“Estudio y caracterización energética de los sistemas ...

Casa abierta al tiempo Universidad Autonoma Metropolitana il ,- I

-.-. c 9- -

“Estudio y caracterización energética de los sistemas comerciales de Aire

Acondicionado”.

Ingeniería en Energía. Seminario de proyectos I y II.

Nombre: Marisela Godínez Reyes. Matrícula: 91 320995 Asesor: Dr. Juan Jóse Ambriz García.

Mayo - Agosto 1995

SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO

Debido a la problemática mundial de los recursos energéticos, se han dado programas de ahorro y uso racional de los mismos, con ellos se puede mejorar la competitividad de los sectores comerciales e industriales como apoyo a este fin se realizó el siguiente estudio.

Actualmente se han implementado medidas a nivel internacional para conservar la capa de ozono, se acordó eliminar el uso de ciertos refrigerantes , el primer grupo a erradicar es el de los clorofluorocarbonos (CFC’s) a este grupo pertenecen los refrigerantes R-I 1 y R-12, la mayoría de los sistemas que utilizaban estos tipos de refrigerantes son ya obsoletos, es por ello que su conversión para adaptarse a refrigerantes alternativos es casi imposible. Este estudio pretende servir como una herramienta a la elección ya sea de cambio o de mejoramiento de los actuales sistemas de aire acondicionado.

El primer capítulo de este proyecto hace alusión a los conceptos básicos necesarios para facilitar la comprensión de la segunda parte, en esta Última se analizan teórica y prácticamente un gran número de sistemas de acondicionamiento de aire, se estudian con más detalle los que se instalan en este país, entre los que podemos mencionar son los fan coils, que pueden ser enfriados por aire o por agua. En la tercera y Última sección se compila toda la información de los capítulos anteriores, se resume en dos breves tablas lo más relevante de los sistemas entes mencionados.

El objetivo principal de este proyecto es mostrar nuevas alternativas en el cambio, reemplazo o instalación de un sistema de acondicionamiento de aire, los principales aspectos que se consideran son los siguientes: eficiencia energética, que satisfaga las condiciones de confort requeridas, bajo costo inicial así como de operación y que no sea agresivo con el ambiente.

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SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO.

CONTENIDO

CAPITULO I . CONCEPTOS BASICOS PSICOMETRICOS..

CAPITULO 2. DIFERENTES TIPOS DE INSTALACIONES DE AIRE ACONDICIONADO.

CAPITULO 3. CARACTERETICAS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE INSTALACIONES DE AIRE ACONDICIONADO.

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CAPITULO I. CONCEPTOS BASICOS PSICOMETRíCOS.

Psicometría. Es el estudio de las propiedades del aire tal como se ve afectado por el contenido de vapor de agua.

Composición del aire. El aire es una mezcla mecánica de gases y vapor de agua. El aire seco (sin vapor de agua) está compuesto principalmente de nitrógeno (78%) o oxígeno (21%), el 1% restante está formado por dióxido de carbono pequeñas cantidades de otros gases tales como hidrógeno, helio, neón y argón.

La cantidad de vapor de agua contenida en el aire varia de acuerdo a las condiciones atmosféricas locales, por lo normal representa del 1 al 3% de la masa de la mezcla.

Debido a que todo aire en estado natural contiene un cierta cantidad de vapor de agua, no se decir que realmente exista el “aire seco”. Sin embargo el concepto “aire seco” simplifica en gran parte los cálculos psicométricos, el término se utilizará para denotar aire sin vapor de agua.

Presión parcial. De acuerdo con la ley de Dalton, la presión total de una mezcla de varios gases contenidos en un recipiente es igual a la suma de las presiones parciales de cada uno de los ocupantes de dicho recipiente. Por lo que la presión del aire atmosférico es :

P = Pa + Pv.

Donde: P es la presión atmosférica. Pa es la presión parcial del aire seco. P, es la presión parcial del vapor de agua.

Aire saturado. Se dice que el aire de encuentra saturado cuando el vapor de agua se encuentra saturado, es decir, cuando la presión parcial en la mezcla es igual a su presión de saturación, a esa misma temperatura.

Temperatura de punto de rocío. Si una mezcla de aire y vapor de agua es enfriada, la temperatura a la que tendríamos vapor saturado es llamada temperatura de rocío.

Humedad específica X. Es la cantidad de vapor de agua contenida en 1 kg de aire seco:

D

) ( - rv *0.622 P -P,

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Donde: X es la humedad específica en Kg de vapor por kg de aire seco. P es la presión atmosférica en Kg/ m2. Pv es la presión parcial del vapor de agua en kg/ m2.

Humedad relativa y. Expresada en porcentaje, es la relación entre la presión real ejercida por el vapor de agua en cualquier volumen de aire y la presión parcial que ejercería el vapor de agua contenido en el aire estuviera saturado a la temperatura del aire:

D

Donde: y es la humedad relativa expresada en porciento (%).

del bulbo seco de la mezcla en kg/m2.

P, es la presión parcial del vapor de la mezcla en Kglm'. P,, es la presión de saturación del vapor de agua a la temperatura

Temperatura de bulbo seco y de bulbo húmedo. La temperatura de bulbo seco del aire (T) es la temperatura medida por un termómetro ordinario. AI hacer la medición de la temperatura del bulbo deberá estar cubierto para reducir los efectos de la radiación directa.

La temperatura de bulbo húmedo (T') del aire, es la temperatura medida con un termómetros ordinario cuyo bulbo está envuelto con una tela humedecida.

Contenido de calor o entalpía del aire. El aire tiene calor latente y calor sensible. El calor total del aire a cualquier condición es la suma del calor sensible y el calor latente contenidos en el mismo. El calor sensible del aire es una función de la temperatura de bulbo seco, el calor latente del aire es función de la temperatura del punto de rocío y el calor total del aire es función de la temperatura de bulbo seco.

Calor sensible del aire. Para cualquier temperatura dada de bulbo seco, el calor sensible del aire, es considerado como la entalpía del aire seco a dicha temperatura restada de O°C (a una presión de 760 mm de Hg), puede calcularse a partir de la ecuación del calor sensible:

ha = CpAT.

El término AT será numéricamente igual a la temperatura de bulbo seco (T) del aire y suponiendo que el calor específico medio del aire, a presión constante sea igual a 0.24 kcal/kg "C, obtenemos que:

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ha = (0.24)T.

donde h a es la entalpía especifica del aire seco (calor sensible por kg de aire seco) en Kcal por kg.

Calor latente del aire. Debido a que todos los componentes del aire no son condensables a temperaturas y presiones normales, para fines prácticos el Único calor latente contenido en el aire es el calor latente del vapor de agua. Por lo tanto la cantidad de calor latente en una cantidad dada de aire dependerá de la masa de vapor de agua contenida en el aire y del calor latente de vaporización del agua correspondiente a la temperatura de saturación del vapor de agua.

El calor latente de cualquier masa de aire puede calcularse por la siguiente ecuación:

h, = m(X * hw).

Donde: h, es el calor latente de cualquier masa dada de aire seco con una humedad específica en kcal. M es la masa del aire seco. X es la humedad específica en kg de vapor / kg de aire seco. h, es la entalpía especifica del vapor de agua del aire, por lo

se considera como la entalpía de vapor de agua saturado temperatura igual a la temperatura del punto de rocío del

general (hg) a una aire, en kca I/ kg.

Para un kg de aire:

H, = X * hw,

Donde: h, es el calor latente por kg de aire seco teniendo relación de humedad igual a XI en kcallkg.

La entalpía de la Mezcla aire-vapor es:

h = hv + ha.

Donde: h es la entalpía de la mezcla aire-vapor hv es la entalpía del vapor de agua. ha es la entalpía del aire seco.

Saturador adiabático. Se considera una cámara termicamente aislada, provista de toberas pulverizadoras de agua, alimentadas por una bomba, como se muestra a continuación:

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Entrada de aire TI x, h

( X - X)hi Agua de aportación

aire T’. X, h’

0 Bomba

Figura 1. Saturador adiabático.

El aire se introduce a la cámara con una determinada temperatura T, humedad específica X y una entalpía h, al ponerse en contacto con el agua pulverizada una cantidad suficiente de agua se evaporara y saturará el aire.

Observaciones:

- T’< T Debido a que el aire proporciona una cantidad de calor sensible para evaporar el agua.

- X’>X Debido a la absorción de humedad proveniente del agua que se evapora.

- h’# h Debido a que el agua de aportación contribuye con una entalpía hi

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DIAGRAMAS PSICOMÉTRICOS O DE AIRE HÚMEDO.

Los diagramas psicométricos se refieren normalmente a una presión de 760 mm de Hg y a 1 kg de aire seco, con un contenido variable de vapor de agua.

Dados dos parámetros de la mezcla aire vapor, por ejemplo, temperatura de bulbo seco y humedad relativa, podemos conocer sus propiedades restantes como entalpía, volumen específico, etc.

Dos de los diagramas principalmente empleados son los diagramas Carrier y Ashrae.

Diagrama CARRIER.'

Están representadas sobre el eje de las abscisas las temperaturas de bulbo seco (en "C) y sobre el eje de las ordenadas la humedad específica X (en kg de vapor de agua por kg de aire seco).

Fijando un punto A las diferentes magnitudes relativas a la mezcla aire- vapor pueden leerse como se muestra en la figura 2.

Cada línea representa:

1. Línea de saturación de el aire, limita superiormente el diagrama. 2. Temperatura de rocío ("C). 3. Entalpía H (kcal/kg aire seco). 4. Humedad relativa y. 5. Factor térmico R, este factor es la relación entre el calor sensible y total

6. Humedad específica X (gr de vapor/ Kg de aire seco). 7. Temperatura de bulbo húmedo t' (" C). 8. Volumen específico de la mezcla V (m3/Kg aire seco). Temperatura de bulbo seco t ("C).

absorbidos o cedidos por el aire durante un proceso psicométrico.

Diagrama ASHRAE.'

Las I íneas de humedad específica constante son horizontales, mientras que las de entalpía constante son oblicuas y paralelas entre sí; la escala de las entalpías se representa en todo el contorno del diagrama para facilitar su lectura.

Apéndice 1 Apéndice 2.

1

2

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T

Figura 2. Diagrama Carrier.

Las líneas de temperatura de bulbo seco constante son rectilíneas, casi verticales y no exactamente paralelas entre sí. Las de bulbo húmedo constante son oblicuas, rectilíneas y se separan ligeramente de las de entalpía. Han sido representadas asimismo las curvas de humedad relativa y las líneas de volumen específico constante; siendo estas Últimas oblicuas, rectilíneas y ligeramente divergentes entre sí.

Como se ha indicado, los diagramas anteriormente citados, son un instrumento para resolver los problemas psicométricos que se presentan en el cálculo de las instalaciones de aire acondicionado. A continuación mostraremos las transformaciones de mayor interés práctico, ejemplificadas en el diagrama de Mollier.

Mezcla de dos corrientes de aire.

En instalaciones de aire acondicionado es muy frecuente que dos cantidades de aire en condiciones termohigrométricas diversas se mezclen entre sí para dar lugar a una Única mezcla resultante. Las propiedades de la mezcla resultante se pueden obtener ha partir de las siguientes ecuaciones:

Donde mA, mB, XAi Xe, hA, hB son las cantidades, las humedades específicas y las entalpías relativas de las dos corrientes de aire que se mezclan.

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Y mc, Xc, hc, son la cantidad, humedad específica y entalpía relativa de la mezcla final de aire.

Otro método para conocer las propiedades de la mezcla de los dos flujos de aire es utilizando los diagramas psicométricos, (figura 3).

sobre el diagrama psicométrico Carrier, las escalas de humedad específica y entalpía son lineales y, por lo tanto el punto representativo de la mezcla se encontrará sobre el segmento de recta que une los puntos representativos de las dos cantidades iniciales, y dividirá al citado segmento en dos partes proporcionales a las dos cantidades de aire seco en objeto.

X

15.0

12.0

10.5

26 28 T

Figura 3. Mezcla de dos cantidades de aire, sobre el diagrama Carrier

Calentamiento sensible del aire.

Se efectúa cuando el aire ambiente es simplemente calentado, por ejemplo haciéndolo pasar a través de una batería de agua caliente, con esta transformación la humedad especifica del aire no varía (figura 4). Esta transformación viene representada mediante el segmento de recta horizontal, y se desarrolla en el sentido de A hacia B.

Enfriamiento sensible del aire.

Se logra haciendo pasar el aire por una batería provista de aletas, recorrida por un fluido cuya temperatura sea superior o igual a el punto de rocío del citado aire. El aire sufrirá un enfriamiento con humedad específica constante, sobre el

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diagrama Carrier esta transformación viene representada por un segmento de recta horizontal (figura 5). La transformación se realiza de A hacia B.

' X

TA TE T

Figura 4. Calentamiento sensible, sobre el diagrama Carrier.

