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• Javier Ramírez Vera

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CLIMATIZACIÓN: REFRIGERACIÓN

I n te g r a n t e s : Aroni, Diego Castro, Sofia H u r t a d o , Fr a n c e s c a Lezama, Stalling L l o n to p , M i g u e l Va r g a s , C e s a r Ve g a , B r ya n Zapata, Cintia

CONTENIDO  Introducción  Refrigeración  Refrigeración: Objetivos Tipos de enfriamiento  Confort térmico  Contaminación y eficiencia energética

 Sistemas pasivos  Tipos  Aplicaciones

 Sistemas activos  Equipos  Aplicaciones

 Aplicación práctica

RESISTENCIA TERMICA

 No se determina K, sino que se suele aplicar su inversa Rt. En general no determinamos para cada elemento su resistencia térmica, pues ya se encuentran tabulados para elementos comunes como ladrillos, vidrios, etc.

CONFORT TÉRMICO Estado de satisfacción frente al ambiente a adecuada temperatura. Determinado por… Equilibrio dinámico

CUERPO AMBIENTE

Intercambio térmico

El hombre mantiene su T corporal alrededor de 36,7 grados C. La cual es superior a la del ambiente.

Si bien es imposible encontrar una T que convenga a todos, se persigue un promedio aceptable.

VARIABLES DEL CONFORT TÉRMICO

AMBIENTE

 Temperatura seca del aire  Presi ón vapor de agua  Vel oci dad del ai re en zona ocupada  Temperatura media del cerramiento

CUERPO

 Temp eratura y super ficie d e la piel  Calor generado  Humedad

VESTIMENTA

 Resistencia térmica  Resistencia al vapor de agua  Temperatura super ficial

CONDICIONES BÁSICAS PARA EL CONFORT

• Sensación de neutralidad térmica (entre la temperatura de la piel y la del centro del cuerpo)

• Balance de energía del cuerpo (calor metabólico = calor perdido)

VALORES MINIMOS PARA GENERAR CONFORT EN UN AMBIENTE Las condiciones que afectan a la calidad del ambiente deben ser mantenidas en la zona ocupada

PROBLEMÁTICA Los veranos cada vez son más calurosos (Efecto invernadero) y nosotros cada vez estamos menos dispuestos a soportarlo. Por ello, la adquisición de sistemas de refrigeración ha aumentado un 30 % en los últimos años.

ALTERNATIVAS • • • •

Sistemas de refrigeración Arquitectura bioclimática Climatización de espacios Tipos de enfriamiento

ALTERNATIVA ECOLÓGICA SISTEMA DE FRÍO SOLAR Aprovechar el calor del sol para enfriar un entorno.

Mediante módulos fotovoltaicos que generen la electricidad necesaria para accionar un equipo eléctrico

Mediante colectores solares que produzcan directamente energía térmica a baja o media temperatura

En España se están desarrollando varios proyectos para introducir el frío solar como una alternativa ecológica a los sistemas de refrigeración convencionales

CONCEPTO PRINCIPAL

SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

Se entiende como una máquina o una serie de dispositivos que se utilizan para aprovechar el frío “generado”. La aplicación de éstos, se emplean para la climatización o para alcanzar un grado de confort térmico adecuado para que un espacio se vuelva lo más habitable posible.

FINALIDADES

•

PROTEGER

El edificio y sus aberturas del asoleamiento directo para limitar las ganancias de calor Propone instalar pantallas exteriores (fijas o removibles) para el logro y aprovechamiento de generar sombra. También, el aislamiento (puede ser vegetal) debe ser suficiente para impedir la acumulación de calor en la masa (recalentamiento)

FINALIDADES •

•

EVITAR El calentamiento del techo y paredes: reflexión del calor, aislamiento, circulación de aire, limitar infiltración de aire caliente en el edificio

MINIMIZAR Aportes internos: para así evitar un sobrecalentamiento, debido a los ocupantes y a los equipos: iluminación artificial, equipos eléctricos, densidad de la ocupación, etc. Promover el uso de luz natural y ventilación cruzada.

FINALIDADES • DISIPAR el calentamiento por medio de ventilación natural. Usar el efecto chimenea. La presión del viento y la canalización de los flujos de aire pueden igualmente implementarse para evacuar el aire caliente del edificio.

• REFRESCAR los locales. Por medios naturales como espejos de agua, fuentes, vegetación, conductos internos. Una primera solución consiste en favorecer la ventilación (sobretodo nocturna) o aumentar la velocidad del aire (efecto ventura, torre de vientos, etc,).

TIPOS ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO

• Proceso natural • Utiliza como refrigerante al agua (medio que se ha mostrado eficaz en la transmisión a la atmósfera de calor excedente) Este es el principio de funcionamiento en el que se basan los equipos de refrigeración, como torres y condensadores, para enfriar o condensar fluidos en multitud de aplicaciones. “Es una técnica de bajo impacto ambiental y elevada eficiencia energética”

TIPOS SISTEMA MECÁNICO • Se utiliza a nivel casero • Caja con un ventilador centrífugo que toma el aire de la atmósfera. • Posee en tres de sus paredes verticales filtros de fibra, los cuales son bañados por agua en la parte alta de estas. FUNCIONAMIENTO • Al escurrir, el agua mantiene los filtros húmedos, retirando partículas de polvo, y logrando un enfriamiento evaporativo. El aire así enfriado se inyecta a la habitación que se desea enfriar.

CONDICIONES DE DISEÑO  ¿Cuánto calor debemos extraer de un local para alcanzar las condiciones de temperatura deseada?  El mismo calor que se gana debido a la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior.  La carga térmica es el calor que entra o sale del local, su determinación permite diseñar y determinar los sistemas de refrigeración.

CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS 1) Por la forma 1) 2)

Calor sensible Calor latente

2) Por la fuente 1) 2)

Interna Externa

3) Por el tipo 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)

Transmision Radiacion solar Infiltracion Ventilación Personas Iluminacion Motores Artefactos

CARGA DE REFRIGERACIÓN  Permite conocer la cantidad de calor que el sistema gana, y cuyo fin es el de diseñar o seleccionar el sistema para alcanzar las condiciones de humedad y temperatura preestablecidas dentro de los locales.

CARGA DE REFRIGERACIÓN  En el análisis de la carga de acondicionamiento no basta simplemente con determinar la carga total, se debe establecer con precisión cuanto de calor sensible y cuanto de calor latente, se gana, tanto exterior como interior, con el fin de utilizar la cantidad y las condiciones adecuadas de temperatura y humedad del aire que vamos a inyectar al local.

UNIDADES  La unidad básica para medir el calor que se va a extraer son los vatios W. pero es de uso corriente por los fabricantes de equipos utilizar la frigoría/h o tonelada de refrigeración.  Frigoría/hora: cantidad de calor a sustraer a una masa de 1 k g de agua para que disminuya su temperatura de 15.5 °C a 14.5 °C a presión normal. 1 frigoría/h = 1 Kcal7H = 1 .16 W  Toneladas de refrigeración: cantidad de calor para transformar en hielo a 0°C 907 k g de agua a la misma temperatura en 24 horas. 1 tonelada de refrigeración = 3000 frigorías/hora = 3500 W

GANANCIA DE CALOR POR RADIACIÓN SOLAR  Cuando el Sol incide directamente sobre una super ficie la calienta, par te del calor es reflejado y otra par te es transmitido al interior. La cantidad de calor depende de dos factores:  Grado de opacidad, color y rugosidad  Angulo de incidencia

GANANCIA DE CALOR POR RADIACIÓN SOLAR A TRAVÉS DE VIDRIO  Efecto invernadero

GANANCIA DE CALOR POR TRANSMISION  Se calcula mediante la siguiente formula: Qt = K x S x (te -ti) K: S: ti: ti:

coeficiente total de transmisión de calor área considerada temperatura del aire interior temperatura del aire exterior

Unidades: K: (W/m2K) S: (m2) ti,te : (°C) Qt: fri g o rias /hora

GANANCIA DE CALOR POR AIRE EXTERIOR  El aire exterior que introduzcamos es una carga relevante para el sistema de aire acondicionado. Lo introducimos para renovar el aire del ambiente y provocar una sobre presión.  El mínimo caudal de aire de ventilación es de 8.5 m3/h por persona, el aconsejado es de 13.  La ganancia de calor por aire exterior será la suma de la cantidad de calor del aire seco mas la cantidad de calor del vapor de agua de la mezcla.

GANANCIAS INTERIORES DE CALOR  Ganancias de calor por los ocupantes  Ganancias de calor por iluminación  Ganancias de calor por motores

Termografía de una sección

PROCEDIMIENTO DE CALCULO DE LAS CARGAS DE REFRIGERACIÓN  Ejemplo de balance térmico para refrigeración Dimensiones: Ti= 298 °K Te= 308 °K Hai=11 .0g/k g Hae=14.7 g/k g Ocupantes: 10 Iluminación fluorescente 720 watts Fotocopiadoras y computadoras disipan un calor de 400 W Pared exterior pintada de gris claro y la azotea tiene una membrana asfaltica sin aluminio con embaldosado color oscuro

PROCEDIMIENTO DE CALCULO DE LAS CARGAS DE REFRIGERACIÓN  Ejemplo de balance térmico para refrigeración Pared de ladrillo común revocada de ambos lados de 30 cm K= 1 ,90 W/m2 °K Pared de ladrillo común revocada de ambos lados de 15 cm K= 2,91 W/m2 °K Vidrio K= 5,82 W/m2 °K Puer ta placa K= 3,00 W/m2 °K Azotea con baldosa K= 1 ,87 W/m2 °K Piso K= 2,00 W/m2 °K Ventana, per siana exterior, listones inclindos 17°, color medio

DESVENTAJAS Y CONTAMINACIÓN Problemas más frecuentes de los edificios con aire acondicionado Contaminantes procedentes del exterior. Contaminación generada por sus propios ocupantes: tabaco, operaciones de pintura, limpieza, reparación… Contaminantes provenientes de zonas como cocina, imprenta, laboratorio, etc.

Diferencias de calidad de aire entre zonas. Escasa renovación del aire. Presencia elevada de contaminantes biológicos. Limpieza insuficiente del edificio.

DESVENTAJAS Y CONTAMINACIÓN • Una mala condición de Refrigeración puede producir problemas: Oculares: Escozor, enrojecimiento y lagrimeo. Cutáneos: Sequedad de la piel, prurito, picazón generalizada o localizada, enrojecimiento. Vías respiratorias: Rinorrea (moquito), congestión nasal, estornudos, picor nasal, hemorragias nasales, sequedad de garganta, carraspera, ronquera. Vías respiratorias bajas (bronquios y pulmones): Sensación de opresión torácica, sensación de ahogo, pitidos en el pecho, tos seca. Generales: Dolor de cabeza, dificultad para concentrarse, irritabilidad, somnolencia, mareos.

EFICIENCIA ENERGÉTICA

Descripción de la Etiqueta Aires Acondicionados

de

La etiqueta de eficiencia energética para equipos de aire acondicionado y splits facilita información sobre el ahorro de electricidad de estos equipo.

