Tubos enterrados

pestaña HVAC en los datos del modelo

Un tubo enterrado es una tubería larga de metal o plástico bajo tierra por la que circula aire. Durante la temporada de refrigeración, el aire cede parte de su calor al suelo circundante al atravesar el tubo y entra más frío en el recinto. En la temporada de calefacción, recibe calor del suelo y entra más caliente. En EnergyPlus, los tubos enterrados simples pueden controlarse mediante una programación y temperaturas mínima, máxima y diferencial, como se describe abajo. Al igual que con la infiltración y la ventilación, el caudal real a través del tubo puede verse modificado por la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior y por la velocidad del viento. Véase la ecuación siguiente.

Nota 1: Los tubos enterrados solo están disponibles cuando se utiliza ventilación natural programada .

Nota 2: Los ajustes de tubos enterrados se utilizan tanto en el diseño de calefacción y refrigeración como en las simulaciones.

Incluir tubo enterrado

Marque esta opción para incluir el suministro de aire a la zona mediante tubos enterrados.

Definición del caudal de aire exterior

Puede establecer la cantidad, el horario y el control del suministro de aire exterior mediante los tubos enterrados del mismo modo que para la ventilación mecánica. Consulte la sección Aire exterior para conocer los detalles de funcionamiento.

Los datos de definición de aire exterior se utilizan para calcular el caudal másico máximo de aire previsto en el tubo enterrado en condiciones de diseño (E_design en la ecuación anterior, en unidades de m3/s. El valor de diseño se modifica mediante la fracción de programación (véase el campo siguiente) y los coeficientes especificados por el usuario (los cuatro últimos campos).

Funcionamiento

Programación

Seleccione la programación que modifica el caudal volumétrico máximo de diseño (véase el campo anterior). La fracción de las programaciones debe variar entre 0.0 y 1.0 y se denomina F_schedule en la ecuación anterior.

Control

Temperatura mínima de zona durante refrigeración

Es la temperatura interior (en °C o °F) por debajo de la cual se detiene el tubo enterrado. Este límite inferior pretende evitar que el espacio se enfríe excesivamente y genere una carga de calefacción. Por ejemplo, si se especifica una temperatura mínima de 20°C, se considera disponible el tubo si la temperatura del aire de la zona supera 20°C. Si desciende por debajo de 20°C, el tubo se desactiva automáticamente.

Temperatura máxima de zona durante calefacción

Es la temperatura interior (en °C o °F) por encima de la cual se detiene el tubo enterrado. Este límite superior pretende evitar que el espacio se caliente excesivamente y genere una carga de refrigeración. Por ejemplo, si se especifica una temperatura máxima de 20°C, se considera disponible el tubo si la temperatura del aire de la zona es inferior a 20°C. Si supera 20°C, el tubo se desactiva automáticamente.

Diferencia de temperatura

Es la diferencia de temperatura (en °C o °F) entre las temperaturas de bulbo seco del aire interior y exterior por debajo de la cual se detiene el tubo enterrado. Esto permite detenerlo si la temperatura exterior es demasiado alta y podría calentar el espacio, o demasiado baja y podría enfriarlo. Por ejemplo, si se especifica una diferencia de 2°C, se considera disponible el tubo si la diferencia entre temperaturas interior y exterior es al menos de 2°C. Si la temperatura de bulbo seco exterior es menos de 2°C inferior o es superior a la interior, el tubo se desactiva automáticamente.

Configuración del consumo eléctrico del ventilador

Tipo de tubo enterrado

Esta cadena de caracteres define el tipo de tubo enterrado mediante una de las opciones siguientes:

1-Natural se considera un movimiento o intercambio de aire que no consume energía de ventilador o que resulta del flujo natural de aire por el tubo hacia el edificio. Se ignoran los valores de presión y rendimiento del ventilador para un tubo de flujo natural. Se supone que el aire que entra en el espacio tiene las condiciones del aire enfriado o calentado al pasar por la tubería.
2-Impulsión los valores de presión y rendimiento del ventilador definen su consumo eléctrico y se añade al flujo de aire la cantidad correspondiente de calor del ventilador.
3-Extracción los valores de presión y rendimiento del ventilador definen su consumo eléctrico.