' X

TE Tn T

Figura 5. Enfriamiento sensible, sobre el diagrama Carrier.

Enfriamiento sensible del aire, con deshumidificación.

En muchas de las instalaciones que se requiere enfriamiento del aire también se requiere su deshumidificación. En la práctica esta transformación se puede obtener poniendo el aire en contacto con una batería aletada, recorrida por un fluido cuya temperatura sea inferior a la del punto de rocío de dicho aire o haciéndole pasar a través de una red de toberas que pulvericen el agua a una temperatura inferior a la del citado punto de rocío.

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La figura 6, representa el proceso de enfriamiento con deshumidificación sobre el recorrido

diagrama Carrier (en el caso de una batería con aletas), sigue el ABC.

hA \

Figura 6. Enfriamiento con deshumidificación, sobre el diagrama Carrier.

Enfriamiento y humid if i caci ón.

En este proceso se emplea un saturador adiabático. El aire no saturado llega a un acondicionador que contiene una red de toberas pulverizadoras de agua de recirculación, la humedad específica del aire aumentará, mientras que la temperatura de bulbo seco disminuirá. Se utiliza en general, en aquellas instalaciones que requieren para sus ciclos de producción una humedad relativa ambiente elevada y un lavado de aire.

La refrigeración se efectúa prácticamente a temperatura de bulbo húmedo constante y por lo tanto, sobre el diagrama Carrier (figura 7), está representada por el segmento AB, siendo Tc la temperatura de bulbo húmedo del aire.

Figura 7. Enfriamiento y humidificación, sobre el diagrama Carrier.

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Calentamiento con humidificación.

El aire puede ser humidificado y calentado, si se hace pasar a traves de un acondicionador con una red de toberas pulverizadoras de agua, que ha sido calentada previamente.

Este proceso se caracteriza por un aumento de la entalpía y de la humedad específica del aire, mientras que su temperatura de bulbo seco final puede ser menor, mayor o igual que la inicial, en función de las temperaturas, al comienzo del tratamiento del aire y de sus respectivos caudales.

Si el flujo de agua pulverizada es grande respecto al del aire, este saldrá casi saturado y a la temperatura del agua.

En la figura 8 han sido representados los diversos casos posibles. AB representa la transformación sufrida por el aire en el caso de que la temperatura del agua pulverizada sea inferior a la de bulbo seco de el aire a la entrada. AC y AD representan transformaciones análogas en el caso de que el agua pulverizada se encuentre, respectivamente, a temperatura igual o mayor que la de bulbo seco del aire a la entrada.

T

Figura 8. Calentamiento y humidificación, sobre el diagrama Carrier.

Calentamiento con deshumidificación.

Se logra al hacer pasar el aire a traves de un absorbente sólido, tal como la sílica gel y alúmina activa, o a través de absorbentes líquidos como cloruro de calcio o litio. Con esto se logra calentar y deshumidificar el aire. La transformación se representa en la figura 9, la transformación sigue el recorrido AB.

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X

X A XB

T

Figura 9. Calentamiento con deshumidificación, sobre el diagrama Carrier.

CONDICIONES AMBIENTALES PARA EL CONFORT

Una persona se encuentra en confort cuando su mente se encuentra satisfecha con las condiciones climáticas del ambiente.

Se realizaron experimentos con un grupo de personas [I], se les hizo pasar por un local caracterizado por determinadas condiciones de temperatura, humedad relativa y velocidad del aire, hacia otro local con condiciones de aire saturado y de velocidad muy baja, se tomó nota sobre la sensación de frío o calor en cada persona, producida al pasar de un local a otro.

Con técnicas análogas a las descritas anteriormente se construyeron los llamados diagramas de confort.

Diagrama de confort A ~ h r a e . ~

Con este diagrama, a partir de una determinada velocidad del aire y de un cierto valor de la temperatura efectiva, se puede determinar el porcentaje de personas que identifican esas condiciones ambientales como las optimas de confort .

El diagrama Ashrae está referido a una altura sobre el nivel del mar de aproximadamente 2000 metros.

Apéndice 3. 3

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Las condiciones de confort estándar recomendadas corresponden en el diagrama, a el área achurada del diagrama, tal estándar está referido a personas que están vestidas con ropa normal ( entre 0.5 y 0.7 clo )4, ocupadas en actividades ligeras ( entre 50 y 60 kcal/m2h ).

La tabla 1 expresa la relación entre la nueva Temperatura Efectiva (ET), las reacciones fisiológicas y el estado de salud del individuo.

Diagramas generalizados.

Se consideran 6 parámetros esenciales que influyen en el equilibrio térmico del hombre y por lo tanto en sus condiciones de confort:

I. La resistencia térmica de la ropa que viste. 2. Su nivel de actividad, del cual depende la producción de calor metabólico del

3. La temperatura del aire. 4. La velocidad del aire. 5. La temperatura media radiante. 6. La humedad del aire.

cuerpo.

Tabla I. Relación entre la temperatura ET, sensación térmica y estado de salud

ET ( en "C )

45

40

35

30

25

Sensaciones Térmicas Límite tolerable

Mucho calor graves m o I esti as.

Calor.

Calor ligero.

Neutro - Confort.

Reacciones Fisiológicas Calentamiento del cuerpo, Imposibilidad de reg u laci ó n .

Esfuerzo creciente debido a la sudoración y a la circulación sanguínea.

Regulación normal, asegurada por el sudor y por el sistema vasomotor.

Regulación asegurada del sistema vasomotor.

Aumento de la pérdida de calor por radiación y convección.

Necesidad de mas abrino o

Estado de Salud

Colapso circulatorio

Creciente período de golpes de calor. Fastidios card iovascu lares.

Normal.

Normal.

Normal.

1 clo = 0.1 8 m3h0C/kcal; cio es prefijo de la palabra anglosajona clothing. 4

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Ligeramente fresco

Fresco, leves molestias. Frío.

de movimiento.

Vasoconstricciones en las manos y en los pies.

Escalofríos.

Mucho frío, molestias. I

Normal.

Crecientes fastidios por sequedad de las mucosas y de la piel.

Dolores musculares, molestias en la circulación.

En la tabla 2 se indican algunos valores de resistencia térmica para distintos tipos de ropa.

Tabla 2. Resistencia térmica de diversos tipos de vestimenta [I].

Vestimenta Resistencia Térmica Clo

- Desnudo

- Bikini

- Bermudas

- Ropa tropical

- Ropa de verano

- Ropa invernal

- Ropa de trabajo invernal danesa

- Ropa polar

O

0.01

o. 1

0.3

0.5

1

2.2

4

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-

FUNCIONAMIENTO DE LAS INSTALACIONES DE AIRE ACONDICIONADO CON CARGA PARCIAL.

Para que una instalación de aire acondicionado tenga un funcionamiento satisfactorio en condiciones de carga parcial es necesario disponer de una serie de medidas que permitan adaptar las potencias suministradas a los equipos, a las exigencias de los ambientes acondicionados.

En lo que se refiere a verano las instalaciones de aire acondicionado que alimentan un único ambiente (o zona), los métodos que más se emplean para lograr los objetivos antes mencionados son:

I. Regulación mediante derivación (by-pass) del aire.

Con este sistema, en condiciones de carga máxima la compuerta del derivación (by-pass) se encuentra completamente cerrada, por lo que todo el aire impulsado es enfriado y deshumidificado. AI disminuir la carga sensible del ambiente, un termostato provoca la apertura progresiva de la compuerta de derivación y simultáneamente se cierra la compuerta situada sobre la batería de refrigeración.

De esta manera se reduce el porcentaje de aire enfriado y deshumidificado, pero permanece constante el total de flujo de aire que atraviesa el ventilador.

Compuerta de derivación (By- pass)

Compuerta sobre la batería

Figura 1 O. Regulación mediante derivación del aire.

Lo más conveniente es derivar (by-pasar) únicamente el aire de recirculación, de manera que el aire exterior sea siempre deshumidificado.

2. Regulación mediante el flujo de agua fría.

Con este sistema se reduce el flujo de agua que atraviesa la batería de enfriamiento, de manera que la temperatura ambiente permanece constante. En este tipo de regulación la temperatura efectiva de la superficie de la batería

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aumenta al disminuir la carga, no pudiendo por tanto controlar el calor latente del ambiente y en consecuencia su humedad relativa.

Valvula de derivación

agua enfriada. (by-pass) sobre el

Batería de enfriamiento

Figura I I. Regulación mediante el flujo de agua fría.

3. Reducción del flujo de aire.

En este sistema el flujo de aire (con una temperatura mayor a la de la superficie de la batería) enviado al ambiente se reduce; el efecto es análogo a efectuar una derivación (by-pass), ya que la temperatura de la batería desciende, y la deshumidificación aumenta; permite controla la humedad relativa ambiente.

4. Regulación, mediante postcalentamiento del aire.

Este sistema permite un control eficaz de la humedad relativa ambiente en condiciones de carga parcial.

Batería de Batería de enfriamiento postcalentamiento

\ I

Compuerta de estrangulamiento del aire

Figura 12. Regulación mediante postcalentamiento del aire.

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El flujo de aire es inicialmente enfriado y deshumidificado, como para las condiciones de carga máxima; la humedad especifica del aire a la salida de la batería permanece constante. A continuación dicho aire es poscalentado a humedad especifica constante; la temperatura de impulsión al ambiente climatizado permite neutralizar su carga térmica sensible.

5. Regulación todo o nada.

En esta instalación un termostato de ambiente está situado en el conducto de recirculación y para periódicamente el grupo frigorífico. La instalación alterna los periodos de marcha en los que suministra el máximo de potencia con los de parada en los que no tienen lugar ningún proceso de enfriamiento o de deshumidificación.

Este tipo de regulación es aceptable sólo en las instalaciones en las que el factor térmico sea elevado y en porcentajes de aire exterior moderados.

DIVISIÓN EN ZONAS.

En muchos casos, una instalación de acondicionamiento de aire debe ser proyectada para servir a un conjunto de ambientes que difieren entre sí, ya sea por su diversa orientación, cargas internas, capacidad, sombras, condiciones termohigrométricas requeridas, etc.

Es necesario dividir el edificio en zonas, para poder regular dichas condiciones termohigrométricas de cada uno de los ambientes caracterizados por sus distintas exposiciones o cargas térmicas.

Como ya se mencionó, una de las principales razones para realizar una división de zonas de un espacio es la diferencia de orientación de los ambientes que constituyen un mismo edificio, debido a que los coeficientes de insolación varían diversamente para cada una de las exposiciones, en función de la hora del día.

Otros elementos que pueden motivar la división en zonas de un espacio, es la diversidad de cargas térmicas interiores, debidas bien sea a la iluminación, a máquinas o dispositivos que disipan calor al ambiente y a la presencia de sombras variables sobre la superficie de los edificios.

Sin embargo, en la practica es necesario limitar al menor número posible de zonas con regulación independiente, ya que las instalaciones pueden llegar a ser demasiado costosas.

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Para proceder a la división en zonas de un edificio, es necesario realizar un análisis de las cargas térmicas de cada ambiente para las diferentes horas del día y para los diversos meses del año.

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CAPITULO 2. DIFERENTES TIPOS DE INSTALACIONES DE AIRE ACONDICIONADO.

I. INTRODUCCI~N.

Una instalación de aire acondicionado debe ser capaz de mantener, a lo largo de todo el año, la temperatura deseada y una humedad relativa aceptable. Dicha instalación debe asegurar una pureza del ambiente adecuada y simultáneamente debe controlar la velocidad del aire de circulación.

Los diferentes tipos de instalaciones de aire acondicionado adoptados en la práctica pueden ser clasificados según el fluido o fluidos que se empleen para equilibrar las cargas térmicas sensibles (constituida por todas las aportaciones de calor al ambiente, ya sea por conducción, convección o radiación) y latentes (constituidas por todas las aportaciones de vapor de agua) del ambiente. A continuación se mostrará la clasificación a seguir de las instalaciones de aire acondicionado:

INSTALACIONES TODO AIRE:

1.- Instalaciones con un conducto y variación de la temperatura y/o del flujo.

2.- Instalaciones multizonas.

3.- Instalaciones de doble conducto (Dual Duct).

Instalaciones para una sola zona: a) Con regulación sobre la batería de enfr ¡am i ento. b) Con regulación sobre la derivación (by- pass) de la batería de enfriamiento. c) Con regulación sobre la batería de postcalentamiento.

instalaciones para zonas múltiples: d) Con corriente constante y con variación de la temperatura. e) Con temperatura constante y con variación de flujo. f) Con temperatura y corriente variable. g) Con variación de caudal y de reci rculación local.

a) Con flujo constante y temperatura variable.

a) Con un solo ventilador v batería de

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4.- Instalaciones de conducto dual.

INSTALACIONES AIRE-AGUA:

5.- Instalaciones de inducción.