EFICIENCIA ENERGÉTICA

Rango de Ahorro de Consumo Energético. Diferencias de A – F.

CLAVES DE AHORRO  Consejos para la elección de un equipo de aire acondicionado nuevo: Elegir equipos con alta eficiencia energética. Para ello contamos con las etiquetas de eficiencia energética que nos dan información acerca del desempeño energético de cada equipo. Elegir el equipo adecuado de acuerdo al ambiente a climatizar. Para ello deberán tenerse en cuenta las características del ambiente.

CLAVES DE AHORRO  Consejos para climatizar ambientes en forma eficiente: No sobrecalentar ni enfriar los ambientes.

sobre-

Cuando el equipo funciona en modo frío, no es conveniente que la temperatura sea inferior a los 24ºC. Mantener los filtros del equipo limpios y realizar un mantenimiento periódico para que el equipo trabaje en las condiciones adecuadas y de esta manera, evitar un consumo extra de energía.

CLAVES DE AHORRO Durante el invierno, aprovechar la luz solar para calentar el ambiente y, de esta manera, disminuir la energía requerida por el equipo para la calefacción.

Aprovechar la ventilación natural para disminuir el uso del equipo de aire acondicionado. Implementar el uso de sensores de temperatura y temporizadores que controlen el encendido y apagado en forma automática del equipo de aire acondicionado.

El aire que enfría tu hogar, calienta el mundo.

NORMATIVIDAD INTERNACIONAL Y NACIONAL (R.N.E)

ACONDICIONAMIENTO DE AIRE EN LOS HOSPITALES  La función de instalación de acondicionamiento de aire es la reducción de la concentración de sustancias contaminantes como: microorganismos, polvo, gases narcóticos, substancias odoríferas u otras substancias contenidas en el aire.

 El bienestar de los ocupantes dependerá fundamentalmente de la temperatura seca y radiante ambiental del local, la humedad relativa, la temperatura del aire impulsado, la velocidad del aire impulsado con sus corrientes y turbulencias y la calidad del aire.

ACONDICIONAMIENTO DE AIRE EN LOS HOSPITALES  Existen diferentes tipos exigencias con respecto a presencia de gérmenes en aire impulsado y en ambiente.

de la el el

- Clase de local I: Con exigencias muy elevadas. - Clase de local II: Con exigencias habituales.

ACONDICIONAMIENTO DE AIRE EN LOS HOSPITALES  La retención de las impurezas contenidas en el aire en forma de partículas de todo tipo (sólidas y líquidas, incluyendo microorganismos), requiere de varios niveles de filtración.

Dos niveles locales de la clase Tres locales de

para II.

niveles para la clase I.

ACONDICIONAMIENTO DE AIRE EN LOS HOSPITALES

ACONDICIONAMIENTO DE AIRE EN LOS HOSPITALES  Los niveles de filtración están constituidos, como mínimos, por las siguientes clases de filtros:

ACONDICIONAMIENTO DE AIRE EN LOS HOSPITALES  Las distancias mínimas de separación entre las tomas de aire exterior y las fuentes de contaminación abajo indicadas deben ser:

ACONDICIONAMIENTO DE AIRE EN LOS HOSPITALES  Los conductos de las instalaciones de climatización en los hospitales deben presentar características concretas. Los conductos, transformaciones y conexiones se deben realizar de forma aerodinámica, evitando la acumulación en su interior de partículas de polvo u otras impurezas. Las cámaras de aire pueden emplearse solamente para conducir el aire que se expulsa al exterior.

Los huecos de la obra, como, por ejemplo, cámaras de aire entre paredes o falsos techos, no pueden utilizarse para la conducción del aire impulsado o aire extraído.

Las instalaciones de acondicionamiento de aire se deben realizar de forma que a través de su red de conductos no se pueda producir ningún cortocircuito de aire.

La limpieza y esterilización de las unidades se debe realizar con vapor.

CLIMATIZACIÓN: REFRIGERACIÓN Y CALIDAD DE AIRE

MEDIDAS DE CONTROL DE LA CALIDAD DE AIRE INTERIOR

SISTEMAS DE CONTROL DE LA CALIDAD DE AIRE EN LOS EDIFICIOS Función: Limitar la entrada de contaminantes exteriores en el edificio y eliminar los contaminantes generados interiormente, reduciendo sus concentraciones a límites permisibles: 1.- Mediante simples sistemas de ventilación: Sistemas que permiten la sustitución del aire interior por aire exterior sin tratamiento alguno. 2.- Mediante sistemas de acondicionamiento del aire: Eliminación y separación de contaminantes del exterior previo ingreso a los espacios interiores. 3.- Sistemas de alta filtración: Empleados cuando las exigencias de calidad de aire son muy altas. Son capaces de eliminar prácticamente la totalidad de los contaminantes exteriores. Usados en hospitales, fábricas de farmacéuticos y componentes microelectrónicos, industrias de material fotográfico, etc.

SISTEMAS DE CONTROL DE LA CALIDAD DE AIRE EN LOS EDIFICIOS FACTORES QUE AFECTAN LA CALIDAD DEL AIRE EN LOS AMBIENTES CERRADOS: A) Ventilación inadecuada debido a: • • • •

Insuficiente suministro de aire fresco. Mala distribución del aire. Una incorrecta filtración del aire, mantenimiento inadecuado de los sistemas de filtración. Temperatura y humedad del aire extremas.

