CALCULO DE AIRES ACONDICIONADOS
El aire acondicionado pasó a ser, un producto tan importante como la calefacción. Actualmente es posible disponer del necesario confort durante todo el año gracias a los diversos equipos de acondicionamiento de aire. Los aparatos tipo SPLIT fijos son los equipos estrella para climatizar la casa. Reúnen una fácil y rápida instalación, una estética cada vez más estudiada y unas altas prestaciones.Entre los aspectos a valorar al elegir un aparato están: el ahorro en el costo energético; el ruido, la reducción de los niveles sonoros incrementar el confort ambiental; la comodidad y las prestaciones, la facilidad en el manejo de la unidad mediante el mando a distancia y las funciones que incorpore la unidad como son la programación horaria, la función de parada nocturna que optimiza el bienestar de acuerdo con las variaciones del metabolismo humano, la selección de la dirección de la persiana de aire para optimizar la distribución del aire en la habitación , y también la regulación de la temperatura deseada.Los equipos multiSPLIT permiten la instalación de varias unidades interiores con una sola unidad exterior.Un sistema alternativo son los equipos tipo portátil. Reúnen muchas de las prestaciones de los equipos fijos y entre sus principales cualidades se destaca la ausencia de instalación y la posibilidad de desplazar el aparato de una estancia a otra.
Componentes del Equipo de Acondicionamiento:
El equipo de acondicionamiento de aire se encarga de producir frío o calor y de impulsar el aire tratado a la vivienda o local.Los acondicionadores de aire funcionan según un ciclo frigorífico, similar a los congeladores domésticos. Estos mismos poseen cuatro componentes principales: Evaporador, Compresor, Condensador y Válvula de expansión.
Tipos de Equipos:
Existen equipos acondicionadores condensados por aire y condensados por agua. Además, los equipos pueden ser compactos y partidos.Los compactos constan de una sola unidad, y los partidos están formados por dos o más unidades. Los equipos se denominan unitarios, si se trata de equipos independientes en cada habitación, o individuales, cuando un solo equipo atiende al conjunto de la vivienda o local.
Acondicionador de Ventana:
Es un equipo unitario, compacto y de descarga directa. Generalmente se coloca uno por habitación o, si el local es de gran superficie, se colocan varios según las necesidades. La instalación se realiza en ventana o muro. La sección exterior requiere toma de aire y expulsión a través del hueco practicado. La dimensión del hueco se tiene que ajustar a las dimensiones del aparato.
Equipos Partidos (Split o multi-split):
Son equipos unitarios de descarga directa.Se diferencian de los compactos en que la unidad formada por el compresor y el condensador va al exterior, mientras que la unidad evaporadora se instala en el interior. Ambas unidades se conectan mediante las líneas de refrigerante. Con una sola unidad exterior, se puede instalar una unidad interior (sistema split) o varias unidades interiores (sistema multi-split). Las unidades disponen de control independiente. El hueco necesario para unir la unidad interior y la exterior es muy chico, de 10 x 10 cm es suficiente para pasar los dos tubos del refrigerante, el tubo de condensación de la unidad evaporadora y el cable de conexión eléctrica.
Equipo Compacto Individual:
Es un equipo de descarga indirecta, mediante red de conductos y emisión de aire a través de rejillas en pared o difusores en techo. Se instala un equipo para todo el conjunto de una vivienda o local. El control es individual por equipo, y se realiza de acuerdo con las condiciones de confort de la habitación más representativa, como por ejemplo el Living de una casa. El equipo necesita una toma de aire exterior. Se puede colocar en el cielorraso o en un armario, existiendo modelos horizontales y verticales.
Acondicionador Portátil:
Es un equipo unitario, compacto o partido, de descarga directa y transportable de una habitación a otra. Para su instalación, solo se necesita una abertura en el marco o el cristal de la ventana o balcón. Resuelve de forma adecuada las necesidades mínimas de acondicionamiento en habitaciones de viviendas y en pequeños locales.