6. - I n s t a I a c i on es ‘ I Fan -co i I s” con aire primario.

INSTALACIONES TODO AGUA:

7. - “ Fan-co i Is”.

INSTALACIONES CON FLUIDO REFRIGERANTE:

8.- Acondicionadores de ventana.

9.- Acondicionadores de ventana con bomba de calor.

deshumidificación en la impulsión. b) Con un solo ventilador y batería de deshumidificación en la impulsión y en el aire exterior.

c) Con dos ventiladores y batería de deshumidificación en la impulsión de uno de ellos. d) Con un solo ventilador y batería de deshumidificación en la aspiración.

a) A dos tubos. b) A tres tubos. c) A cuatro tubos.



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2. INSTALACIONES TODO AIRE

2.1. Instalaciones con un conducto y variación de la temperatura y/o del flujo.

INSTALACIONES PARA UNA SOLA ZONA.

Característ ¡cas principales: 0 Bajo costo inicial. O Mantenimiento económico. O Bajo costo de operación; presenta la posibilidad de funcionar Únicamente con

aire exterior durante las estaciones intermedias. O El flujo de aire siempre permanece constante.

La regulación de la temperatura ambiente (enfriamiento) pude ser efectuado por medio de un termostato ambiente (situado sobre el aire de recirculación), que actúa sobre el fluido que llega a la batería de enfriamiento; sobre una derivación (by-pass) de la batería de enfriamiento o sobre la batería de post cal en tam ¡en to.

2.1 a.- Instalación con regulación sobre la batería de enfriamiento (figura 13).

Funcionamiento: AI disminuir la temperatura del aire ambiente, el termostato T de dos

posiciones provoca que se cierre la válvula solenoide S, el compresor continua en marcha hasta que se para por acción de un presostato P de baja presión. Cuando la temperatura ambiente aumenta, el termostato T abre la valvula solenide S y pone en marcha el compresor.

Con este sistema de regulación la temperatura de aspiración del compresor es variable y, en consecuencia, lo es la deshumidificación obtenible.

Esta instalación se adapta particularmente a aquellos casos en los que el ambiente posee una carga térmica fundamentalmente constante.

2.1 b.- Instalación con regulación sobre la derivación (by-pass) de la batería de enfriamiento (figura 14).

Funcionamiento: AI disminuir la temperatura del ambiente, el termostato T hace que

disminuya la corriente de aire que atraviesa la batería de refrigeración y que a su vez aumente el flujo derivado (by-pasado). Dicho termostato también

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comanda un servomotor modulante M que posiciona las dos compuertas conjugadas.

Aire de termostato recirculación de dos Válvula Válvula de

posiciones solenoide expansión 1 / termostática

Aire exterior

muy ......... / J

9 \

$ \ \

Compuertas

C

Aire de Impulsión

Ve nti I ad o r

7 rti

Compresor ndensador

Figura 13. Instalación de expansión directa con regulación todo-nada.

Termostato Aire de recirculación

Aire de impulsión modulante

Interruptor de fiv

Aire

exterior 7 Válvula de expansión Ventilador termostática

Válvula solenoide

Figura 14. Instalación de expansión directa con derivación (by- pass) del aire de reci rcu lación .

UAM I 25 MGR


Para evitar la formación de escarcha sobre la batería de enfriamiento en condiciones de carga mínima, un interruptor auxiliar de fin de carrera I, accionado por le servomotor M, sierra la válvula solenoide S situada en la alimentación de la batería de expansión directa cuando la compuerta de dicha batería se aproxima a la posición de completamente cerrada. El compresor se para por acción de un presostato de baja presión, se pone en marcha hasta que le interruptor I (como consecuencia de un aumento de la temperatura ambiente) accione de nuevo la válvula solenoide S.

Es mas conveniente derivar el aire de recirculación en lugar del aire exterior o la mezcla aire exterior aire de recirculación, cuya humedad específica es más elevada. Como ya se mencionó anteriormente, este tipo de regulación presenta mayores ventajas con respecto al tipo todo o nada ya que existe un mejor control la temperatura ambiente y de la humedad relativa.

Para efectos de cálculo del flujo de aire a introducir en el ambiente es necesario tener en cuenta que, incluso cuando la compuerta de la derivación esta completamente cerrada, aproximadamente un 10 % del aire impulsado por el ventilador pasa a traves de ella (es derivado). Por lo tanto, los ventiladores y los conductos deberán ser dimensionados para un flujo igual al 11 O%, del que sería necesario enfriar y deshumidificar.

2.1 c.- Instalación con regulación sobre la batería de postcalentamiento (figura 15).

Funcionamiento: AI disminuir la temperatura del aire de recirculación el termostato T cierra

la válvula solenoide S, que alimenta la batería de enfriamiento y abre progresivamente la válvula modulante V colocada en la batería de postcalentamiento. AI aumentar la humedad relativa del aire de recirculación el humidostato H abre la válvula solenoide S y pone en marcha todo el grupo frigorífico enfriando y deshumidificando a su paso por la batería.

El termostato T regula el postcalentamiento de dicho aire, de manera que la temperatura en el ambiente sea la requerida. AI aumentar la temperatura del aire ambiente el termostato T abre la válvula solenoide S y el grupo se pone en marcha.

Esta instalación nos permite mantener un buen control de la humedad relativa. Una desventaja de esta instalación es la mayor inversión inicial y una mayor costo de operación.

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Termostato

_ _ _ _ . _ . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . . . recirculación

Humidostato


Válvula Aire de \ I solenoide recirculación _ _ _ _ . _ . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . . .

Humidostato


Figura 15. Instalación de expansión directa con postcaientamiento.

INSTALACIONES PARA ZONAS MÚLTIPLES.

Todo el aire es enfriado Centralmente en un grado tal que sea capaz de satisfacer las exigencias de la zona cuya carga térmica positiva sea máxima.

2.1 d.- Instalaciones con corriente constante y variación de la temperatura (figura 16).

Funcionamiento: Cuando el edificio a acondicionar se encuentre sometido a la máxima

carga de verano, una parte de la capacidad refrigerante del aire que ha sido tratada centralmente debe ser neutralizada mediante un postcalentamiento terminal a no ser que las condiciones de carga máxima se produzcan en todas las zonas simultáneamente.

En verano, cuando la temperatura de aire ambiente aumenta los termostatos TI ,T2 cierran gradualmente la válvula que alimenta la batería de poscalentamiento hasta alcanzar la temperatura requerida en la zona.

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Batería de postcalentarniento

u VI* ............

Aire de reci rculación

Termostatos

. Ventilador

............................ I saturación

de

Figura 16. Instalación con corriente constante y temperatura variable.

El termostato T, regula el punto de rocío del aire a la salida de la batería de enfriamiento en la épocas de verano.

El sistema descrito se aplica en el acondicionamiento de las zonas internas de los edificios ( caracterizadas por poseer cargas térmicas uniformes y positivas).

2.le.- Instalaciones con temperatura constante y con variación de flujo (figura 17).

Funcionamiento: AI disminuir la temperatura de la zona, el termostato ambiente respectivo

(TI, T2) reduce el flujo de aire introducido actuando sobre el sevromotor modulante (MI, M2) acoplado a la correspondiente compuerta de regulación.

El termostato T, regula el punto de rocío del aire a la salida de la batería de enfriamiento en la épocas de verano. Un regulador de presión estática P comanda una compuerta motorizada situada en la aspiración del ventilador manteniendo una diferencia de presión estática constante entre la boca de impulsión del ventilador y el ambiente de referencia. Este control impide que, al cerrarse una compuerta de alguna de las zonas, el flujo de aire que llega a las

UAMI 28 MGR


demás aumente sensiblemente como consecuencia del incremento de presión estática inmediatamente detrás del ventilador.

Este tipo de instalación es económico, pero su campo de aplicación es limitado, ya que para obtener buenos resultados es necesario normalmente que los flujos para cada zona o ambiente no desciendan por debajo del 65 al 80% del máximo gasto másico proyectado para evitar que se produzcan alteraciones demasiado sensibles en el sistema de distribución de aire ambiente (caída de aire frío sobre los ocupantes, rumorosidad variable, etc).

Termostatos de am biente

Aire de recirculación Aire de

impulsión I filtros

Servomotor modulante

L

L? I

t M . . _ . . . . _ _ . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Servomotor Ventilador tres vías modulante

............................

Termostato de saturación

....

Regulador de presión estática

Figura 17. Instalación con temperatura constante y flujo variable.

2.lf.- Instalaciones con temperatura y corriente variable (figura 18).

Funcionamiento: AI disminuir la temperatura de los locales los termostatos ambientes (T,,

T2) cierran progresivamente las compuertas motorizadas correspondientes reduciendo el flujos de aire introducido hasta un valor mínimo preestablecido.

Un descenso posterior de la temperatura ambiente hace que el termostato abra gradualmente la válvula motorizada instalada en la tubería de alimentación de la batería de postcalentamiento.

MGR UAMI 29


Por lo que se refiere al mantenimiento del punto de rocío del aire a la salida del acondicionador a la presión estática después del ventilador, es válido lo dicho para el tipo de instalación descrito en el párrafo precedente.

Termostatos de ambiente

. . . . _________ . . Aire de recirculación

' Termostato de ...........................

saturación

Figura 18. instalaciones con temperatura y corriente variable.

2.lg.- Instalaciones con variación de caudal y de recirculación local (figura 19).

Funcionamiento: Un acondicionador central suministra aire frío y deshumidificado (aire

primario) a un cierto número de acondicionadores de zona (constituidos por un ventilador y un sistema de compuertas conjugadas) que, en función de las necesidades del termostato de cada zona, mezclan un flujo variable de aire primario con un flujo -también variable- de aire de recirculación (aire secundario). Para cada acondicionador que sirve a una determinada zona la suma de estos dos flujos es constante y la distribución de aire en el ambiente es satisfactoria, independientemente de la carga térmica.

MGR UAM I 30


Cada acondicionador de zona puede ser, si fuese necesario, provisto de una batería de postcalentamiento. La distribución de aire primario a los ventiladores de zona puede ser realizada a alta velocidad mientras que la distribución de los ventiladores de zona a los diferentes locales es normalmente realizada a baja velocidad. Un ventilar de extracción deberá ser instalado para expulsar el eventual exceso de aire exterior introducido durante las estaciones i ntermed ¡as.

Servomotor Termostato de modulante zona

Aire de recirculación

Batería de enfriamiento A i r p

Aire exterior

\ \ \ Y Wl\ H recirculación

Regulador de “37 presión estática

Ventilad or ....................... ............. Fi It ros

Servomotor modulante

Figura 19. Instalación con variación de caudal y de la recirculación local.

MGR UAM I 31


2.2.- Instalación multizona.

2.2a.- Instalación con flujo constante y temperatura variable (figura 20).

Funcionamiento: Este acondicionador está compuesto por una cámara de mezcla de aire

exterior con aire de recirculación, una sección de filtros, un ventilador, una cámara para las baterías de calefacción y de refrigeración, con una serie de compuertas de mezcla acopladas dos a dos sobre el mismo eje y que permiten realizar una mezcla de una cantidad variable de aire proveniente de las cámaras caliente y fría.

En verano, el fluido no está sujeto normalmente a ninguna regulación, por lo que la temperatura de rocío del aire de la cámara fría disminuirá con el flujo de aire que atraviesa la batería de refrigeración.

I I I Ventiladorde

, . < . , . , . , . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . enfriamient i

' impulsión ...............................................................................................

Figura 20. Instalaciones con flujo constante y temperatura variable.

Esta instalación se caracteriza por tener un bajo costo inicial, un bajo costo de operación y por un funcionamiento notablemente simple, debido al hecho de que para pasar del funcionamiento de verano al de invierno basta parar simplemente la central frigorífica.

Por lo que se refiere al calculo de una instalación multizona debe observarse que dada la posición del ventilador con respecto a la batería de

UAM I 32 MGR


enfriamiento, el calor producido por aquel debe añadirse al calor total general y no al calor sensible ambiente. Además, para tener en cuenta las infiltraciones de aire exterior o a través de las compuertas situadas sobre la cámara caliente, infiltraciones que se producen incluso cuando una determinada zona necesita la máxima cantidad de frío, el factor de derivación propio de la batería de enfriamiento que debe ser aplicada sobre el exterior, será aumentado en 0.1. Si la batería de calefacción funciona en la época de verano será necesario tener en cuenta está infiltración y aumentar entre un 2 y un 4% al calor sensible ambiente.

Para efectos del cálculo de los conductos, el gasto másico de aire necesario para cada zona se calculará tomando como base el calor sensible ambiente efectivo máximo de dicha zona aumentado en un 10% para tener en cuenta las infiltraciones que se producen a través de las compuertas de la cámara caliente.