B) La propia contaminación interior: • Causada por el propio usuario o el trabajo realizado en el recinto. • Uso inadecuado de productos (pesticidas, desinfectantes, etc). • Gases de combustión (humo del cigarro, cafeteras, calefactores, etc). • La contaminación cruzada.

SISTEMAS DE CONTROL DE LA CALIDAD DE AIRE EN LOS EDIFICIOS FACTORES QUE AFECTAN LA CALIDAD DEL AIRE EN LOS AMBIENTES CERRADOS: C) La propia contaminación exterior debido a: • • • • • •

Humos de escape de los vehículos. Gases de calderas. Productos utilizados en construcción y mantenimiento (asfalto). Aire contaminado desechado que vuelve a ingresar. Infiltraciones a través del basamento (vapores de gasolina, emanaciones de cloacas, fertilizantes, insecticidas, dioxinas, etc.). Contaminación biológica, no muy frecuente.

La influencia negativa de todos estos factores antes mencionados ocasionan daños que pueden llegar a ser muy severos en los sentidos como el olfato principalmente, la vista y órganos como la garganta. La respuesta de estos sentidos es la que determina si el aire se percibe fresco y agradable o cargado e irritante.

SISTEMAS DE CONTROL DE LA CALIDAD DE AIRE EN LOS EDIFICIOS PROCEDIMIENTOS DE REDUCCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE INTERIOR • • • • • • •

Controlar las fuentes de emisión de contaminantes. Mitigar la acción de la fuente. Diluir el aire interior con un aire menos contaminado. Eliminar los contaminantes. Comprobar la eficacia de la ventilación. Controlar las diferencias de presión. Utilizar extracción localizada.

CLIMATIZACIÓN: REFRIGERACIÓN

SISTEMAS PASIVOS DE REFRIGERA CIÓN

SISTEMAS PASIVOS DE REFRIGERACIÓN Vienen a ser todos aquellos sistemas que tratan de aprovechar al máximo las condicionantes de un edificio, (forma, componentes, entorno natural, etc.) para conseguir el CONFORT TÉRMICO deseado mediante el uso casi nulo de energía “activa”. Se denomina también refrigeración natural. Existen varios sistemas en función del principio físico que se use.

TIPOS DE VENTILACIÓN / SISTEMAS PASIVOS POR MOVIMIENTO DEL AIRE: Existen tipos de ventilación de acuerdo a la presión y a la temperatura del aire, pueden ser ventilación por mezcla (la zona de impulsión o abastecimiento está por encima de la zona de respiración de los ocupantes) o bien por desplazamiento (donde existen zonas de impulsión y extracción de aire de acuerdo a las zonas ocupadas por las personas).

TIPOS DE VENTILACIÓN / SISTEMAS PASIVOS De acuerdo a esto, los sistemas de ventilación más habitualmente usados son: VENTILACIÓN NATURAL CRUZADA: Es la estrategia de enfriamiento pasivo más usada, aparte de ser la más eficiente. Se resumen en el manejo estratégico de aberturas en los espacios interiores de los edificios para facilitar el ingreso y salida del viento, teniendo en cuenta distintos factores, para lograr cierto confort y bienestar térmico.

SISTEMAS PASIVOS DE REFRIGERACIÓN / VENTILACIÓN CRUZADA Para el diseño de un sistema de ventanas correspondiente a un sistema de ventilación cruzada se pueden identificar 4 pasos: 1. Tener una clara imagen del rango direccional del viento en el lugar, durante todo el ciclo anual. 2. Hacer una determinación de las necesidades de enfriamiento por ventilación (diurno y estacional) para el confort térmico. 3. Evaluar el resguardo de las estructuras o topografías vecinas que alteren el flujo del viento, tanto en magnitud como en dirección. 4. Escoger un sistema de ventanas cuyas características funcionales correspondan tanto al viento como a la comodidad térmica requerida.

SISTEMAS PASIVOS DE REFRIGERACIÓN / VENTILACIÓN CRUZADA Ubicación de las aberturas en la eficiencia de la ventilación cruzada El criterio más importante para hacer eficiente la ventilación cruzada es generar aberturas simultáneas en superficies con altas y bajas presiones de viento. Sin embargo aun respetando ese criterio básico las opciones de ubicación precisa y dimensionamiento de las aberturas son muy variadas.

SISTEMAS PASIVOS DE REFRIGERACIÓN / VENTILACIÓN CRUZADA Abertura relativamente grande en la cara expuesta al viento y otra más pequeña en la cara contraria, ambas con posición central. El aire ahora ingresa con mayor facilidad, aunque con velocidades interiores moderadas. Se forma una franja con ventilación relativamente buena, mientras que las zonas laterales muestran una ventilación deficiente.

SISTEMAS PASIVOS DE REFRIGERACIÓN / VENTILACIÓN CRUZADA La abertura frontal más pequeña. Este simple cambio genera dos efectos importantes: la franja ventilada muestra velocidades del aire bastante más altas, mientras que las zonas laterales, debido a las turbulencias, presentan mayor movimiento del aire. En otras palabras, la ventilación es mejor que en el caso anterior.

SISTEMAS PASIVOS DE REFRIGERACIÓN / VENTILACIÓN CRUZADA Aberturas con dimensiones regulares en ambas fachadas. Lo que tenemos es un flujo de aire relativamente intenso y más amplio en la zona central. Las zonas laterales, debido a la disminución de las turbulencias, presentan una ventilación menos eficiente.