Instalación de los equipos:
Un equipo de aire acondicionado domestico tipo SPLIT está formado por 2 unidades, una interior y otra exterior. Entre estas dos unidades se deben tirar las líneas frigoríficas compuestas por dos tubos de cobre y unas mangueras eléctricas que unen los dos equipos. Estas líneas se ocultan en una canaleta . También se debe tener prevista la conducción del desagüe de los condensados de la unidad interior. Estos condensados son el resultado de la alta capacidad de los equipos para reducir el nivel de humedad del aire constituyendo un factor decisivo en la calidad del confort.Si las características de la vivienda hacen muy difícil la instalación de un equipo tipo SPLIT o bien se opta por un equipo con movilidad entre locales, “los transportables no requieren de instalación”, y reúnen las ventajas del confort al más alto nivel para la climatización residencial o de oficinas y comercios.
Acondicionamiento de Aire en Verano:
El aire del local a acondicionar, supuesto a 25 C, es aspirado por el ventilador del evaporador, enfriado y deshumidificado en éste, y finalmente impulsado al local, a unos 15 C aproximadamente. Por la parte opuesta del equipo, es decir la situada en el exterior, circula el aire de condensación. Este aire se toma del exterior (por ejemplo a 32 C), se calienta a su paso por el condensador y finalmente se expulsa a una temperatura más alta (por ejemplo a 45 C). El enfriamiento del aire del local se hace a costa del calentamiento del aire exterior. Mejor dicho, el calor que se extrae del local, que equivale al frío producido, se transfiere al ambiente exterior.
Acondicionamiento de Aire en Invierno:
Los acondicionadores de aire pueden impulsar aire caliente y trasladarlo al local, produciendo el calor mediante baterías de resistencias eléctricas o bien mediante el propio ciclo frigorífico. Este último método es el más aconsejable por su alto rendimiento y es el que se utiliza en los equipos que se denominan bomba de calor. Si invertimos el “equipo de ventana” resulta que, el evaporador que estaba en el interior, pasa al exterior, y el condensador, ahora estará dentro del local, asi es como funciona una bomba de calor.El aire exterior que está a una temperatura de 8 ºC atraviesa el evaporador, se enfría y finalmente se expulsa a una temperatura más baja, por ejemplo a 2 ºC. Por su parte, el condensador aspira el aire del local (por ejemplo a 20 C) y lo retorna al mismo una vez calentado (por ejemplo a 32 C). De esta manera el recinto se mantendrá a la temperatura requerida de 20 C. Podemos ver que al invertir el emplazamiento físico del equipo de ventana la situación es la siguiente: El evaporador sigue enfriando, pero ahora enfría el aire exterior y, absorbe o recupera energía de dicho ambiente exterior. Por la parte exterior del equipo se notará una corriente de aire, pero no caliente como en verano sino fría. El condensador sigue calentando, pero en régimen de invierno el aire que aspira es el del local y a éste le devuelve el aire calentado. No es necesario invertir la posición del equipo para pasar del funcionamiento de verano al de invierno, sino que la bomba de calor tiene unos dispositivos internos que le permiten trabajar de un modo u otro, sin manipular el aparato. De un modo automático se acciona el régimen de frío o calor deseado.
Bomba De Calor:
La bomba de calor aplicada a la climatización de viviendas cada día gana más adeptos. Es el elemento ideal para lugares con calurosos veranos e inviernos no excesivamente fríos.La bomba de calor es capaz de transportar calor desde lugares fríos hasta lugares más calientes. Un heladera es una bomba de calor, está transfiriendo calor desde su frió interior hacia la cocina. Incluso en las temperaturas más frías de la. La bomba de calor extrae calor del aire exterior, aumenta su temperatura por compresión y seguidamente la bombea al interior. Es además un sistema confortable al mantener la relación correcta entre temperatura y humedad del aire.Si se compara con cualquier otro sistema eléctrico, las bombas de calor ahorran una considerable energía. Este importante ahorro energético es debido a que el transporte de calor requiere exclusivamente el consumo eléctrico del compresor y del ventilador.
Ventajas del Aire Acondicionado con Bomba de Calor:
Control de mando:
Los aparatos vienen equipados con un control de mando que puede estar incorporado en el acondicionador, o mediante un control remoto.Generalmente el control de mando incorpora: Termostato ,Selector de frío, calor o ventilación, Interruptor de paro o marcha, Selector de velocidad del ventilador, Programador de puesta en marcha, funcionamiento en ahorro de energía y control automático de velocidad del ventilador.Esto depende, del modelo del equipo.