Con respecto al flujo máximo de aire a enfriar y deshumidificar, éste será calculado tomando como base el calor sensible ambiente máximo simultáneo de las diferentes zonas servidas, mientras que el flujo de aire tratado por el ventilador será igual a la suma de los flujos máximos de cada una de las zonas, determinados en función del calor sensible ambiente efectivo máximo de la zona aumentado en un 10 %.

Por lo que se refiere al calculo en verano la temperatura requerida por el aire frío debe ser determinada en función de las necesidades de la zona que necesite la temperatura más baja.

El torrente de aire a introducir en la zona puede calcularse a partir de la siguiente expresión:

q 0.29*(T - T,)

Q, =

Donde: Qz = Flujo de aire a introducir en la zona en m3/h. T, = Temperatura ambiente en "C. Ti = Temperatura del aire impulsado en "C. q = Pérdidas térmicas de la zona en kcal/h.

Para lograr un correcto funcionamiento de este tipo de instalaciones será necesario lograr que la caída de presión del aire a través de las baterías fría y caliente sean idénticas.

Ejemplo:

Del cálculo térmico para verano de una instalación de acondicionamiento con tres zonas se han obtenido los siguientes datos:

Calor sensible ambiente efectivo: Zona 1 : ql = 8000 kcal/h.

33 MGR UAMl


Zona 2 : q2 = 15000 kcal/h. Zona 3 : q3 = 18000 kcal/h.

Calor sensible ambiente efectivo máximo simultáneo para las tres zonas:

Temperatura ambiente: 26 "C Punto de rocío del aparato: 14 "C

30.000 kcal/h.

Determinar:

El aire máximo a deshumidificar y los flujos de aire que deben ser enviados a cada una de las zonas. Se ha previsto la utilización de un acondicionador multizona con batería de enfriamiento cuyo factor de derivación es igual a 0.1.

El aire máximo que debe ser deshumidificado viene dado por:

= 9570m3 I h. 30000

0.29*(1- 0.1)*(26 - 14) Q,j =

El flujo de aire a enviar a cada una de las zonas vienen dados por:

= 281 Om3 I h. 8000

Q, = 1.P 0..29*(1-0.1)*(26 -14)

15000 Q, = l.l* = 5260m3 I h.

0..29*(1-0.1)*(26-14)

= 6320m3 I h. 18000

Q, =I.+ 0..29*(1-0.1)*(26 -14)

El flujo de aire total ventilador viene dado por:

Q = Q, + Q2 + Q3 = 14390 m3/h.

34 MGR UAMI


2.3.- Instalaciones de doble conducto.

En las instalaciones de doble conducto, la totalidad del aire es tratado centralmente siendo después distribuida a los diferentes locales por dos conductos, por lo general paralelos, uno de los cuales conduce aire frío y otro aire caliente.

Para cada uno de los ambientes (o zonas) a acondicionar un dispositivo terminal (caja de mezcla) comandado por un termostato ambiente, mezcla el aire frío con el aire caliente en proporciones tales que puedan contrarrestar la carga térmica sensible ambiente.

Las instalaciones de doble conducto pueden ser tanto de alta como de baja velocidad, con terminales con baja o con alta caída de presión. La versión más difundida actualmente es la de distribución del aire a alta velocidad con terminales de mezcla de alta caída de presión.

2.3a.- Instalaciones con un solo ventilador y batería de deshumidificación en la impulsión (figura 21).

Esta instalación es la más simple y económica de las instalaciones de doble conducto, permite el paso de aire exterior no deshumidificado al conducto caliente. Por lo tanto, la humedad relativa de los ambiente en condiciones de carga parcial que toman, claro está, aire del conducto caliente, tenderá a aumentar por encima del valor de proyecto a no ser que el aire caliente sea postcalentado y se aumente consiguientemente el porcentaje de aire frío introducido.

, Conducto de recirculación

Ventilador de recirculación Y de expulsión

Toberas de Expulsión pulverización del

Batería de agua -4 \\ calentamiento

Aire exterior máx.

Aire exterior mín.

filtros

Ventilad or

n4 k

Conducto caliente

Conducto frío

impulsión Batería de deshum id ificación P reca I e n tad o r

Figura 21 .Instalaciones con un solo ventilador y batería de deshumidificación en la impulsión del ventilador.

MGR UAMI 35


Estas instalaciones se dimensionan para temperaturas del aire en el conducto frío comprendidas entre los 10 y 13 "C y temperaturas de aire en el conducto caliente dos o tres grados superiores a la temperatura media de los ambientes (este calentamiento es debido simplemente a las entradas de calor al conducto de recirculación y al calor producido por el ventilador).

La figura 22 muestra sobre el diagrama Carrier los ciclos de trabajo de la instalación 3a. Este diagrama está referido al caso de carga máxima en verano y a un porcentaje de aire exterior con respecto al aire total tratado de un 25%.

10 26 30 35 T("C)

Figura 22. Diagrama psicométrico sobre el diagrama Carrier de la instalación 3a de doble conducto, funcionamiento a carga máxima.

Los diferentes puntos del diagrama muestran:

A: Las propiedades psicométricas del aire ambiente medio (en las

B: Las propiedades psicométricas del aire exterior. C: Las propiedades psicometricas de la mezcla del aire de recirculación

C-D: El calentamiento debido al ventilador de impulsión. D: Las propiedades psicometricas del aire del conducto caliente. E: Las propiedades psicometricas del aire del conducto frío. F: Las propiedades psicométricas del aire de las zonas con carga nula.

condiciones del aire de recirculación).

con el aire exterior.

Las zonas con carga nula representadas por el punto F nos proporciona un índice del buen funcionamiento de la instalación. Para estas zonas los termostatos de regulación harán que la mezcla del aire del conducto caliente y del conducto frío se realice en unas proporciones tales que la temperatura de impulsión resultante sea idéntica a la temperatura ambiente.

MGR UAMl ~

36


Este ciclo puede ser empleado para las instalaciones en locales que funciones en climas moderados (es decir, con una temperatura de rocío moderada del aire exterior) con respecto al aire total que no superen el 40 YO.

2.3b. Instalaciones con un solo ventilador y batería de deshumidificación en la impulsión y sobre el aire exterior (figura 23).

En el ciclo de la figura 23 el aire exterior mínimo es preenfriado y por lo tanto deshumidificado moderadamente, de manera que se evite el inconveniente mayor que se presentaba en el ciclo de la figura 21. No existe pues, la necesidad de postcalentar el aire del conducto caliente para la carga máxima de verano. Se obtienen humedades relativas ambientes más bajas que con el ciclo de la figura 21.

Conducto de recirculación Ventilador de recirculación y de expulsión

Expulsión

Aire exterior max. - Aire exterior

Toberas de pulverización del agua Batería de ,\ ca I e nta m ie n to * Ventilador de

Conducto caliente

Conducto frío

/ preenfriamiento impulsión Batería de Precalentador del aire exterior deshumidificación

Figura 23. Instalación de doble conducto con un solo ventilador y batería de deshumidificación en la impulsión de éste y sobre el aire exterior.

2 . 3 ~ . Instalaciones con dos ventiladores y batería de deshumidificación en la impulsión de uno de ellos (figura 24).

La instalación representada en la figura 24 permite realizar una regulación segura de la humedad relativa ambiente cuando menos de la mitad del aire total pase por el conducto caliente. Obsérvese sin embargo que con esta disposición todos los ambientes que tomen una elevada cantidad de aire del conducto caliente son ventilados solamente de una manera indirecta por medio del aire recirculación.

UAMI 37 MGR


Durante el invierno, cuando únicamente se necesite calefacción, uno de los ventiladores puede ser eventualmente parado.

Ventilador de Conducto de recirculación

Toberas de pulverización del Expulsión -

calentamiento Aire exterior rnax.

Conducto cal i e nt e

Aire exterior rnín. Conducto

- ___) frío

Vent ilad or de mpu'sió P reca I e ntad o r

Figura 24. Instalación de doble conducto con dos ventiladores y batería de deshumidificación en la impulsión.

2.3d. Instalaciones con un solo ventilador y batería de deshumidificación en la aspiración (figura 25).

El esquema de la figura 25 permite obtener un control muy seguro de la humedad relativa ambiente ya que todo el aire es deshumidificado y el aire conducido caliente es postcalentado a continuación. En la práctica se trata simplemente de una instalación del tipo de aire primario en el que las funciones de control de la carga latente y de la carga sensible están separadas.

Su costo de operación, a causa de la necesidad de realizar un postcalentamiento, es relativamente elevado.

Las instalaciones de doble conducto, por su misma concepción, nos permiten enfriar y calentar simultáneamente las diferentes zonas alimentadas sin que para el paso desde la estación de verano a la de invierno sea necesario realizar ninguna variación sustancial en los equipos automáticos o sobre los circuitos. Se presta además en las épocas intermedias a funcionar con todo aire exterior, en cuyo caso es necesario montar un ventilador de extracción dimensionado para el exceso de aire introducido.

Sus desventajas son, fundamentalmente el espacio grande que ocupa (debido a la necesidad de instalar dos conductos paralelos), y costo de operación relativamente elevado. Existe también una gran pérdida de energía cuando se mezcla el aire del conducto caliente y del conducto frío.

38 MGR UAMl


Ventilador de recirculación y

/

Figura 25. Instalación de doble conducto con un solo ventilador y batería de deshumidificación en la aspiración.

Las instalaciones de doble conducto presentan un gran número de ventajas cuando se trata de acondicionar zonas interiores caracterizados por poseer una carga ambiente constantemente positiva. En este caso el aire del conducto caliente es aire de recirculación (no calentado) con lo que se evitan las pérdidas de energía inherentes a la mezcla del aire calentado con el aire enfriado.

CALCULO DE LAS INSTALACIONES DE DOBLE CONDUCTO

Cálculo del flujo de aire:

El aire a suministrar a cada uno de los ambientes es calculado de la siguiente manera: se toma el flujo mayor entre los necesarios para satisfacer respectivamente las necesidades de enfriamiento y ventilación ( en verano).

El cálculo de la carga ambiente máxima simultánea (sensible y latente) de las zonas a servir permite determinar el punto de rocío del aparato necesario de la instalación, o lo que es lo mismo en la practica, la temperatura del conducto frío.

Para las condiciones de proyecto en época de verano, como ya se ha dicho, las temperaturas del conducto caliente será igual a la temperatura media de los ambientes más algunos grados debido al calentamiento del aire en el conducto de retorno y al calentamiento producido por el ventilador.

39 MGR UAMl


Para las condiciones de proyecto en época de invierno, la temperatura del conducto frío viene fijada normalmente entre los 13 y los 16 "C y la del conducto caliente entre los 35 y los 45 "C.

Es importante advertir que para cada local el flujo de aire suministrado se mantiene constante independientemente de las condiciones de funcionamiento; puede ser Únicamente de aire frío, de aire caliente o una mezcla de ambos.

Los flujos de aire requeridos en una instalación de doble conducto se obtienen de las ecuaciones 3.1 a 3.7.

Donde:

Ta = Temperatura de bulbo seco del ambiente en "C. Tf = Temperatura de bulbo seco del conducto frío en "C. T, = Temperatura de bulbo seco del conducto caliente en "C. q, = Calor total sensible ambiente máximo para las condiciones extremas de verano en kcal/h. q,, = Calor sensible ambiente máximo de zona para las condiciones extremas de verano en kcal/h. Q = Flujo total del ventilador de impulsión en m3/h. Qf = Gasto total de aire frío necesario para las condiciones extremas de verano en m3/h. Q, = Gasto de aire caliente total necesario para las condiciones extremas de verano en m3/h. Qfl, Qf2, etc. = Flujo de aire frío necesario para una zona en particular y para la máxima carga de verano. Qcl, QcZ, etc. = Flujo de aire caliente necesario para una zona en particular y para la máxima carga invernal. Qol, Qo2, etc. = Torrente de aire exterior de ventilación necesario para una zona en particular en m3/h. Qvl, Qv2, etc. = Gasto de aire total necesario para una zona en particular para satisfacer las exigencias de ventilación en m3/h.

Los índices de la ecuación 3.4 se refieren a un número de zonas arbitrario. Referida a las condiciones de proyecto de verano. Referida a las condiciones de proyecto de invierno.

1

2

3

40 MGR UAM I


R, = Relación entre el aire exterior y el aire total de la instalación.

Cada una de las ecuaciones 3.1, 3.2 y 3.3 permite determinar el aire necesario para satisfacer las exigencias de refrigeración y las de ventilación. El mayor de los tres será el elegido como flujo de aire de la zona, el cual se utilizará en la ecuación 3.4, se mantendrá constante independientemente de las condiciones de carga de la instalación.

El gasto total de la instalación debe ser igual a la suma de los flujos máximos de cada una de las zonas tal y como se indica en la ecuación 3.4. Las ecuaciones 3.5 y 3.6 nos permiten determinar la cantidad total de aire frío y caliente para la máxima carga de verano.