SISTEMAS PASIVOS DE REFRIGERACIÓN / VENTILACIÓN CRUZADA El concepto “ventilación cruzada” es más eficiente cuando sus posibilidades se llevan al límite, es decir, cuando los flujos de aire pueden cruzar el espacio de la manera más amplia posible. La eficiencia de la ventilación cruzada como recurso de enfriamiento pasivo depende principalmente de los siguientes factores: •Aberturas orientadas de manera estratégicas para aprovechar las presiones altas y bajas que generan los vientos dominantes del sitio. •La adecuada modulación de las dimensiones de las aberturas, para generar flujos con velocidades óptimas. •La posición relativa de las aberturas, de tal manera que los flujos de aire incidan de la manera más amplia posible en el espacio interior.

SISTEMAS PASIVOS DE REFRIGERACIÓN / VENTILACIÓN VERTICAL TORRES CAPTADORAS : Son sistemas que tienen como objetivo captar los flujos de aire y conducirlos al interior del edificio. Esto mediante aberturas en las partes superiores del edificio orientadas hacia la dirección de los vientos dominantes.

Las aberturas superiores funcionan de acuerdo a las presiones relativamente altas del viento relacionadas con las presiones mucho menores de las aberturas que se ubican al frente. De esta manera se genera un circuito de aires que ingresa por la parte superior, atraviesa el espacio y sale por la ventana contraria para integrarse nuevamente con el exterior.

SISTEMAS PASIVOS DE REFRIGERACIÓN / VENTILACIÓN VERTICAL La eficiencia de las torres captadoras depende de varios factores: •La disponibilidad de viento. Cuando se tienen vientos regulares con una dirección más o menos constante las torres captadoras tienen su mayor potencial. •La altura. A mayor altura se tienen mayores presiones de viento y por lo tanto mayores tasas de ventilación. •El tamaño de la abertura superior. Mientras mas grandes sea ésta mayor será la captación y el ingreso de aire. •La posición respecto a los espacios servidos. Es importante que se ubiquen de manera que los flujos de aire atraviesen el espacio habitable, como se muestra en el modelo.

SISTEMAS PASIVOS DE REFRIGERACIÓN / VENTILACIÓN VERTICAL TORRES DE EXTRACCIÓN: Las torres de extracción lo que hacen es generar bajas presiones de viento para extraer el aire caliente del edificio y propiciar con ello el ingreso de aire fresco. La torre se ubica en la fachada contraria al viento y la abertura se orienta en esa misma dirección.

SISTEMAS PASIVOS DE REFRIGERACIÓN / VENTILACIÓN VERTICAL ATRIOS Y ESPACIOS ALTOS: Las funciones principales de los atrios, cuando la cubierta es traslúcida o transparente, es la captación de radiación solar durante el invierno, propiciando el calentamiento de los espacios interiores. Estos espacios también pueden emplearse, si se diseñan de manera adecuada, para propiciar una ventilación natural más eficiente durante el verano. Los atrios pueden aprovechar las presiones del viento en la parte superior del edificio, tal como lo hacen las torres captadoras y de extracción. Sin embargo en este caso cobra gran relevancia un fenómeno conocido como efecto chimenea.

SISTEMAS PASIVOS DE REFRIGERACIÓN/ VENTAJAS Y DESVENTAJAS Ventajas: Alcanzar una sensación de confort en el edificio sin necesidad de poner en funcionamiento sistemas activos y, por tanto, reduciendo el consumo energético. Es una opción más económica.

Desventajas: La capacidad de refrigerar es menor que con la utilización del frío activo, siendo las temperaturas alcanzadas al refrigerar, no tan bajas.

SISTEMAS ACTIVOS

PRODUCCION DE AIRE FRIO

SISTEMA DE REFRIGERACION ACTIVO La refrigeración es el proceso de producir frío, en realidad extraer calor. Para producir frío lo que se hace es transportar calor de un lugar a otro. Así, el lugar al que se le sustrae calor se enfría. Al igual que se puede aprovechar diferencias de temperatura para producir calor, para crear diferencias de calor, se requiere energía. Se consigue producir frío artificial mediante los métodos de compresión y de absorción.

SISTEMA DE EXPANSIÓN DIRECTA  Es el sistema de refrigeración más ampliamente utilizado debido a su simplicidad y versatilidad.  Su particularidad, no obstante, consiste en que por lo general para lograr bajas temperaturas capaces de absorber grandes cargas térmicas, debe alcanzar elevadas relaciones de comprensión.  Se puede aplicar en refrigeradores domésticos, vitrinas frigoríficas comerciales, equipos de aire acondicionado de todo tipo, y sistemas que no absorban grandes cargas frigoríficas.

INDIVIDUALES Ventana o muro : es la tendencia actual, quizá por el tema del espacio, va montada en la pared cerca del techo, las dimensiones se reducen al máximo, y se integran en la decoración. Puede ser split o multi-split .

AUTOCONTENIDOS  ENFRIADOS POR AIRE : Se les denomina sistemas de expansion seca o directa a los sistemas frigoríficos en los cuales la avaporación del refrigerante se lleva a cabo a través de su recorrido por el evaporador, encontrándose este en estado de mezcla en un punto intermedio de este. Estos sistemas, si bien son los más comunes, suelen ser de menor capacidad que los de recirculación de líquido.

 ENFRIADOS POR AGUA: Lo que diferencia a

los sistemas de recirculación de líquido a los de expansión directa es que el flujo masiso de liquido a los evaporadores supera con creces al flujo de vapor producido en el evaporador.  Estos sistemas son preferentemente utilizados en aplicaciones industriales, con un número considerable de evaporadores y operando a baja temperatura.