Distribución del aire:
Una vez seleccionada la velocidad del aire, manual o automáticamente, éste se puede distribuir a voluntad del usuario, a derecha o izquierda, y arriba o abajo. De esta forma se evitan las desagradables corrientes de aire.
Equipos silenciosos y eficientes:
Las tecnologías utilizadas actualmente, dan lugar a equipos muy silenciosos y con mejor rendimiento, ofreciendo a la vez aparatos de menor peso, que aumentan las posibilidades de instalación en distintos lugares. Estas tecnologías han contribuido a un diseño mucho más estético y atractivo de los equipos.
Mantenimiento:
Los aparatos de acondicionamiento de aire tienen un escaso mantenimiento.Limpiar periódicamente el filtro de aire y comprobar la correcta posición y limpieza del tubo de condensación.Eficiencia de los equipos de bomba de calor:La ventaja fundamental de la bomba de calor consiste en que es capaz de suministrar más energía de la que consume.En consecuencia, la bomba de calor es potencialmente de gran interés para el usuario, dado que éste paga por una cantidad de energía menor que la aportada por el equipo para calentar el local. Entonces es conveniente utilizar equipos acondicionadores con bomba de calor, para su funcionamiento tanto en verano como en invierno. Además, un equipo con bomba de calor sólo supone, aproximadamente, un 20% de incremento, frente a la inversión necesaria para un acondicionador convencional exclusivamente para el verano.
Idea básica de como funciona un equipo de aire acondicionado
Un aire acondicionado es básicamente un refrigerador sin su gabinete de aislación. Utiliza la evaporación de un refrigerante , como ser el FREON , para proveer frio.El mecanismo del ciclo de evaporación del freon es el mismo , tanto en un refrigerador como en un aire acondicionado De acuerdo al diccionario :.Merriam-Webster Dictionary Online, el término FREON es utilizado genericamente para cualquiera de los tantos fluorocarbonos no inflamables usados como refrigerantes y como propelentes para aerosol.
A) Valvula de expansión – B) Compresor
Tipico diagrama de un aire acondicionado
Asi es como trabaja el ciclo de evaporación en un aire acondicionado.
1- El compresor, comprime gas freon frio, provocando que se convierta en gas freon de alta presión caliente. (En rojo, en el diagrama de arriba).
2-Este gas caliente corre por una serie de cañerias para poder disipar su temperatura y condensarse en liquido
3-El freon liquido corre a travez de una valvula de expansión y en el proceso se evapora convirtiendose en gas freon de baja presión frio, (En azul en el diagrama de arriba).
4-Este gas frio corre a travez de una serie de cañerías que le permiten al gas absorber calor y enfriar el aire del ambiente.
Mezclado con el freon hay una pequeña cantidad de aceite. Este aceite lubrica el compresor.
Las mayoría de las unidades para ventanas, tienen:
-
Un compresor
- Una valvula de expansión
- Una cañería caliente (Parte externa).
- Una cañería fria (Parte interna)
- Dos ventiladores
- Una unidad de control
Los ventiladores empujan aire hacia las cañerías para mejorar su habilidad de disipar el calor (al exterior), y frío (al ambiente a refrigerar).
– BTU –
Muchos aires acondicionados miden su capacidad en BTU (British termal unit), generalmente hablando BTU , representa la cantidad de calor necesario para elevar 0.45 Kg de agua a la temperatura de 0.56 grados Celsius.Especificamente 1 BTU es igual a 1.055 Joules , En términos de enfriamiento y calor 1 Ton = 12.000 BTU
– EER o (Rango de eficiencia de energia) –
En aire acondicionado este es el equivalente de su BTU sobre sus Watts. Por ejemplo: Si un aire acondicionado de 10.000 BTU consume 1200 Watts, su EER será de 8.3 ,o sea 10.000 BTU / 1200 Watts.
Diagrama básico de un sistema por ductos
ALGUNOS DE LOS SISTEMAS
CALEFACTOR A GAS
Se trata de un equipo central, a gas natural, de calefacción unicamente y al cual se le puede adicionar un sistema de frío.