El segundo término del primer miembro de la ecuación 3.6 representa el calor derivado (by-pasado) en el conducto caliente para las condiciones de máxima carga de verano.

Las ecuaciones 3.5 y 3.7 nos permiten determinar los gastos totales de aire frío y caliente para las condiciones de proyecto en la época invernal. El segundo término del primer miembro de la ecuación 3.7 representa el efecto refrigerante del aire derivado en el conducto frío durante las condiciones extremas invernales.

Obsérvese que estos segundos términos de las ecuaciones 3.6 y 3.7 no constituyen penalizaciones de la instalación, sino que representan una parte de la carga de ventilación y tienen en cuenta el calentamiento debido al ventilador de impulsión.

Ejemplo:

Calcular los gastos de aire caliente y frío para las condiciones de proyecto en épocas de verano e invierno de una edificación que requiere las siguientes condiciones en las distintas estaciones:

En Verano: Temperatura de bulbo seco del ambiente ta= 26 "C. Temperatura de bulbo seco del aire en el conducto frío tr= 10 "C. Temperatura de bulbo seco del aire en el conducto caliente t, = 30 "C. Calor total sensible ambiente máximo para las condiciones extremas de

verano q,= 350,000 kcallh. En invierno:

Temperatura de bulbo seco del ambiente ta= 22 "C. Temperatura de bulbo seco del aire en el conducto frío tf= 13 "C. Temperatura de bulbo seco del aire en el conducto caliente t, = 45°C.

41 MGR UAMI


Calor total sensible ambiente máximo para las condiciones extremas de invierno q,= 425,000 kcallh.

El torrente total que maneja el ventilador de impulsión es de 100,000 m3/h.

Solución Funcionamiento de verano Sustituyendo valores en la ecuación 3.6 obtenemos que:

350,000 + 0.29 Qc (30-26) = 0.29 Qr (26-10).

Y de la ecuación 3.5 tenemos que:

1 OO,OOO = Qr + Qc.

Resolviendo el sistema de ecuaciones se obtiene que:

Qr = 80, 350 m3/h. Qc = 19, 650 m3/h.

Funciona m i e n t o de in vierno Sustituyendo valores de igual manera en las ecuaciones 3.6 y 3.5

obtenemos que:

Y I OO,OOO = Qr + Qc.

Resolviendo el sistema de ecuaciones se obtiene que:

Qr = 73, 900 m3/h. Q, = 26, 100 m3/h.

42 MGR UAM I


2.4.- Instalaciones de conducto dual (figura 26).

En este tipo de instalación cada zona a acondicionar recibe dos flujos de aire independientes denominados aire primario y aire secundario (con la posibilidad de ser mezclados), a diferencia de las instalaciones de doble conducto que cada recibe una mezcla de dos flujos de aire uno frío y otro cal ¡en te.

El aire primario (con flujo constante y temperatura variable) tiene las funciones de regular la humedad relativa ambiente, proporcionar el aire exterior necesario para satisfacer las necesidades de ventilación y contrarrestar las aportaciones de calor del exterior.

El aire secundario (con flujo variable y temperatura constante) tiene la misión de contrarrestar la carga sensible positiva, debida a la iluminación, personas y radiación solar.

Funcionamiento en verano: Existe un termostato ambiente Ts en cada zona a acondicionar, el cual

regula la cantidad de aire secundario en función de las necesidades de la misma actuando sobre las compuertas de las terminales.

La válvula montada sobre la batería de poscalentamiento del aire primario V2 es regulada por un termostato maestro que detecta la temperatura de el aire exterior.

Sobre la batería de precalentamiento del aire primario está montada la válvula VI que es controlada por el termostato TI, el cual determina la temperatura a la salida de dicha batería.

Un regulador de presión estática PI posiciona los distribuidores de aletas móviles del ventilador del aire secundario y del ventilador de recirculación.

Esta instalación con respecto a la de doble conducto tratada anteriormente presenta las siguientes ventajas:

Los conductos de distribución pueden ser de menores dimensiones ya que, para la carga máxima en verano, tanto el aire primario como el secundario (ambos a baja temperatura) son empleados para contrarrestar la carga sensible ambiente. La regulación de la humedad relativa ambiente se realiza independientemente de la regulación de la temperatura. Los flujos de aire pueden ser distribuidos independientemente. Durante la noche es posible hacer funcionar Únicamente el ventilador del aire primario. En las estaciones intermedias puede suministrarse a los locales a acondicionar como fluente secundario aire directamente del exterior.

43 MGR UAM I


Como ya se mencionó el aire primario sirve fundamentalmente para contrarrestar la carga sensible ambiente debida a la transmisión térmica con los alrededores, en verano la temperatura del aire primario es inferior a la temperatura ambiente, generalmente para las condiciones de diseño ésta suele ser de 11°C.

Terminal de aire

............................................................... ~ primario

I I I I Caja de

-ífica

Distribi alabes

Figura 26. Instalación de conducto dual.

44 MGR UAMI


3. INSTALACIONES AIRE-AGUA

3.1 .- Instalaciones de inducción.

3.la.- Instalación de inducción a dos tubos (figura 27).

Un flujo de aire proveniente del exterior (aire primario) es precalentado y posteriormente tratado en una batería de enfriamiento y deshumidificación, A la salida es enviado a alta presión y velocidad hasta los acondicionadores de inducción instalados en los diferentes locales a acondicionar térmicamente.

AI salir el aire primario a alta velocidad por las toberas de los acondicionadores de zona se crea una región de depresión que induce un cierto flujo de aire ambiente (denominado aire secundario) ambos atraviesan las baterías de los respectivos acondicionadores de inducción. Dichas baterías están alimentadas por agua refrigerada en las estaciones calurosas.

La mezcla de aire primario (tratado centralmente) con el aire secundario (tratado localmente) es distribuida posteriormente en la habitación. La relación de inducción es la dependencia que existe entre los flujos de aire primario y de aire secundario (inducido), comprendida normalmente entre los valores 1 :3 y 1 :6’.

Esta instalación presenta la ventaja de tener una mejor regulación de la temperatura del local a acondicionar independientemente de las necesidades de ventilación y del control de la humedad relativa. Permite obtener la neutralización de un elevado porcentaje de calor sensible ambiente (hasta de un 80%) mediante el tratamiento del aire secundario.

El aire primario además de satisfacer las exigencias de ventilación, regulación de la humedad relativa y suministrar la energía necesaria para transportar el aire secundario, sirve también para neutralizar la carga térmica ambiente debida a la transmisión de calor del exterior. El resto de las cargas sensibles del local son neutralizadas por el aire secundario, que es enfriado localmente en las baterías de los inductores alimentadas con agua a una temperatura inferior al punto de rocío del aire climatizado, con el fin de evitar la condensación del vapor.

Funcionamiento en verano: El termostato T3 posiciona la valvula de tres vías V3 de tal manera que la

temperatura del aire a la salida de la batería de enfriamiento y deshumidificación (acondicionador primario) permanezca constante.

La relación de inducción varía con el tipo de acondicionador y con la disposición y número de 1

toberas.

MGR UAM I 45


El termostato maestro T4 situado sobre el aire exterior comanda el termostato submaestro T5 que regula el poscalentamiento del aire de cada zona actuando sobre la válvula motorizada Vq, El termostato T8 mantiene constante la temperatura de salida del agua de refrigeración.

En la figura 28 se muestran sobre el diagrama Carrier las transformaciones psicométricas propias de una instalación de inducción en épocas calurosas.

oA

L

.' OA

L X kg vapor kg aire seco

T ("C)

Figura 28. Ciclo psicométrico de una instalación de inducción a dos tubos sobre el diagram a Carrier.

Los diferentes puntos que se muestran en el diagrama tienen el siguiente sign if i cado:

A : Temperatura del aire exterior. B : Temperatura del aire ambiente. C :Temperatura del aire primario a la salida de la batería de enfriamiento

C' : Temperatura del aire después de pasar por el ventilador. C": Temperatura del aire primario a su llegada a las toberas del

D : Temperatura del aire secundario a la salida de la batería de

E : Temperatura de la mezcla del aire primario con el secundario.

y des hu m id if i caci ón .

acondicionador de inducción.

inducción.

MGR UAM I 46


Este tipo de instalaciones son utilizadas para climatizar zonas perimetrales de edificios con un coeficiente de ocupación de aproximadamente una persona por cada 7m2, caracterizados por poseer cargas latentes relativamente pequeñas con respecto a las cargas sensibles, con oficinas, hoteles, hospitales, etc.

Características representativas:

a) El flujo de aire exterior con respecto a una instalación de todo aire puede reducirse hasta en un 20 o 25%, es decir sin necesidad de efectuar ninguna recirculación.

b) Se evitan las mezclas de aire provenientes de otras habitaciones.

Cálculo de los flujos de aire primario y selección de los i nductores.

AI seleccionar un inductor para una zona determinada deben tenerse en cuenta las diferentes funciones que éste debe cumplir:

0 El inductor debe tener la potencia necesaria para contrarrestar la maxima carga sensible del ambiente a acondicionar. Debe suministrar el flujo de aire primario para anular la carga latente ambiente y satisfacer las exigencias de ventilación de la habitación.

A continuación se describe un método para seleccionar a los inductores, referido esencialmente al caso de una instalación sin subdivisión en zonas del aire primario, es decir con una Única temperatura de postcalentamiento':

1. Una vez calculado el calor sensible ambiente q, de cada una de las zonas, se realiza la primera selección del inductor basada en una temperatura del agua secundaria de 12 Ó 13 "C y una temperatura del aire primario de 13 "C.

2. Para cada zona y consiguientemente para cada sección se calcula la relación Q,/T (gasto de aire primario expresado en m3/h por grado centígrado de temperatura).

Sería conveniente que la relación Q$r sea la misma para todas las habitaciones de la zona. En este caso el flujo de aire postcalentado que llega a los locales sería el necesario para contrarrestar las pérdidas térmicas por transmisión del mismo.

2En el esquema de la figura 27 la dos baterías de postcalentamiento montadas en los conductos serán sustituidas por una sola batería situada inmediatamente en antes del ventilador.

MGR UAMI 47


3. En la práctica no es posible lograr que las relaciones QJT de cada zona sean iguales. En ocasiones, para conocer el gasto de aire primario a introducir alguna zona se multiplica la relación Q$r por la temperatura T de la misma. Pero la relación Qp/T debe ser fija para poder seleccionar a los inductores, de donde se deriva la importancia de elegir la relación adecuada. En primera instancia puede elegirse la correspondencia máxima con el inconveniente de que al ser multiplicada por la temperatura de una zona determinada el flujo de aire correspondiente sería muy elevado con respecto a las necesidades de la mayor parte de ellas y las unidades de inducción estarían sobredimensionadas.

Se recomienda que en la selección final de los inductores esté basada en un flujo de aire igual o superior al determinado por medio de la relación QJT mínima.

Para las habitaciones en pisos altos y en caso de que los conductos no estén aislados, los flujos de aire primario determinados tomando como base la relación QJT mín., deben ser aumentados entre un 10 y un 20%, para tener en cuenta el calentamiento del aire primario en los conductos.

4. En la mayor parte de los casos, la temperatura del aire primario en las unidades de inducción se toma igual a la temperatura de éste a la salida de la batería de deshumidificación del acondicionador primario más el aumento de temperatura debido al ventilador y al calentamiento del aire en los conducto. Sin embargo, de acuerdo con lo dicho, las unidades de los Últimos pisos deberían ser seleccionadas teniendo en cuenta un ulterior aumento de temperatura de 1 Ó 2 "C en el caso de que los conductos no estuviesen aislados.

5.- La presión del aire primario en las toberas de la unidad debe ser compatible con el nivel sonoro admisible.

3.1 b. Instalaciones de inducción a tres tubos (figura 29).

En este tipo de instalaciones cada acondicionador de inducción es alimentado por dos tuberías una de agua fría y otra de agua caliente, ambas están conectadas al aparato mediante una válvula especial no mezcladora de tres vías (que evita que ambos fluidos puedan llegar simultáneamente a un mismo aparato), modula los gastos de agua fría o caliente en función de las necesidades del termostato ambiente.

A la salida de la batería del inductor ambas corrientes se unen en una sola tubería de retorno a la térmica o frigorífica.

El aire primario conserva la misión de regular la humedad relativa ambiente, ventilar los locales acondicionados e inducir el aire secundario. El

MGR UAMl 48


aire secundario se encarga de neutralizar la carga sensible ambientes. El aire primario en todas las instalaciones es enviado a una temperatura comprendida entre los 1 O y los 13 "C.

En este tipo de instalaciones no existe la eventualidad de tener que postcalentar el aire primario y posteriormente neutralizar el calor aportado por dicho aire a las diferentes zonas mediante un consumo de agua fría en el circuito secundario. Esta circunstancia es típica en las instalaciones de inducción a dos tubos durante las épocas calurosas.