SISTEMAS DE EXPANSIÓN INDIRECTA  Utilizan una unidad enfriadora de agua, la cual es distribuida a equipos de tratamiento de aire donde el serpentín trabaja con agua fría, denominados fancoil; (ventilador-serpentín), que puede ser del tipo central constituido por un gabinete que distribuye el aire ambiente por medio de conductos o individuales verticales que se ubican sobre pared o bajo ventana u horizontales para colgar bajo el cielorraso.

Se consigue producir frío artificial mediante los métodos de compresión y de absorción: REFRIGERACIÓN POR COMPRENSIÓN:

•El método convencional de refrigeración y el más utilizado, es por compresión. •Este proceso de refrigeración es muy costoso. •Los refrigerantes empleados hoy en día pertenecen al grupo de los fluoroclorocarbonos, que por un lado dañan la capa de ozono y por otro lado contribuyen al efecto invernadero.

REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN

Un método alternativo de refrigeración es por absorción. Sin embargo este método por absorción solo se suele utilizar cuando hay una fuente de calor residual , por lo que la producción de frío es mucho más económica y ecológica, aunque su rendimiento es bastante menor.

Una ventaja notable de los sistemas de absorción es que el refrigerante no es un fluoroclorocarbono. La mezcla de refrigerante y solvente en aplicaciones de aire acondicionado: Para temperaturas mayores a 0°C es agua y bromuro de litio (LiBr). Para temperaturas hasta -60°C es amoniaco (NH 3 ) y agua.

TIPOS Y CARACTERISTICAS Encastrable: es un equipo para montar oculto en el falso, la distribución del aire se lleva a cabo mediante conductos generalmente ocultos también en el falso techo. Pueden ser compactos o split . La instalación de este tipo de aparato implica una obra grande , pero una vez instalado podemos decir que es la mejor instalación posible.

Consola de techo: va montada a la vista colgada del techo. Son de gama comercial por su potencia demasiado alta para una vivienda y son de tipo split .

Consola de suelo: Va montada generalmente apoyada en el suelo pegada a la pared, tiene el inconveniente de ocupar sitio dentro de la estancia. Son de tipo split o multi-split .

Consola mural es la tendencia actual, quizá por el tema del espacio, va montada en la pared cerca del techo, las dimensiones se reducen al máximo, y se integran en la decoración. Pueden ser split o multi-split .

CLASIFICACION SEGÚN APLICACION

PARA HABITACIONES SIMPLES.  EL ENFRIAMIENTO SE APLICA A UN AREA ESPECIFICA, CON DOS SISTEMAS: MINI SPLIT DE MURO O PISO Y SPLIT DE AIRE CIELO O PISO. LA DIFERENCIA ES SU CAPACIDAD DE ENFRIAMIENTO SEGÚN EL AREA.  USO AIRE CIELO EN OFICINAS ABIERTAS, MULTITIENDAS, ETC.  USO AIRE PISO EN DORMITORIO, PEQUEÑAS OFICINAS, BODEGAS, ETC.

CLASIFICACION SEGÚN APLICACION PARA HABITACIONES MULTIPLES  SON DE EXPANSION DIRECTA, CONOCIDAS COMO MULTI SPLIT, PROVEEN CALOR O FRIO A PEQUEÑO NUMERO DE HABITACIONES DE SUPERFICIE LIMITADA. APLICACIONES DE PROYECTO CAPITAL  SON AQUELLAS EN LAS CUALES HAY MAYOR CAPACIDAD Y SON APLICADOS A MAYORES PROYECTOS.

SELECCIÓN DE SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO

COMPONENTES DE UN SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO

•Alcance: ( distancia de impulsión) Rejas:

Es la distancia horizontal que recorre una corriente de aire, medida desde la boca de salida hasta el punto donde la velocidad de aire alcanza un valor minimo definido 0.25m/seg y medido a 2.10 m sobre el suelo. Con escaso alcance una zona ocupada del local que con escaso movimiento de aire y con excesivo alcance produce rebote de aire en el parámetro opuesto originando corrientes de aire molestas. Se considera que el alcance Correcto debe ser del 80% del lado del local

Difusores: Distancia horizontal que recorre una corriente de aire, medida desde el centro del difusor hasta el punto donde la velocidad del aire alcanza un valor minimo definido 0.25m7seg y medida a la altura del plano de trabajo 1.20m sobre el suelo

•Caida: Es la distancia vertical desde la posicion de la boca de impulsion hasta el punto mas bajo donde tengamos la velocidad de 0.25m/seg..

•Velocidad de inyección y retorno El ruido que se produce por efecto de la circulación del aire a través de las rejas o difusores se debe a la formación de turbulencias en los elementos de los cuales pasa el aire. El nivel de ruido de reja o difusor se puede reducir mediante la reducción de la velocidad de impulsión y repartiendo el volumen total de la corriente de aire entre varios equipos terminales. La velocidad no debe sobrepasar valores prefijados, para evitar ruidos molestos

•Ubicación equipos terminales de impulsión: Tenemos las siguientes posibilidades en cuanto a su ubicación e impulsión.  Rejas próximas al techo con impulsión horizontal  Rejas ubicadas en el suelo con impulsión vertical y sin difusión  Rejas ubicadas en el suelo con impulsión vertical, con difusión  Rejas ubicadas en el suelo con impulsión horizontal.

•Ubicación de quipos terminales de retorno: Deben situarse, de se posible , en el interior de las zonas de estancamiento de aire. En estas condiciones aspiramos aire caliente durante el proceso de refrigeración y aire frio durante el proceso de calefacción. A una impulsión horizontal y a un nivel elevado

Mala distribución de aire en la zona ocupada

Rejas enfrentadas a distinto nivel, lo que provoca una induccion del aire por aprte de la reja de retorno

Sobre el mismo paramento y a distintos niveles, provoca una distribucion uniforme

•Espacio a acondicionar: a) Departamentos, hoteles y edificios de oficinas 1.