Aumento de presión del ventilador

Es el aumento de presión a través del ventilador (en Pascals (N/m2) o psi). Depende del ventilador e influye en la cantidad de energía que consume. Este valor solo se introduce para tubos enterrados accionados por ventilador.

Rendimiento total del ventilador

Es el rendimiento total del ventilador (un número decimal entre 0.0 y 1.0). Depende del ventilador e influye en la cantidad de energía que consume. Este valor solo se introduce para tubos enterrados accionados por ventilador.

Especificaciones de la tubería

Radio de la tubería

Es el radio del tubo enterrado o tubería (en m o ft). Influye en la cantidad de calor transferido del suelo circundante al aire que pasa por la tubería. Si la sección no es circular, puede utilizarse el concepto de diámetro hidráulico de la siguiente forma.

D = 4 . A / Perimeter

Sin embargo, como este campo requiere el radio de la tubería, debe dividirse el diámetro hidráulico entre dos.

Espesor de la tubería

Es el espesor de la pared de la tubería (en m o ft). Influye en la cantidad de calor transferido del suelo circundante al aire que pasa por ella.

Longitud de la tubería

Es la longitud total de la tubería (en m o ft). Influye en la cantidad de calor transferido del suelo circundante al aire que pasa por ella. Cuanto mayor sea la longitud, mayor será la transferencia de calor.

Conductividad térmica de la tubería

Es la conductividad térmica de la tubería (en W/mC o Btu-in/h-ft2-F). Influye en la cantidad de calor transferido del suelo circundante al aire que pasa por ella.

Profundidad de la tubería bajo la superficie del suelo

Es la profundidad de la tubería bajo la superficie del suelo (en m o ft). Influye en la temperatura del suelo circundante.

Cálculos de transferencia térmica del suelo

Estado del suelo

Esta cadena de caracteres define el estado real del suelo que rodea el tubo enterrado y puede ser una de las siguientes opciones:

1-Pesado y saturado,
2-Pesado y húmedo,
3-Pesado y seco o
4-Ligero y seco.

Esto determina la difusividad y la conductividad térmicas del suelo circundante, que influyen en la cantidad de calor transferido del suelo al aire que pasa por la tubería.

Temperatura media de la superficie del suelo

Es la temperatura media anual de la superficie del suelo directamente sobre el tubo enterrado, que influye en la temperatura del suelo que rodea la tubería. Este campo debe calcularse previamente mediante el programa independiente CalcSoilSurfTemp .

Amplitud de la temperatura de la superficie del suelo

Es la amplitud de la temperatura de la superficie del suelo sobre el tubo enterrado, que influye en la temperatura del suelo que rodea la tubería. Es la diferencia entre las temperaturas máxima y mínima de la superficie del suelo durante todo el año, dividida entre dos. Este campo debe calcularse previamente mediante el programa independiente CalcSoilSurfTemp . Es un valor de diferencia de temperatura.

Constante de fase de la temperatura de la superficie del suelo

Es la constante de fase de la temperatura de la superficie del suelo directamente sobre el tubo enterrado, que influye en la temperatura del suelo circundante en un momento dado. Es el tiempo transcurrido desde el comienzo del año hasta que la temperatura superficial alcanza su mínimo anual. Este campo debe calcularse previamente mediante el programa independiente CalcSoilSurfTemp .

Coeficientes de los términos de caudal

La ecuación básica utilizada para calcular el caudal de aire del tubo enterrado en EnergyPlus es:

EarthTubeFlowRate = E_design F_schedule(A + B . abs(T_zoneair - T_odb) + C . WindSpeed + D . WindSpeed²⁾

Coeficiente de caudal del término constante

Este número es el parámetro «A» de la ecuación anterior del tubo enterrado. Forma parte de los parámetros modificadores especificados por el usuario que dependen de factores ambientales. Sin embargo, este parámetro es constante en todas las condiciones y no se modifica por ningún efecto ambiental. Por tanto, es adimensional.

Coeficiente de caudal del término de temperatura

Este número es el parámetro «B» de la ecuación anterior del tubo enterrado. Forma parte de los parámetros modificadores especificados por el usuario que dependen de factores ambientales. Se modifica según la diferencia entre las temperaturas de bulbo seco del aire exterior e interior. Sus unidades son grados Celsius inversos.