Los mismos distribuyen el aire por medio de conductos, desde una capacidad de 18750 calorias/hora a 37500 calorias/hora.
COMPACTO
Es el equipo mas tradicional del mercado, de una rapida instalacion y un sencillo funcionamiento. Las capacidades en la que se comercializan son desde 2250 frigorias/hora, hasta las 6000 frigorias/hora.
Los equipos pueden venir tanto frío/solo como frío/calor por bomba.
CONDENSADORA
Estas condensadoras están disponibles en 3, 4 y 5 toneladas, en frío solamente y frío calor por bomba. El modelo de 3 TR es monofasico y los restantes trifasicos.
EVAPORADOR
Se trata de un equipo dividido, en dos unidades (interior y exterior) unidos por una cañería de cobre. El mismo es ideal para grandes ambientes o casas.
El mismo esta especialmente preparado para distribuir el aire por medio de conductos. Pueden ser tanto frío/solo como frío/calor por bomba, desde una capacidad de 9000 frigorias/hora a 15000 frigorias/hora, tanto en monofasico en la capacidad mas chica, como en trifasico, en las capacidades mas grandes.
FAN COIL
Se trata de la unidades interiores de un equipo central por agua, ya sea esta fria o caliente. Funcionan de manera individual, pudiendo apargarse o encenderse de forma autonoma.
Sus capacidades comienzan en las 1990 frigorias/hora o 4045 calorias/hora y su capacidad mas grande es de 9250 frigorias/hora o 19160 calorias/hora.-
PORTATIL
Es el unico equipo del mercado que no necesita instalarse. Se trata de una unidad sola, con una manguera que debe orientarse hacia el exterior, por donde el equipo expulsa el aire caliente de su motor y el agua de condensación.
El mismo esta disponible, en su unica version, frío/calor por bomba, con control remoto inalambrico, en dos capacidades, 2250 y 3000 frigorias/hora.
SERPENTINA
Se trata de un equipo dividido, en dos unidades (interior y exterior) unidos por una cañería de cobre. El mismo es ideal para adicionar a calefactores centrales a gas natural.
Los mismos funcionan como la parte de frío de un sistema central por conductos, desde una capacidad de 9000 frigorias/hora a 15000 frigorias/hora, tanto en monofasico en la capacidad mas chica, como en trifasico, en las capacidades mas grandes.
SPLIT BAJA SILUETA
Se trata de un equipo dividido, en dos unidades (interior y exterior) unidos por una cañería de cobre. El mismo es ideal para ambientes con cielorrasos armados, ya que es minima su altura (aproximadamente 35cm).
El mismo esta especialmente preparado para distribuir el aire por medio de conductos.
Los mismos pueden ser frío/solo o frío/calor por bomba, desde una capacidad de 6000 frigorias/hora a 15000 frigorias/hora, tanto en monofasico en las capacidades mas chica, como en trifasico, en las capacidades mas grandes.
SPLIT CASSETTE
Se trata de un equipo dividido, en dos unidades (interior y exterior) unidos por una cañería de cobre. El mismo es ideal para ambientes con cielorrasos armados por placas.
Los mismos pueden ser frío/solo o frío/calor por bomba, desde una capacidad de 4500 frigorias/hora a 12000 frigorias/hora, tanto en monofasico en las capacidades mas chicas, como en trifasico, en la capacidad mas grande.
SPLIT DE PARED
Se trata de un equipo dividido, en dos unidades (interior y exterior) unidos por una cañería de cobre. El mismo es ideal para hogares, debido a su moderno diseño y a su practico control remoto programable.
Los mismos pueden ser frío/solo o frío/calor por bomba, desde una capacidad de 2250 frigorias/hora a 7200 frigorias/hora.
SPLIT PISO/TECHO
Se trata de un equipo dividido, en dos unidades (interior y exterior) unidos por una cañería de cobre. El mismo es ideal para comercios o ambientes de gran tamaño.