2.

Suministro desde pasillo

Conducto encima de ventana con impulsión hacia pasillo

b) Restaurantes

Puede ocurrir que en la apertura y cierre de puertas de la cocine circule aire con olores de coccion hacia el local acondicionado

•Espacio a acondicionar: c) 1.

Establecimientos Comerciales Rejas de impulsión hacia la salida, ubicarlas en el fondo del local

Puede haber una elevada circulación de aire en el local. El alcance debe ser igual a la longitud del local, de ser menor se producirá una zona caliente por infiltración en las puertas . 2. Rejas de impulsión arriba de las puertas de salida

3. Rejas de impulsion ubicadas en el centro del local, con impulsion hacia los extremos. Circulacion de aire moderada.

4. Difusores

Mejor distribución del aire, pero costo elevado, además, se requiere mayor altura de techo.

d) Teatro y Cines: 1. Sistema de inyección para teatros y cines chico, sin anfiteatros.

Se ubican las rejas de inyección y de extracción en el fondo de la sala. Existe posibilidad que se formen zonas muertas en el frente y ene le fondo de la sala. Es aconsejable realizar extracciones debajo de los asientos

4. Red de Conductos: L a misión es transportar el aire desde la planta de tratamiento a los locales a condicionar y viceversa. Factores a tener en cuenta para el correcto diseño de red, son los siguientes:

Espacios disponibles para el pasaje de conductos: Presentan limitaciones que obligan al proyectista a adoptar un determinado sistema de distribución. Por ellos el trabajar con conductos embutidos o ala vista, en espacios previstos, facilita el trazado y nos permite un desarrollo mas coherente. Velocidades admisibles del aire: Depende del tipo de local a acondicionar y varían según el tipo de conducto y la ubicación de este Niveles de ruido: Dependerá de la función del local y de las reglamentaciones vigente en cada lugar Fugas de aire: Para evitarlas se debe prestar cuidado a la ejecución de uniones entre tramos de conductos, desviaciones, collares, equipos terminales, etc. Trazados de la red: Se debe tener en cuenta Evitar largos recorridos Evitar recorridos tortuosos Evitar cruce de conductos a fin de no tener que prever entretechos de mucha altura

Las formas mas utilizadas Conductos enfrentados Conducto a pleno Conducto en forma de peine

PROYECTO DE INSTALACIÓN DE CLIMATIZACIÓN Y RECUPERACIÓN ENTÁLPICA PARA LAS NUEVAS DEPENDENCIAS DEL AYUNTAMIENTO DE BENICARLÓ

RESUMEN DE CARACTERÍSTICAS TITULAR: AYUNTAMIENTO DE BENICARLÓ EMPLAZAMIENTO: C/ DOCTOR PERA, ESQ. C/ MESTRE SERRA 12580 BENICARLÓ (CASTELLÓN) POTENCIA TÉRMICA FRIO: 166,60 kW POTENCIA ELÉCTRICA ABSORBIDA FRIO: 49,97 kW CAUDAL EN M3/H Total caudal aire Frio 7.245 m³/h CAPACIDAD MÁXIMA DE OCUPANTES 125 PERSONAS ACTIVIDAD A LA QUE SE DESTINA: NUEVAS DEPENDENCIAS DEL AYUNTAMIENTO DE BENICARLÓ

NÚMERO DE PLANTAS Y USO DE LAS DISTINTAS DEPENDENCIAS SUPERFICIE CONSTRUIDA (m2)

SUPERFICIE ÚTIL (m2)

VOLUMEN ÚTIL (m3)

281,70

232,40

697,20

Planta Segunda 269,85 oficinas

243,50

730,50

Planta Tercera oficinas

269,85

243,50

730,50

Planta Cuarta dependencias

269,85

243,50

730,50

Planta Cubierta 47,90 instalaciones

22,90

68,70

TOTALES

985,80

2957,40

Sotano -2 archivo

1139,15

CALCULOS JUSTIFICATIVOS  TEMPERATURAS.

Los valores anteriores deben mantener se en la zona ocupada, definida según se indica a continuación: -

A 1,0 A 0,5 A 0,5 Entre Entre

m de m de m de 0,1 y 0,1 y

pared pared pared 1,3 m 2,0 m

exterior con ventanas o puertas. exterior sin ventanas o puertas. interior. del suelo en locales con gente sentada. del suelo en locales con gente de pie.

CALCULOS JUSTIFICATIVOS  VELOCIDAD DEL AIRE.

Los valores anteriores deben mantener se en la zona ocupada, definida según se indica a continuación: -

A 1,0 A 0,5 A 0,5 Entre Entre

m de m de m de 0,1 y 0,1 y

pared pared pared 1,3 m 2,0 m

exterior con ventanas o puertas. exterior sin ventanas o puertas. interior. del suelo en locales con gente sentada. del suelo en locales con gente de pie.

CAUDALES DE AIRE INTERIOR MÍNIMO DE VENTILACION  En la tabla 2 de la norma UNE 100011 indica los caudales de aire exterior requeridas para una calidad aceptable del aire en los locales.

SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN A INSTALAR

PLANOS

EDIFICIO MULTIUSOS EN VILADECANS, BARCELONA El cerramiento del edificio se trata como una membrana uniforme y continua, que envuelve por completo el volumen exterior, dándole una imagen neutra

y

abstracta.