Sin embargo en las instalaciones a tres tubos existe una pérdida de energía como consecuencia de la mezcla que se realiza en la tubería de retorno común, entre el agua procedente de los circuitos secundarios calientes y fríos.

El esquema de la figura 29 muestra algunas características particulares destinadas a obtener un enfriamiento ventajoso del agua durante las estaciones intermedias utilizando directamente el agua que procede de la torre de enfriamiento. Esto se obtiene parando las bombas de recirculación del agua fría del circuito primario. Se posicionan las válvulas A, B y C por medio del interruptor SI, de manera que la bomba secundaria de agua fría envíe agua de recirculación a traves de la válvula C hacia el intercambiador X,.

Funcionamiento de verano: Durante la época de verano la bomba primaria hace circular el agua fría a

través del evaporador del circuito primario, posteriormente es circulada por la batería de enfriamiento y deshumidificación del aire, a continuación es enviada a el intercambiador X2, donde existe una transferencia de calor con el agua proveniente del circuito secundario.

Las válvulas A, B y C son posicionadas por el interruptor SI de manera que la bomba de velocidad variable del circuito frío secundario envíe el agua de retorno al intercambiador X2 y posteriormente a través de la válvula B, a las unidades de inducción que requieran frío. Simultáneamente la bomba de velocidad variable del circuito caliente secundario envía el agua de retorno a la válvula C y por lo tanto al intercambiador XI. Así mismo es enviada agua a la válvula A por consecuencia al intercambiador X3 y posteriormente a los inductores que necesiten agua caliente. Por lo que se refiere a la misión de los principales componentes se puede mencionar los siguiente:

Acondicionador primario: Filtra y deshumidifica el aire primario en verano.

Circuito primario: Evita que para cargas reducidas en épocas d e verano el flujo que atraviesa el evaporador del grupo frigorífico se reduzca notablemente y con ello provocar congelación de agua.

MGR UAMI 49


lntercarnbiador XI : La función de este intercambiador es de precalentar el agua caliente del circuito secundario durante las épocas de verano.

lntercarnbiador X2 : Se dimensiona normalmente para enfriar el agua del circuito frío secundario hasta una temperatura de 10 a 13 "C utilizando agua primaria de alimentación a 5 Ó 6 "C. La temperatura del agua secundaria a la salida del intercambiador se mantiene constante por medio del termostato TI que modula la válvula VI.

lntercarnbiador X3 : Tiene la misión de calentar el agua del circuito secundario y, por lo general, se sobredimensiona con respecto a las exigencias de la época. La temperatura del agua caliente del intercambiador es regulada por un termostato maestro TJ.

La temperatura del aire primario a la salida de la batería del acondicionador primario se fija normalmente entre 9 y 12 "C, esta temperatura debe satisfacer las exigencias de la carga latente de los locales. El agua fría del circuito primario es producida a una temperatura comprendida entre los 5 y los 6 "C. La del circuito secundario debe ser establecida de manera que se evite la condensación de la humedad del aire ambiente sobre la batería del inductor, normalmente se adoptan temperaturas comprendidas entre 1 O y 1 1 "C.

En el caso de edificios que requieran separada pero simultáneamente enfriamiento y calefacción, las pérdidas debidas a la mezcla de agua secundaria fría y agua secundaria caliente en la tubería de retorno común pueden ser particularmente elevadas a causa de las diversas cargas térmicas (positivas o negativas) de las diferentes zonas. Puede ser conveniente en este caso subdividir las tuberías de retorno en zonas, enviando el agua relativamente fría que proviene de las zonas que exigen refrigeración a la central frigorífica y el agua relativamente caliente que proviene de las zonas que necesitan calefacción a la central térmica. Esto se obtiene conectando cada tubería de retorno a un colector caliente y a un colector frío por medio de una válvula de tres vías con dos posiciones. Cada válvula está comandada por un termostato cuyo bulbo sensible está montado sobre el agua de retorno y que en función de la temperatura de la misma abre la vía de conexión al colector caliente o al colector frío.

Las instalaciones de inducción a tres tubos han sido muy empleadas en edificios con grandes superficies vidriadas, diferentes orientaciones y sombras móviles, caracterizados por requerir simultáneamente calor y frío durante largos períodos del año.

Su principal inconveniente estriba en la mezcla que se realiza entre el agua fría y el agua caliente en la tubería de retorno de los inductores, lo que provoca que el costo de operación sea elevado.

~~

MGR UAMI 50


' 1 T

Válvula de manutención

T I T - j ! T

................................................................................................................

'x

. . . .

c i :-@ I :

I : I : 1 : I : I . I : I : 1 : 1 :

Batería de enfriamiento Ventilador de aire y deshumidificación prim ario Vasos de

expansión

Torre de

: I

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lntercambiador X, : I

L

............ t .................... : I

Válvula de ' I

Da : : I I Condensador : I 1 , . : I

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............

.................

.................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .........

Bomba secundaria de agua caliente

. .... ........... \ ......... \ ......... \ .......... \

T - Figura 29. Instalación de inducción a tres tubos.

Termostato maestro exterior

Frío 1

MGR UAM I 51


3 . 1 ~ . Instalaciones de inducción a cuatro tubos.

El funcionamiento de esta instalación en lo que se refiere a la regulación de las condiciones termohigrométricas ambientales es idéntica al de las instalaciones de inducción a tres tubos.

La diferencia principal entre estos dos tipos de instalaciones radica en el hecho de que agua fría y el agua caliente que circulan por las baterías de los inductores no se mezclan en la tubería de retorno común, sino que llegan respectivamente a una tubería de retorno frío y a una tubería de retorno caliente para ser enviada correspondiente mente a la central térmica o frigorífica.

De esta manera se evita la pérdida de energía térmica que se produce en las instalaciones de inducción a tres tubos debidas a la mezcla del agua fría con el agua caliente.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

i v, Frío Frío 1 7; I : Calor Calor

Figura 30. Instalación a cuatro tubos. Regulación de los inductores.

La figura 30 muestra esquemáticamente el sistema de regulación de un inductor con una sola batería empleado tanto para refrigeración como para ca I ef acci ó n .

Funcionamiento: Cuando disminuye la temperatura ambiente la válvula modulante no

mezcladora VI3 reduce el flujo de agua enfriada admitida en el acondicionador, mientras que la válvula desviadora de dos posiciones V2 envía el agua a la salida de la batería al retorno frío.

Una posterior disminución de la temperatura ambiente hace que la válvula VI se sitúe en una posición neutra impidiendo el paso del fluido a través de la misma. Si la temperatura disminuye todavía más se produce el cambio de la válvula Va admitiéndose agua caliente en la batería por medio de la válvula VI.

Está válvula es análoga a la empleada en las instalaciones a tres tubos. 3

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Las válvulas V, y V2 pueden ser sustituidas por una sola válvula de seis vías que ejecuta la función combinada de las dos válvulas de tres vías. En este caso el acoplamiento mecánico garantiza mejor que en el caso de las dos válvulas la secuencia de funcionamiento.

Las bombas de los circuitos secundarios de agua caliente y de agua fría están continuamente en marcha excepto en los períodos de carga máxima de verano o de invierno, durante los cuales una de ellas puede ser parada.

Este tipo de instalación con respecto a la instalación de inducción a tres tubos presenta mayor costo inicial, pero menor costo de operación.

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3.2.- Instalaciones “fan-coils’’ con aire primario.

Con este tipo de instalaciones las condiciones termohigrométricas de los ambientes son reguladas por medio de unos acondicionadores instalados en los locales a climatizar conocidos como “fan-coils”, los cuales están constituidos esencialmente por un electroventilador centrífugo de varias velocidades, una sección de filtros, una batería y una bandeja que recoge la condensación.

Este sistema tiene dos posibilidades de tratamiento del aire exterior:

1.

2.

Acondicionar centralmente el aire exterior (aire primario), y distribuirlo a los locales por medio de un sistema de conductos y rejillas, únicamente el aire de recirculación es tratado en el acondicionador fan-coils. Proveer al fan-coils de una toma de aire exterior (del 20 al 25% del aire total), por lo que la instalación trata una mezcla de aire exterior con aire de recirculación.

Es importante notar que en el primer tipo de instalaciones en condiciones de verano los fan-coils tienen únicamente la misión de realizar un enfriamiento sensible del local, siendo la carga latente controlada centralmente con el aire primario. Por otro lado el segundo tipo de instalaciones controla la carga latente ambiente con deshumidificación realizada localmente.

Los fan-coils son empleados normalmente para climatizar zonas perimetrales de edificios con capacidad media, también son adecuados para climatizar zonas de hasta seis metros de profundidad, son aconsejables en hospitales.

Para regular la temperatura ambiente existen diferentes posibilidades:

a) Puede regularse manualmente la velocidad de rotación del electroventilador, por lo general los fan-coils tienen tres velocidades de funcionamiento: máxima, media y mínima.

b) Colocando un termostato ambiente que controle el electroventilador. c) La regulación puede ser efectuada sobre el flujo de agua sobre la batería,

mediante válvulas de dos o tres vías dirigidas por un termostato ambiente.

Algunas de las ventajas que representa este tipo de instalaciones pueden resumirse en los siguientes puntos:

4 Baja inversión inicial de las instalaciones que no manejan aire primario. + Dimensiones reducidas. + Fácil adaptabilidad a las exigencias de los ambientes a climatizar. 4 Posibilidad de regular individualmente la temperatura ambiente. + No existe recirculación de aire entre los locales.

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+ Posibilidad de parar individualmente una unidad o grupo de unidades, con la correspondiente disminución del costo de operación. + Posibilidad de enfriar simultáneamente algunos locales y calentar otros.

3.2a. Instalaciones “Fan-coils” a dos tubos con aire primario (figura 30).

Este tipo de instalaciones es análogo desde el punto de vista termohigrométrico al de las instalaciones de inducción a dos tubos. Sin embargo, el aire exterior (primario) tratado centralmente es distribuido directamente a los diferentes ambientes por medio de una red de conductos y rejillas, con la función de neutralizar las cargas latentes, en los fan-coils solo es tratado aire de recirculación.

La regulación en verano del acondicionador primario es igual al de la instalación de inducción a dos tubos. El agua fría proveniente de la central frigorífica es enviada a la batería de deshumidificación con el fin de llevar el aire exterior hasta las condiciones requeridas por el ambiente.

La válvula VI que es comandada por un termostato cuyo bulbo está montado sobre el agua fría, mezcla un cierto caudal de agua fría que llega del circuito primario con otra cierta cantidad de agua de recirculación, de manera que la temperatura de la superficie de la batería del fan-coils se mantenga constante y superior a la temperatura de rocío del aire ambiente, evitando con esto la formación de condensados sobre la superficie.

En estas condiciones la válvula V2 montada sobre el circuito de agua caliente permanece cerrada.

El cálculo de las instalaciones de aire primario, en su totalidad aire exterior, se realiza como en el caso de las instalaciones de inducción a dos tubos, calculando para cada ambiente la relación Q$T entre el flujo de aire primario de ventilación Q, y la transmisión por grado de diferencia de temperatura T a través de las estructuras exteriores.

La relación Q,,íT media es tomada como base para el cálculo de los gastos de aire primario que son obtenidos para cada zona, multiplicando la relación indicada por el valor de su temperatura T correspondiente. El flujo total de aire primario viene dado por la suma de los flujos de cada un de los diferentes I oca I es.

Los sistemas fan-coils son seleccionados en verano, para un potencial igual al calor sensible ambiente menos el enfriamiento sensible producido por el aire primario.

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Agua de 4p recirculación

Fan - coils

V3

Vaso de expansión

lntercambiador de

Impulsión de agua

precalentamiento deshumidificación

Figura 30. Instalaciones fan-coils a dos tubos con aire . . -I. - ̂_. -

3.2b. Instalaciones “Fan-coils” a tres tubos con aire primario (figura 31).

Este tipo de instalación es termohigrometricamente hablando análoga a una instalación de inducción a tres tubos. En ella el aire primario tratado centralmente es conducido a los locales por medio de una red de conductos y rejillas, tiene la misión de regular la humedad relativa ambiente y proveer la ventilación adecuada.

La diferencia fundamental entre estos dos tipos de instalaciones radica en la sustitución de los acondicionadores de inducción por fan-coils, cada uno

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de los cuales está conectado mediante una válvula no mezcladora de tres vías al circuito de alimentación de agua fría de y agua caliente, en el extremo opuesto está conectado a una tubería de retorno común.

En función de las necesidades detectadas por un termostato ambiente los fan-coils son alimentados por un flujo variable de agua fría o caliente. De este modo es posible mantener en el ambiente una temperatura comprendida entre los 21 y los 26 "C, independientemente de la orientación del edificio.

Retorno de 4-. tOdOSlos

Impulsión de agua fría

\ Impulsión de agua caliente

.

