Estudio de Confort

Salón de pasajeros

Resumen

Estudio de confort para la validación numérica de la estrategia de climatización. Mediante la simulación de fluidos se han reproducido las condiciones de operación más extremas, así como los ensayos reales de validación. En este trabajo se presentan los resultados para el caso de calefacción, donde la temperatura externa es de -10 ºC. La potencia calorífica total es 23,5 kW, y el caudal de impulsión 2000 m3/h.

La visualización del campo fluido, además de la capacidad de medir y monitorizar cualquier parámetro de interés, nos permite asegurar tanto la calidad del aire, como la estratificación de temperaturas acorde a la norma. También supone una herramienta de cálculo para poder validar la potencia especificada en los equipos de HVAC, así como el sistema de canalización y las salidas de aire.

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MODELO 3D

El estudio se centra en uno de los coches centrales, donde la impulsión de aire caliente se realiza a nivel de suelo y el retorno de aire hacia el equipo de HVAC se realiza de forma conducida a través de varias aperturas en el techo.

Se cuenta con valores de espesor y conductividad promedio para cada una de las superficies que delimitan el volumen interior de aire; siendo 3,1 W/m2K el promedio total.

El sistema de canalización se ha estudiado de forma independiente, obteniendo como resultado los valores de caudal y temperatura de impulsión para cada una de las salidas de aire. La temperatura de impulsión promedio es de 31 ºC y el caudal, ajustado a las pérdidas de carga, se reduce a 1770 m3/h.

CONDICIONES INTERIORES DE TEMPERATURA

El objetivo de cualquier estudio de confort es asegurar las condiciones interiores del aire conforme a la norma, asegurando la correcta estratificación y calidad del aire. En este caso se han reproducido, además, la toma de medidas correspondiente a las pruebas de validación del sistema de aire acondicionado para el sector ferroviario.

A continuación se muestran resultados que parten desde la condición de equilibrio térmico. Es decir, se ha realizado un primer estudio estacionario, entorno al punto de equilibrio, a partir del cual poder obtener una solución dependiente del tiempo. Señalar también que para la solución estacionaria se han empleado modelos de turbulencia promediados (RANS), mientras que para el caso transitorio la turbulencia se ha calculado (LES).

SOLUCIÓN ESTACIONARIA PROMEDIADA

SOLUCIÓN ESTACIONARIA PROMEDIADA

SOLUCIÓN TRANSITORIA

PUNTOS DE MEDIDA

Para asegurar el cumplimiento con la norma, además de evaluar las condiciones interiores, es necesario obtener los valores concretos de temperatura y velocidad en los puntos de medición especificados para las pruebas de validación.

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