en donde inicialmente están disponibles las ciudades que aparecen en la Guía 12 del IDAE “Condiciones exteriores de proyecto” y en la norma UNE 100-001- 2001, aunque el programa está abierto para introducir nuevas ciudades y condiciones de trabajo especiales.

CLwin.Condiciones exteriores de proyecto

Las características de una zona incluyen el tipo de uso que se le va a dar, las tasas de ventilación, altura suelo techo y condiciones interiores que se desean obtener.

CLwin.Propiedades de la zona

Una vez que finaliza el asistente para nuevos proyectos, la pantalla del programa aparece como se muestra en la figura siguiente dividida en dos partes: La izquierda representa un árbol de elementos del edificio, y la derecha el plano de planta donde se identifica la posición y el tamaño de los cerramientos, particiones y elementos de fuentes internas. Bajo la pantalla de dibujo está el panel de información y el de errores.

CLwin.Pantalla principal

Para añadir cualquier nuevo elemento al edificio basta acceder al menú Insertar o bien pulsar el botón correspondiente en la barra de elementos situada en la vertical izquierda.

Los cerramientos verticales se pueden definir gráficamente indicando el punto de inicio y el final. CLwin calcula automáticamente la orientación y superficie (incluso descontando huecos) y asigna el elemento constructivo por defecto para el uso elegido.

CLwin.Definición de cerramiento

Las operaciones de medida de longitudes de cerramientos y superficies de locales se ven complementadas por una calculadora que permite operar con ellas, por ejemplo, se puede restar al área de un cerramiento la superficie de sus huecos, sumar las superficies de varios locales, multiplicar la longitud de un tabique por la altura de su zona, etc.

CLwin.Calculadora de superficie

Una vez definidos todos los elementos del edificio se inicia el cálculo presionando la opción Cálculos/Balance térmico. Como resultado el programa calcula las ganancias instantáneas de calor y las transforma en cargas de refrigeración. Es capaz de obtener la hora del año de carga máxima, aunque también se puede calcular para un momento predeterminado.

El panel de resultados informa de las cargas térmicas en cada espacio y sistema, los caudales de ventilación y el ratio por unidad de superficie. Es posible ordenar la lista pulsando en cualquiera de las columnas, lo que facilita la interpretación de resultados.

CLwin.Panel de resultados

Para cada zona o elemento térmico es posible visualizar los gráficos de evolución de cargas y ganancias instantáneas.

CLwin.Gráfico de carga

Como documentos de resultados se generan tablas de cargas térmicas para zonas y sistemas en calefacción y refrigeración, y memoria de proyecto con los apartados del RITE-2007. Los documentos se obtienen en formato RTF y se abren automáticamente en el procesador de textos instalado en el ordenador.

CLwin.Hoja de cargas

CLwin también es capaz de calcular la batería de frío necesaria para climatizar los locales, determinando los caudales de aire, las temperaturas secas y húmedas en cada punto del sistema, las rectas de operación y del sistema, etc. Los resultados se pueden obtener en formato tabla o bien el ábaco psicrométrico.

CLwin.Ábaco psicrométrico

Uso internacional

CLwin permite configurar las condiciones exteriores de proyecto para el Hemisferio Sur.

Existen versiones de CLwin para varios paises de América del Sur como Chile y Colombia.

El documento "Condiciones climáticas de diseño para localizaciones internacionales" describe el proceso de definición de las condiciones climáticas de diseño para aquellos emplazamientos que no están recogidos en las bases de datos originales del programa.

Métodos de cálculo

1- Método de las funciones de transferencia (TFM): Este método apareció inicialmente en la edición de ASHRAE Handbook, HVAC Fundamentals de 1977, y fue el método más aproximado y riguroso hasta la aparición del método del balance de calor (HBM). Se trata de una metodología compleja, que requiere de una gran potencia de cálculo para la resolución iterativa de las ecuaciones o funciones de transferencia con las que se modela la conversión de ganancias instantáneas a cargas de refrigeración.

2- Método de las series temporales radiantes (RTSM): Se trata de un método relativamente nuevo, apareció por primera vez en la edición de ASHRAE Handbook Fundamentals de 2001, y está derivado directamente del método del balance de calor (HBM), considerado actualmente el método más preciso.

Es un método tan riguroso como el TFM pero que requiere menos potencia de cálculo. Además, los factores de respuesta periódicos y los factores temporales radiantes aportan un significado físico que permite al usuario visualizar claramente los efectos del almacenamiento y del desfase en las ganancias de calor por conducción y radiación, y la respuesta térmica de cada zona.

Este método está descrito con detalle en la publicación "Load Calculation Applications Manual" de Jeffrey D. Spitler editado por ASHRAE.

Ambos métodos comparten los mismos procedimientos de cálculo de las ganancias instantáneas, y solo difieren en la conversión de éstas a cargas de refrigeración. La metodología TFM utiliza para esta conversión las funciones de transferencia, en las que la carga térmica de cada instante depende tanto de las ganancias instantáneas como de la carga térmica de los periodos anteriores.

En el caso del método RTSM la conversión a cargas de refrigeración se realiza utilizando series de factores de distribución temporal que se aplican solo a las ganancias instantáneas por radiación generadas en las 24 horas precedentes.

Vídeo de funcionamiento básico

El siguiente vídeo-tutorial explica el funcionamiento básico del software CLwin:

Especificaciones de productos
Tipo Programa base
Interfaz Gráfica Entrada de datos gráfica CAD 2D
Importa DXF/DWG Si
Importa BMP, JPEG, GIF, PNG, TIFF,... Si
Exporta DXF/DWG Si
Memoria de proyecto Sí (Documento RTF)
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