Bombas de velocidad variable Vapor

lntercambiador calentado1

$0

Vaso de expansión n L

Impulsión de agua caliente a todos los aparatos

Impulsión de agua fría a todos los aparatos

I Evaporad or

Fi It ros Batería de postcalentamiento

Aire eyt F! ri n r b

I Batería de / Bateha de Ventilador precalentamiento deshumidificación

Acondicionador de aire primario

Figura 31. Instalación Fan- coils a tres tubos con aire primario.

MGR UAMl 57


La figura 31 muestra el esquema simplificado de una instalación de fan- coils a tres tubos con aire primario, desde el punto de vista hidráulica está instalación es de enfriamiento directo con retorno común.

Para evitar que la temperatura del agua que circula por el evaporador pueda llegar a disminuir hasta el congelamiento se realiza una derivación (by- pass) entre los flujos de ida y de retorno. El circuito de agua fría envía all acondicionador de aire primario agua a una temperatura comprendida entre los 5 y 7.5 “C, mientras que la temperatura del agua fría enviada al circuito secundario es regulada por un termostato que actúa sobre las válvulas modulantes VI y v3, de manera que mantenga constante su temperatura a un nivel elevado como para evitar condensaciones de la humedad ambiente sobre al batería del fan-coils.

La temperatura del agua caliente secundaria deberá ser Io suficientemente elevada como para permitir la calefacción de los locales cuando los fan-coils funcionen a velocidad mínima. Cuando la temperatura del aire exterior aumente, la temperatura del agua caliente secundaria debe ser convenientemente reducida.

A la salida de cada fan-coils es necesario instalar una válvula de retención tanto para evitar una inversión de flujo en algún caso especial, como para permitir que la instalación funcione a dos tubos en los períodos de máxima carga en verano.

Desde el punto de vista funcional esta instalación puede considerarse en edificios con grandes superficies vidriadas con sombras móviles y que necesiten simultáneamente enfriamiento y calefacción.

La mezcla de agua fría con agua caliente en la tubería de retorno común da lugar a una pérdida de energía que puede llegar a ser muy importante en días soleados y caracterizados por temperaturas exteriores comprendidas entre -5 y 16°C aproximadamente.

3 . 2 ~ . Instalación “Fan-coils” a cuatro tubos con aire primario (figura 32).

Con respecto a la instalación fan-coils a tres tubos, ésta se caracteriza por un mayor costo inicial, pero un menor costo de operación, en lo que se refiere al confort térmico que puedan proporcionar al ambiente son equivalentes.

Su funcionamiento es similar al de las instalaciones de inducción a tres tubos, con la diferencia de que las corrientes de retorno fría y caliente son trasladas a sus centrales en tuberías por separado.

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Tanto los fan-coils como los inductores pueden ser del tipo de doble batería con dos válvulas de regulación sobre el circuito caliente y frío, ambas comandadas

n Retorno de agua caliente Vasos de expansión

Retorno de agua fría

I Bombas de velocidad variable

Impulsión de agua fría \

r

Vapor o agua ca I ¡en te

lntercambiador calentador

$0 v1

T I Fan-coils I

I

T

I T

2

d Impulsión de agua caliente a todos los aparatos

Impulsión de agua fría a todos los aparatos

1 T,

- - Evaporador

Batería de postcalentamiento Fi It ros

Aire mterinr

Batería de / Bateha de Ventilador precalentamiento deshumidificación

Acondicionador de aire primario

1. Versión con batería, válvula no mezcladora a la entrada y desviadora a la salida 2. Versión con doble batería y válvulas funcionando en secuencia.

Figura 32. Instalación Fan- coils a cuatros tubos con aire primario. - MGR UAM I 59


en secuencia (opción 2, figura 32), o del tipo de una sola batería con válvula de tres vías no mezcladora a la entrada de la batería y valvula de dos posiciones a la salida de la misma (opción 1, figura 32).

El flujo de aire primario tratado en el acondicionador central es fijado tomando como base las exigencias de ventilación y de deshumidificación de los locales, y es enviado a una temperatura comprendida entre los 10 y los 13 "C en épocas calurosas.

El agua fría a la salida de la central frigorífica es enviada a la batería de deshumidificación del acondicionador central, mientras que el agua fría del circuito secundario se obtiene mezclando agua del circuito primario con agua del circuito secundario.

La temperatura de la mezcla se regula por medio de un termostato que modula las válvulas VI y VJ de manera que la temperatura de dicha agua se mantenga lo suficientemente elevada como para evitar la condensación de la humedad del ambiente sobre la superficie de los fan-coils.

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4. INSTALACIONES TODO AGUA

4.1 .- Instalaciones “fan-coils”.

4.1 a.- Instalaciones “fan-coils” a dos tubos (figura 33).

Este tipo de instalaciones es utilizado principalmente para acondicionar zonas perimetrales de edificios.

Para satisfacer las exigencias de ventilación del ambiente estos aparatos están dotados por una toma de aire exterior, que permite mezclar el aire de recirculación con un cierto flujo de aire exterior. Esto diferencia las instalaciones fan-coils todo agua con las instalaciones aire-agua estudiadas anteriormente, en las que el aire exterior de ventilación era tratado centralmente y realizaba funciones análogas a las desarrolladas en las instalaciones de inducción.

Las instalaciones fan-coils a dos tubos es adecuada principalmente para locales que requieran únicamente enfriamiento o calentamiento. En el caso de que algunos edificios presenten tanto cargas positivas como negativas es necesario realizar una subdivisión en zonas del agua de alimentación de los aparatos de manera que los de una zona puedan ser alimentados con agua caliente y los de otras zonas con agua fría.

Esta instalación presenta una versión económica de la instalación de acondicionamiento con funcionamiento durante todo el año y está caracterizada por una cierta falta de control de la humedad relativa ambiente, el control de la carga latente depende de la carga sensible.

Funcionamiento en verano:

La regulación efectuada parando y poniendo en marcha el ventilador con variación manual de la velocidad de rotación lleva a variaciones bastante sensibles de la temperatura ambiente y a una regulación bastante buena de la humedad relativa. Esto es debido a que la temperatura de la superficie de la batería del fan-coils (recorrida por un flujo constante de agua fría) disminuye con la carga sensible ambiente.

La figura 33 representa esquemáticamente un tipo de instalación de fan- coils a dos tubos con regulación de la temperatura ambiente realizada mediante termostatos de dos posiciones que paran y ponen en marcha los motores de los ventiladores. A esta posibilidad se le añade la posibilidad de variar manualmente la velocidad del ventilador y consiguientemente el flujo de aire tratado.

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Obsérvese que en este régimen de funcionamiento los fan-coils están alimentados con agua fría procedente de la central de la central frigorífica, mientras que la central térmica es interceptada por una serie de válvulas. La temperatura del agua fría en los circuitos hidráulicos de cada zona es mantenida constante por un termostato cuyo bulbo sensible está situado en la impulsión de la bomba de cada zona que modula una válvula de tres vías V2. Los termostatos ambientes T paran los ventiladores cuando la temperatura ambiente disminuye.

Vaso de expansión

Fan-coils

Evaporad or v2 E

P1

b

A las otras zonas

E

De las otras zonas

De la central A la central térmica térmica

Figura 33. Instalación de fan-coils a dos tubos.

Cuando la regulación de la temperatura ambiente sea efectuada por medio de termostatos modulantes que actúen sobre válvulas de dos vías (figura 34) será generalmente necesario proveer a las bombas de circulación de cada zona de una derivación (by-pass).

Con esto se impide que cuando el flujo de agua fría utilizada por los fan- coils disminuya, la altura manométrica de las bombas se eleve a valores demasiado altos. Con esto no será necesario realizar una derivación (by-pass) de las bombas (para recircular un cierto gasto de agua) cuando sobre los fan- coils se monten válvulas modulantes de tres vías.

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lntercam biador Impulsión de agua

En el esquema de la figura 34 cuando una zona necesita frío, la válvula de dos posiciones VI es posicionada de manera que toda el agua de recirculación de la zona pase al circuito primario a través del evaporador del grupo frigorífico donde es enfriada antes de volver a la bomba de zona por medio de la válvula VI. En estas condiciones, la valvula V2 montada en el circuito de vapor permanece cerrada.

Vaso de exnnnsihn

Evaporador Retorno de agua refrigerada de todas las zonas

Figura 34. Instalación “Fan-coils” a dos tubos.

La temperatura del agua fría se mantiene constante entre los 5 y 7 “C.

La difusión de las instalaciones de fan-coils de dos tubos es debida además de su bajo costo inicial a la elasticidad de la instalación que permite regular la temperatura local por local, a la falta de recirculación entre los diferentes ambientes acondicionados y a la posibilidad de parar varias unidades, lo que resulta particularmente Útil en edificios con ocupación variable.

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Cada fan-coils debe ser dimensionado tomando como base el calor sensible ambiente, el calor latente ambiente y el flujo de aire exterior introducido.

4.1 b.- Instalaciones “Fan-coils” a tres tubos (figura 35).

Este tipo de instalaciones permite superar las limitaciones propias de la instalación fan-coils a dos tubos de no poder enfriar unos locales y calentar otros. Como ya se vio anteriormente esta limitación era superable realizando una subdivisión en zonas del agua de alimentación, frecuentemente difícil o imposible de realizar por la presencia de sombras variables sobre las fachadas de los edificios o por problemas estructurales.

Con la adopción del sistema de tres tubos el problema se resuelve totalmente ya que cada fan-coil puede tomar, según las necesidades detectadas por el termostato ambiente, agua fría o agua caliente. Las válvulas de tres vías evitan que puedan pasar simultáneamente dos fluidos por el mismo equipo.

Retorno de todos Vaso de los aparatos expansión

Fan-coils

ITI

Bomba de velocidad variable

Fan-coils I A

Suministro de agua caliente a los demás aparatos

Suministro de agua

aparatos pbfría a los demás

Evaporador

Figura 35. Instalación de fan-coils a tres tubos

MGR ~

UAMI 64


El esquema de la figura 35 muestra un sistema de enfriamiento directo con retorno común. Para evitar que los flujos de agua refrigerada que pasan por el evaporador del grupo frigorífico puedan reducirse a valores particularmente bajos con el consiguiente peligro de congelación de agua en condiciones de carga parcial, se debe realizar una derivación (by-pass) entre la ida y el retorno.

La regulación de las bombas de velocidad variable se realiza mediante presostatos diferenciales y de la regulación de la temperatura del agua caliente del circuito secundario.

Como en la instalación en estudio la deshumidificación tiene lugar en la batería de los fan-coils, el agua fría es distribuida a una temperatura de 5 a 7 "C en contraposición a lo que se realizaba en la instalación correspondiente con aire primario en la que la deshumidificación era centralizada.

Para limitar las pérdidas por mezcla en el retorno común es necesario que los fan-coils tengan reguladores de velocidad desprovistos de la posición de parada.

Con este tipo de instalación se mejora notablemente el control de la temperatura ambiente en épocas intermedias con respecto al de una instalación de dos tubos y su instalación debe ser particularmente considerada en el caso de edificios con grandes superficies vidriadas y con sombras variables

4.lc.- Instalaciones "fan-coils" a cuatro tubos (figura 36).

La instalación es por lo que se refiere a sus características funcionales idéntica a la de tres tubos con la excepción de que el circuito con cuatro tubos permite como ya es conocido evitar las pérdidas por mezcla entre el agua caliente y el agua fría en el conducto de retorno común.

La figura 36 representa un esquema simplificado de las instalaciones de fan-coils a cuatro tubos. Los aparatos que necesitan frío son alimentados con agua mantenida a una temperatura constante entre los 5 y 7 "C, para asegurar que se realiza una deshumidificación del aire tratado por los fan-coils independientemente de las condiciones de carga.

Un presostato diferencial con tomas de presión antes y después del evaporador modula la valvula situada en la derivación del evaporador de manera que se mantenga aproximadamente constante el flujo de agua a traves de éste independientemente de los requerimientos del ambiente a acondicionar.

Por lo que se refiere a la bomba de circulación de agua caliente observése que esta debe estar provista de una derivación (no indicada en la

MGR UAM I 65


figura) con válvula automática. La válvula es regulada por un presostato diferencial con tomas de presión antes y después de la bomba para mantener constante la altura manométrica desarrollada por ésta.

Este tipo de instalación con respecto a la anterior presenta un menor costo de operación pero un mayor costo inicial.

Vasos de expansión

Retorno de agua caliente e-- - Retorno de agua fría

Fan-coils

velocidad variable

de calentador P Evaporador

Fan-coils

Suministro de agua caliente a todos los a pa rat os

Suministro de agua fría a todos los

-aparatos

1 .- Versión con simple batería válvula no mezcladora a la entrada y desviadora a la salida. 2.- Versión con doble batería y válvulas funcionando en secuencia.

Figura 36. Instalación de fan-coils a cuatro tubos.