Coeficiente de caudal del término de velocidad

Este número es el parámetro «C» de la ecuación anterior del tubo enterrado. Forma parte de los parámetros modificadores especificados por el usuario que dependen de factores ambientales. Se modifica según la velocidad del viento exterior al edificio. Sus unidades son s/m.

Coeficiente de caudal del término de velocidad al cuadrado

Este número es el parámetro «D» de la ecuación anterior del tubo enterrado. Forma parte de los parámetros modificadores especificados por el usuario que dependen de factores ambientales. Se modifica según el cuadrado de la velocidad del viento exterior al edificio. Sus unidades son s2/m2.

Resultados

Nota: El flujo de aire introducido en las zonas por tubos enterrados se incluye en el resultado Vent. mecánica + vent. natural + infiltración en ac/h. El efecto de calefacción/refrigeración de los tubos enterrados sobre la zona también se incluye en el resultado de balance térmico Zone Vent . Si desea ver más detalles del impacto de los tubos enterrados en los resultados, incluya una o varias de las variables de salida siguientes en un archivo idf externo, inclúyalo en el archivo IDF principal generado por DesignBuilder y consulte los resultados en Visor de resultados.

Variables de salida actuales de tubos enterrados:

HVAC,Sum,Earth Tube Zone Sensible Cooling Energy [J]
HVAC,Average,Earth Tube Zone Sensible Cooling Rate [W]
HVAC,Sum,Earth Tube Zone Sensible Heating Energy [J]
HVAC,Average,Earth Tube Zone Sensible Heating Rate [W]
HVAC,Sum,Earth Tube Air Flow Volume [m3]
HVAC,Average,Earth Tube Air Volume Flow Rate [m3/s]
HVAC,Sum,Earth Tube Air Flow Mass [kg]
HVAC,Average,Earth Tube Air Mass Flow Rate [kg/s]
HVAC,Sum,Earth Tube Fan Electric Energy [J]
HVAC,Average,Earth Tube Fan Electric Power [W]
HVAC,Average,Earth Tube Zone Inlet Air Temperature [C]
HVAC,Average,Earth Tube Ground Interface Temperature [C]
HVAC,Average,Earth Tube Outdoor Air Heat Transfer Rate [W]

Earth Tube Zone Sensible Cooling Energy [J]

Earth Tube Zone Sensible Cooling Rate [W]

Son la energía y la potencia asociadas a la refrigeración de la zona proporcionada por el aire del tubo enterrado. Esto ocurre cuando la temperatura del aire a la salida del tubo es inferior a la temperatura del aire de la zona.

Earth Tube Zone Sensible Heating Energy [J]

Earth Tube Zone Sensible Heating Rate [W]

Son la energía y la potencia asociadas a la calefacción de la zona proporcionada por el aire del tubo enterrado. Esto ocurre cuando la temperatura del aire a la salida del tubo es superior a la temperatura del aire de la zona.

Earth Tube Air Flow Volume [m3]

El volumen de aire que fluye a través del tubo enterrado.

Earth Tube Air Volume Flow Rate [m3/s]

El caudal volumétrico de aire a través del tubo enterrado.

Earth Tube Air Flow Mass [kg]

La masa de aire que fluye a través del tubo enterrado.

Earth Tube Air Mass Flow Rate [kg/s]

El caudal másico de aire a través del tubo enterrado.

Earth Tube Fan Electric Energy [J]

Earth Tube Fan Electric Power [W]

Son el consumo eléctrico y la potencia del ventilador para los tipos de tubo enterrado de impulsión o extracción.

Earth Tube Zone Inlet Air Temperature [C]

Es la temperatura del aire que entra en la zona tras atravesar el tubo enterrado [C]. Incluye la refrigeración o calefacción del aire exterior a su paso por la tubería. Cuando se utiliza un ventilador de impulsión, el calor adicional del ventilador se incluye en esta temperatura.

Earth Tube Ground Interface Temperature [C]

Es la temperatura media del terreno a lo largo de la superficie exterior del tubo enterrado [C].

Earth Tube Outdoor Air Heat Transfer Rate [W]

Es la potencia de transferencia térmica del tubo enterrado al aire exterior [W]. Los valores positivos indican la potencia de precalentamiento del aire exterior y los negativos la de prerrefrigeración.