Los mismos pueden ser frío/solo o frío/calor por bomba, desde una capacidad de 9000 frigorias/hora a 15000 frigorias/hora, tanto en monofasico en la capacidad mas chica, como en trifasico, en las capacidades
PRINCIPIOS BASICOS DE REFRIGERACION
TERMODINAMICA
La Termodinámica es una rama de la ciencia que trata sobre la acción mecánica del calor. Hay ciertos principios fundamentales de la naturaleza, llamados Leyes Termodinámicas, que rigen nuestra existencia aquí en la tierra, varios de los cuales son básicos para el estudio de la refrigeración. La primera y la más importante de estas leyes dice: La energía no puede ser creada ni destruida, sólo puede transformarse de un tipo de energía en otro.
CALOR
El calor es una forma de energía, creada principalmente por la transformación de otros tipos de energía en energía de calor; por ejemplo, la energía mecánica que opera una rueda causa fricción y crea calor. Calor es frecuentemente definido como energía en tránsito, porque nunca se mantiene estática, ya que siempre está transmitiéndose de los cuerpos cálidos a los cuerpos fríos. La mayor parte del calor en la tierra se deriva de las radiaciones del sol. Una cuchara sumergida en agua helada pierde su calor y se enfría; una cuchara sumergida en café caliente absorbe el calor del café y se calienta. Sin embargo, las palabras «más caliente» y «más frío», son sólo términos comparativos. Existe calor a cualquier temperatura arriba de cero absoluto, incluso en cantidades extremadamente pequeñas. Cero absoluto es el término usado por los científicos para describir la temperatura más baja que teóricamente es posible lograr, en la cual no existe calor, y que es de -2730C, o sea -4600F. La temperatura más fría que podemos sentir en la tierra es mucho más alta en comparación con esta base.
TRANSMISION DE CALOR
La segunda ley importante de la termodinámica es aquella según la cual el calor siempre viaja del cuerpo más cálido al cuerpo más frío. El grado de transmisión es directamente proporcional a la diferencia de temperatura entre ambos cuerpos.
El calor puede viajar en tres diferentes formas: Radiación, Conducción y Convección. Radiación es la transmisión de calor por ondas similares a las ondas de luz y a las ondas de radio; un ejemplo de radiación es la transmisión de energía solar a la tierra.
Una persona puede sentir el impacto de las ondas de calor, moviéndose de la sombra a la luz del sol, aun cuando la temperatura del aire a su alrededor sea idéntica en ambos lugares. Hay poca radiación a bajas temperaturas, también cuando la diferencia de temperaturas entre los cuerpos es pequeña, por lo tanto, la radiación tiene poca importancia en el proceso de refrigeración.
Sin embargo, la radiación al espacio o al de un producto refrigerado por agentes exteriores, particularmente el sol, puede ser un factor importante en la carga de refrigeración. Conducción es el flujo de calor a través de una substancia. Para que haya transmisión de calor entre dos cuerpos en esta forma, se requiere contacto físico real. La Conducción es una forma de transmisión de calor sumamente eficiente.
Cualquier mecánico que ha tocado una pieza de metal caliente puede atestiguarlo. Convección es el flujo de calor por medio de un fluido, que puede ser un gas o un liquido, generalmente agua o aire. El aire puede ser calentado en un horno y después descargado en el cuarto donde se encuentran los objetos que deben ser calentados por convección.
La aplicación típica de refrigeración es una combinación de los tres procesos citados anteriormente. La transmisión de calor no puede tener lugar sin que exista una diferencia de temperatura.
TEMPERATURA
La temperatura es la escala usada para medir la intensidad del calor y es el indicador que determina la dirección en que se moverá la energía de calor. También puede definirse como el grado de calor sensible que tiene un cuerpo en comparación con otro. En algunos países, la temperatura se mide en Grados Fahrenheit, pero en nuestro país, y generalmente en el resto del mundo, se usa la escala de Grados Centígrados, algunas veces llamada Celsius. Ambas escalas tienen dos puntos básicos en común: el punto de congelación y el de ebullición del agua al nivel del mar. Al nivel del mar, el agua se congela a 0°C o a 320°F y hierve a 1000°C o a 2120°F. En la escala Fahrenheit, la diferencia de temperatura entre estos dos puntos está dividida en 180 incrementos de igual magnitud llamados grados Fahrenheit, mientras que en la escala Centígrados, la diferencia de temperatura está dividida en 100 incrementos iguales llamados grados Centígrados
Instalaciones Tecn. 2 