MGR ~ ~~

UAM I 66


5. INSTALACIONES CON FLUIDO REFRIGERANTE

5.1 .- Acondicionadores de Ventana.

Estos acondicionadores nacieron como consecuencia de la necesidad de reducir el costo inicial de las instalaciones de acondicionamiento de pequeñas potencias.

Los acondicionadores autónomos de tipo monobloc están compuestos por los elementos necesarios para el tratamiento del aire (electroventilador para la circulación del aire acondicionado y del aire exterior de condensación, filtros, batería de enfriamiento y deshumidificación de expansión directa), por los elementos de la central frigorífica (compresor, condensador) y son ensamblados en fábrica junto con todos los elementos de regulación necesarios, las conexiones, etc. A una de las unidades monobloc más pequeñas pertenecen los acondicionadores de ventana.

Se construyen normalmente con condensador refrigerado por aire, compresor hermético sellado y tubo capilar para la expansión del refrigerante. Se instalan en ventanas o muros de manera que puedan ceder al aire exterior el calor de condensación y eliminar simultáneamente el agua condensada.

Pueden instalarse también en el interior de un local para que funcionen como deshumidificadores. En este caso originan un cierto calentamiento del local que contribuye a la disminución de la humedad relativa ambiente.

Mientras que los acondicionadores de ventana son aptos para climatizar un limitado número de locales, su utilización para el acondicionamiento de oficinas enteras o edificios presenta muchas limitaciones.

Con respecto a una instalación de tipo central un acondicionador de ventana presenta la ventaja de tener un menor costo inicial y una facilidad de instalación enorme sobre todo en el caso de que el edificio esté ya terminado. Es mas puede afirmarse que en este caso ésta es la Única solución económ ¡cam en te renta b I e.

Los acondiciones de ventana tiene una amortización con respecto a las instalaciones de tipo central (son necesarios aproximadamente 8 o 1 O años), así como menores gastos de operación y mantenimiento. La filtración que puede obtenerse y el nivel de rumorosidad no pueden compararse con los de una instalación de tipo central.

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5.2.- Acondicionadores de ventana con bomba de calor.

A una máquina se le puede hacer funcionar de manera que absorba calor de un ambiente exterior más frío (aire agua) y suministrarlo conjuntamente con el equivalente térmico del trabajo empleado en la compresión a un ambiente que se desee calentar. A dicha máquina se le denomina bomba de calor, ya que realiza un intercambio de calor desde un nivel de temperatura más bajo hasta otro más elevado.

Los acondicionadores de ventana pueden ser construidos con bomba de calor, con Io que permitirían además del acondicionamiento de verano calentar los locales en épocas de invierno.

Las bombas de calor se clasifican normalmente en función del fluido del que se sustrae el calor y de aquel al que dicho calor es cedido y según el circuito empleado para realizar la conmutación’, para pasar del proceso de enfriamiento al proceso de calefacción.

Se distinguen los siguientes modelos de bomba de calor:

1. Aire-aire con conmutación sobre el circuito de aire. 2. Aire-aire con conmutación sobre el circuito refrigerante. 3. Agua-aire con conmutación sobre el circuito refrigerante. 4. Aire-agua con conmutación sobre el circuito refrigerante. 5. Agua-agua con conmutación sobre el circuito del agua.

Las consideraciones que se harán a continuación se refieren a la bomba de calor del modelo aire-aire con conmutación sobre el circuito del refrigerante que representa la versión mas difundida en el campo de los acondicionadores de ventana.

La figura 37 es una representación esquemática del circuito de refrigeración de un acondicionador de ventana con bomba de calor. En régimen de verano, el refrigerante sigue el recorrido indicado en las flechas de trazo continuo, el gas refrigerante enviado por el compresor a través de la válvula de cuatro vías llega a el condensador que se encuentra en la parte exterior del edificio. El refrigerante líquido pasa por la válvula de expansión antes de llegar al evaporador donde es enfriado el aire ambiente. Por Último es aspirado a través de la válvula de 4 vías hacia el compresor reanudando el ciclo.

Por conmutación se entiende el cambio que se realiza sobre la instalación para cambiar del régimen de verano al de invierno o viceversa.

1

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Evaporador en el interio Condensador

en el exterior

+ - . . . . . . filtros

- Dispositivo de expansión del refrigerante - Refricieración

Calefacción ._. . . . - -_._.

Figura 37. Circuito de refrigeración de un acondicionador de ventana con bomba de calor.

69 MGR UAM I


CAPITULO 3. CARACTERkTlCAS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE INSTALACIONES DE AIRE ACONDICIONADO.

En los párrafos anteriores se han examinado las características principales de las instalaciones de aire acondicionado más difundidas, con especial atención a su capacidad para mantener las condiciones termohigrométricas interiores requeridas para diferentes valores de la temperatura exterior y para diversas condiciones de la carga en el interior.

Desde el punto de vista funcional el tipo de instalación de acondicionamiento requerido puede variar desde una simple instalación de refrigeración en verano con considerables limitaciones en lo que se refiere a la regulación de la humedad relativa, la regulación de la temperatura en las estaciones intermedias, etc., hasta una instalación de aire acondicionado que funcione durante todo el año con regulación independiente de la temperatura y de la humedad relativa en los diferentes ambientes y con prescripciones muy especificas en lo que se refiere a estos valores, los flujos de aire exterior de ventilación, la filtración a adoptar, el nivel sonoro aceptable, el grado de automatización requerido, etc.

Un análisis más profundo nos permitirá elegir un menor número de instalaciones entre los que se deberá efectuar la selección definitiva.

Será necesario efectuar un estudio económico que incluya tanto el costo inicial de los distintos tipos de instalación como su costo de operación. En el costo inicial será necesario incluir los gastos que se deriven de las modificaciones que se realizan en el edificio o en el proyecto. El costo de operación deberán tomar en consideración los costo del líquido lubricante, de la energía eléctrica, o de vapor si se dispone, también es importante valorar los gastos de mantenimiento, la depreciación de las máquinas instaladas, etc.

La tabla 3 reagrupa para los diferentes tipos de instalaciones examinados y para cada parámetro característico, un índice que muestra la calidad de las prestaciones que se pueden obtener.

Para estos valores indicativos 10 representa un control ideal y el cero representaría la absoluta falta de control sobre dicha magnitud.

Con respecto a las diferentes columnas se puede notar lo siguiente:

1. Regulación de la temperatura ambiente: Incluye la posibilidad de una regulación individual, la disponibilidad simultánea de calor y de frío durante las estaciones intermedias, la estratificación.

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2. Humedad relativa: Incluye la posibilidad de una regulación independiente de la misma tanto en verano (deshumidificación) como en invierno (humidificación).

3. Movimiento del aire: Incluye los efectos de las corrientes y del aire est a ncado .

4. Pureza del aire: Incluye los efectos de la ventilación y de la filtración. 5. Rumorosidad: Se refiere a la producida por las máquinas y por el sistema de

6. Costo inicial: Incluye en caso de ser necesario el valor de las modificaciones

7. Costo de operación: Incluye costos de energía eléctrica, de amortización y de

distribución.

a efectuar en los edificios.

mantenimiento.

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Tabla 4. Criterios de aplicación de las diferentes instalaciones de aire acondicionado.

Aplicaciones

Tiendas

Salones de belleza

Cines y teatros

Habitaciones

Restaurantes

Oficinas: Zonas perimetrales

Zonas interiores

Tipo de instalación adoptable

Acondicionadores autónomos (1 a). Acondicionadores centrales con regulación sobre la derivación (1 b). Acondicionador multizonas.

Acondicionadores de ventana (8, 9). Acondicionadores autónomos (I a)

Acondicionadores centrales con regulación sobre la derivación (1 b).

Acondicionadores de ventana (8,9). Acondicionadores autónomos (1 a). Fan-coils (6a, 7a).

Acondicionadores autónomos (1 a). Acondicionadores centrales con regulación sobre la derivación (1 b). Acondicionad o res centra les con postcalentamiento (IC, Id). Acondicionadores multizona (2).

Acondicionadores autónomos (1 a). Acondicionadores centrales con regulación sobre la derivación (1 b). Acondicionadores multizonas (2). Doble conducto (3). Inducción (5). Fan-coils(6,7). Instalación de monoconducto con variación de la temperatura y/o flujo (Id, l e , I f , 1s).

Observaciones

Es necesario valorar exactamente las cargas térmicas interiores y las necesidades de aire de ventilación para diluir los olores. El vestíbulo debe estar Drovisto de una instalación independiente. La instalación de extracción debe dimensionarse normalmente para 8 m3/h por persona. La humedad relativa ambiente de proyecto debería ser del 60%.

Prever la posibilidad de variar el aire exterior y el aire de expulsión en función del aforo. La dilución de los olores (ventilación) y la expulsión tienen una gran importancia. La cocina debe estar en depresión con respecto al restaurante.

Se debe prestar atención a la orientación sur de las zonas perimetrales (necesidad de frío para bajas temperaturas exteriores) y a las cargas térmicas interiores concentradas en las zonas internas.

Sala de conferencias, comedores, etc., podrán ser tratados con instalaciones independientes.

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ioteles

iospitales

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3ancos

Inducción (5). Fan-coils (6, 7).

Inducción (5). Fan-coils (6, 7). Acondicionadores centrales con postcalentamiento (IC, Id).

Acondicionadores autónomos (1 a). Aco nd icion ad ores centra les con regulación sobre la derivación (1 b).

Acondicionadores autónomos( 1 a ) Doble conducto (3).

Las instalaciones fan-coils permiten parar los ventiladores de los locales no ocupados con reducción del costo de operación. Es necesario que el nivel de rumorosidad sea bajo con distribución una distribución adecuada del aire. Instalaciones separadas del tipo todo aire monoconducto para el restaurante, salones. Para el vestíbulo es conveniente emplear un acondicionador multizona para tener en cuenta la diversidad de las cargas térmicas de las zonas perimetrales (con amplias superficies de vidrio) y de las zonas internas con fuertes cargas debidas a las personas y a la iluminación. Central térmica de vapor para la cocina y lavandería. Se deben evitar las recirculaciones de aire entre los diferentes locales. Estos deben mantenerse en depresión por medio de extractores. Se recomienda una humedad relativa de 60% para los quirófanos, salas de prematuros, etc., deben ser tratados siguiendo criterios particulares con instalaciones separadas de todo aire exterior, la distribución del aire debe ser especialmente considerada. El aire debe ser siempre filtrado de una manera eficaz y sometido a tratamientos germiciadas. Prevenir también la refrigeración invernal con todo aire exterior.

Para los salones del público, prever la posibilidad de reducir el aire exterior en las horas en que se encuentre cerrado. Para las cajas fuertes prever por lo menos dos cambios de aire exteriores, con un buen control de la humedad relativa.

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CONCLUSIONES

Se realizó un estudio sobre un gran número de sistemas de aire acondicionado, con el fin de mostrar nuevas alternativas para la adquisición o modificación de los sistemas más comerciales de aire acondicionado.

Este proyecto hizo un esfuerzo por interrelacionar aspectos térmicos, eléctricos y económicos de las instalaciones de acondicionamiento de aire.

Se hace hincapié en conceptos básicos psicométricos con el fin de proporcionar las herramientas necesarias para poder elegir el método más adecuado para obtener las condiciones termihigrmétricas requeridas por el ambiente a climatizar.

En México las instalaciones más usadas son aquellas que cuentan con generador central de agua helada, en ellas las condiciones termohidrométricas de los ambientes son reguladas por medio de unos acondicionadores instalados en los locales a climatizar conocidos como "fan coils", los cuales constan de un ventilador, un serpentín y una sección de filtros.

Otras instalaciones todavía muy usadas en nuestro país son los acondicionadores de ventana. Con respecto a una instalación de tipo central presentan la ventaja de tener menor costo inicial y mayor facilidad en la instalación, sobre todo cuando las edificaciones ya tienen acabados finales, pero presentan la desventaja de una costo de operación considerablemente más alto.

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BIB LI O G RAF [A

1. PIZZETTI, Carlo, Acondicionamiento del Aire v Refriaeración, 2a Edición, Ed. Bellisco, España, 1991.

2. DOSSAT, Roy J . Principios de Refriqeración, la Edición, Ed. Cecsa, México, 1992.

3. HAVRELLA, Raymond A. Fundamentos de Calefacción, Ventilación v Acondicionamiento de Aire, la Edición, Ed. McGraw-Hill, México D.F., 1988.

4. EQUIPO TÉCNICO DEL DEPARTAMENTO DE REDUCCIÓN DE CONSUMO. Manuales Técnicos y de Instrucción para Conservación de Eneraía, vol 7 Acondicionamiento de Locales, Madrid, España.

5. CARRIER AIR CONDITIONING COMPANY, Manual de Aire Acondicionado, Ed. Marcom bo.

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APENDICE

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