El

aspecto

ligeramente reflectante de los paneles de aluminio transforma la fachada en

una pantalla neutra que registra las variaciones de la luz y del ambiente exterior

María Fraile y Javier Revillo

EDIFICIO MULTIUSOS EN VILADECANS, BARCELONA

María Fraile y Javier Revillo

Al exterior no se manifiesta ningún elemente que revele la escala del edificio. Solo la

marquesina indica la singularidad de la entrada, único punto en el que la fachada de aluminio se interrumpe. El acceso al interior se produce sin transiciones, de forma directa, lo que refuerza la relación con el exterior y el carácter público.

Luis Martínez Santa - María

Nueva sucursal de la caja de Arquitectos de Madrid La

memoria

de

un

local

antiguamente ocupado por una tienda

de

lámparas

se

ha

mantenido en una minuciosa obra de Lui Martínez Santa – María en la que el plano del techo

y

la

constelación

de

luminaria de el suspendidas protagonizan

su

nuevo

uso

institucional. El uso de distintos tipos de madera resuelve el plano del suelo y el mobiliario, integrado en él las instalaciones de electricidad y climatización, en una personalísima mirada a los detalles.

En la planta sótano se sitúa la sala de máquinas con las enfriadoras como un anexo al edificio, semienterrado junto a la rampa de acceso y ventilado directamente al patio exterior mediante una rejilla. La descarga de las enfriadoras se produce por las chimeneas de los lucernarios del muro exterior. Las unidades de climatización o evaporadoras se disponen en la sala de climatización, en la banda central del edificio. Cada módulo espacial del edificio(que coincide con cada sala independizable) tiene su propia unidad de climatización, lo que permite el funcionamiento de los distintos sectores de forma autónoma, adaptándose así a las distintas necesidades de uso. Las evaporadoras descargan el aire viciado por cubierta, mediante unos ventiladores de extracción alojados en las chimeneas en los extremos de los lucernarios.

Climatización El sistema empleado para climatización de los recintos feriales es del tipo todo aire, con climatizadores con free - cooling y recuperador entálpico. Las unidades de climatización realizan la impulsión a través de dos conductos independientes que discurren por la cámara interior de los muros centrales del proyecto, y que finalizan en unas toberas puntuales a ambos lados de cada lucernario. El retorno para cada sector se produce también bajo cada lucernario, en el que a las lamas de aluminio se les realiza unas perforaciones con laser, y por la cámara interior de los muros. Este sistema reduce al máximo los trazados y por tanto las perdidas de carga en la distribución.

Para poder mantener el techo original, todo el sistema de climatización se oculta en el interior de los muebles o bajo

el suelo.

Un zócalo de 70cm de altura recorre casi todo

el perímetro del local integrado hábilmente sofás de espera, un cajero automático, la instalación eléctrica y la de climatización

Todas las unidades de suelo integradas en el zócalo perimetral son cómodamente accesibles

para su mantenimiento desde su cara frontal.

La instalación de climatización se distribuye por conductos bajo el pavimento o por el interior del mobiliario para evitar la habitual red por los techo y la consiguiente aparición de cielos rasos, Consta de diez unidades evaporadoras verticales de suelo dispersas por la oficina en un sistema VRV, con una sola unidad condensadora con bomba de calor dispuesta en la cubierta. Este tipo de instalación permite que las unidades interiores solamente requieran estar alimentadas por tubos de liquido refrigerante, tomando el aire del ambiente, por lo que se evita tener una red de voluminosos conductos de aire desde una maquina general de mayores dimensiones. Además, cada unidad puede funcionar y regularse de forma autónoma. La instalación se completa con un recuperador entálpico colocado en el falso techo sobre la escalera de bajada al sótano. Esta maquina se encarga de la extracción de aire de toda la oficina y la impulsión de aire de renovación climatizado a todo el espacio, garantizando la correcta ventilación del local. Sin mezclar ambos flujos de aire intercambia la energía entre ambos de modo que no consume en climatizar el aire renovado, que toma del patio anejo. Sus conductos, de reducidas dimensiones, se ocultan en los zócalos del mobiliario o en la capa de hormigón aligerado bajo el pavimente, Dicha red dispone de una compuerta de regulación junto a cada unidad de suelo, cuyo retorno se realiza por su parte interior, de modo que la propia maquina se alimenta de una mezcla de aire del ambiente con aire renovado, Evitando las habituales rejillas, la impulsión se realiza a través de unas piezas troncocónicas de nogal integradas en el mobiliario.

Caudal variable de refrigerante La gama de unidades climatizadoras S-HRM de caudal variable de refrigerante con recuperación de calor, ofrece la posibilidad

de suministrar simultáneamente calefacción y refrigeración. Durante el funcionamiento, el sistema determina que intercambiador de calor puede utilizarse con mas eficiencia y selecciona el compresor para producir la energía necesaria. La amplia gama de unidades interiores incluye unidades de ventilación con intercambiador de calor para suministro de aire fresco.

Acondicionamiento de aire de alta precisión

El techo filtrante unidireccional Air Ceiling satisface las normas mas rigurosas de desinfección de aire

Tecnair es especialista en sistemas de acondicionamiento de aire para quirófanos y salas blancas, alcanzando el nivel mas elevado de la escala de desinfección de aire dentro de un quirófano con su techo filtrante unidireccional. La contaminación química de gases anestésicos no puede ser filtrada, solo diluida con un alto volumen de aire exterior. El caudal alto y constante, a pesar de la obstrucción progresiva de los filtros, es gestionado por el microprocesador mediante un medidor de capacidad y un inverter sobre el ventilador de impulsión.