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INSTALACIONES III
AIRE ACONDICIONADO
TEORICA 1 - CICLO DE COMPRESIÓN Y SISTEMAS INDIVIDUALES
SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO TÉRMICO
Hay 3 grupos
- SISTEMA PASIVO: relacionado con el diseño arquitectónico desde lo constructivo, materialidad implicando un mínimo gasto de energía para llegar al confort térmico que requieren los locales
- SISTEMA ACTIVO: diseño de las instalaciones, requieren gasto de energía (ya sea eléctrico o gas) para poner en funcionamiento las instalaciones y para lograr el confort requerido.
- SISTEMA MIXTO: Lo ideal es el trabajo conjunto de los sistemas anteriores minimizando de esta forma el gasto de energía. Debemos entender que los equipos que brindan frío lo hacen a partir de un proceso y que este lo que realmente hace es quitarle calor al ambiente a acondicionar. Ciclo de compresión: El ciclo es un circuito cerrado que se repite de manera continua. En este caso son cuatro elementos que se interconectan a partir de una cañería donde circula un fluido refrigerante en el caso específico del aire acondicionado es el freon 134a. El fluido se puede comprimir y cambiar de estado a temperaturas relativamente bajas. -SISTEMA DE EXPANSIÓN DIRECTA - CONDENSACIÓN POR AIRE: ¿De qué se trata el ciclo? Como es cerrado puede iniciar en cualquier parte del circuito. Iniciando en el compresor, este recibe el gas refrigerante a baja presión y temperatura y cumple dos funciones: hacer circular el refrigerante en todo el circuito, pero también comprimirlo aumentando su temperatura. Así llega a un intercambiador de calor que es llamado condensador, el refrigerante se pone en contacto con una corriente de aire del exterior (el intercambiador está en contacto con el exterior) el refrigerante le cede calor al aire y se condensa pasando de estado gaseoso a líquido. Entonces el condensador recibe el refrigerante a alta presión y temperatura y devuelve al sistema líquido refrigerante a la misma presión y temperatura. El líquido pasa por una válvula de expansión que libera la presión y de esta forma baja la temperatura. Así pasa a ser un fluido muy inestable que es absorbido por otro intercambiador, produciendo otro cambio de estado. Este intercambiador es llamado evaporador y está en contacto con el aire interior que nosotros necesitamos enfriar, entonces el líquido absorbe el calor del local y pasa nuevamente al estado gaseoso.
SISTEMA DE EXPANSION DIRECTA - CONDENSACIÓN POR AGUA:
La variante se encuentra en el condensador, en vez de atravesar por una corriente de aire es de agua. El compresor comprime y eleva la temperatura. El condensador permite el cambio de estado cediendo calor a una corriente de agua que cede calor a partir de una torre de enfriamiento. Es así, que el condensador no se encuentra en contacto con el exterior, ya que ahora se encuentra la torre. El refrigerante le cede calor latente de condensación al circuito de agua y a través de la torre de enfriamiento el circuito de agua le cede calor latente de condensación al aire exterior. Luego la válvula de expansión libera y baja la temperatura del refrigerante y en el evaporador se le quita calor al aire interior, haciendo que el refrigerante se evapore y el aire interior se enfríe. Gay lussac: cuando un gas se comprime aumenta su temperatura Calor sensible: cuando aumenta la temperatura de una sustancia Calor latente: cuando el calor que le entregamos a la sustancia le hace cambiar de estado físico. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO TÉRMICO: Época de uso
Alcance de 5 o 6 metros Capacidad reducida de 1800 a 15000 frig/h Portatil: transitorio, se puede mover es muy fácil de instalar es muy ruidoso por su compresor necesita un conducto vinculado al exterior para evacuar el aire caliente de condensación no es muy estético De ventana (ya no se ven): instalación fácil renueva el aire y es económico muy ruidoso por su compresor debe colocarse en la fachada para que el condensador pueda estar en contacto con el aire Sistema individual separado: El compresor y el condensador se encuentran apartados en una unidad exterior que se encuentra en el exterior y se vincula a partir de un sistema de cañerías de mando y retorno con la unidad interior.
Se divide la etapa térmica. En el interior se encuentra el evaporador que necesita estar en contacto con el aire del local, la válvula de expansión, la etapa de tratamiento y la inyección. Opciones: Split. unidad interior de pared unidad interior o evaporadora. unidad de exterior o condensadora 12000frig/h instalación sencilla. más flexibilidad, ya que hay una distancia entre las dos partes de 8m (no necesita estar la unidad exterior en la fachada) no renueva el aire, no trabaja con aire del exterior. Incorpora al sistema el aire del interior del local, lo hace pasar por el evaporador y se produce la cesión de calor par aluego salir al local por inyección directa más silencioso porque el compresor está en el exterior Split tipo consola 18000 frig/h tienen mayor tamaño por lo que se utilizan en espacios de mayor tamaño.locales comerciales, restaurantes, oficinas grandes, sum hay de piso o techo cuando dice linea de liquido es refrigerante no agua
Desagüe condensado: El aire caliente al pasar por el evaporador se condensa y el agua necesita ser evacuada. Sistema multisplit una única unidad exterior que atiende a varias unidades interiores nuevamente la etapa térmica está dividida líneas de refrigerantes independientes no más de 4 o 6 unidades interiores cada unidad evaporada se regula en forma independiente la unidad condensadora tiene dos compresores es más caro que los sistemas individuales Bomba de calor/ válvula inversora / válvula de cuatro vías invierte para el ciclo de invierno el ciclo de compresión. El evaporador trabaja como condensador y el condensador como evaporador. el calor que el condensador en verano disipa hacia el exterior ahora lo ingresa al local. Cuando vemos esta válvula/bomba en el sistema podemos entender que sirve tanto para brindar frío como calor
TEÓRICA 2
ZONALES
Sistemas zonales o semi-centralizados: -rooftop compacto exteriores: trabaja por condensación por aire (por eso tiene que estar en el exterior) se monta sobre la azotea frío. frío - calor a gas frío - calor por inversión de ciclo dos compresores por ser de mayor envergadura internamente está dividido en dos unidades pero esta todo en un mismo equipo distribuye el aire a partir de un sistema de conductos necesitan de una gran logística para poder montarlos 5 a 40 ton/refrig. cubre mayor potencia 1ton/refrig equivale a 3024 frig/h alimenta al piso inferior y uno más, pero no tiene mayor alcance
autocontenido compacto interior - condensacion por agua: no necesita contacto con el exterior. lo ubico en cualquier lugar, ya sea un subsuelo o primer piso La torre de enfriamiento tiene que estar ubicada en el exterior donde haya una buena circulación del aire para calefacción no se puede usar válvula inversora. Se coloca una resistencia eléctrica a la salida del conducto de mando si se va a utilizar electricidad. Un calefactor de conductos si se va a utilizar gas o tambien podria ser una caldera donde debemos montar una serpentina de agua caliente por encima del vaporizador (si hay caldera hay vaso de expansión)
canalizaciones de fluido caloportador: mando y retorno se clasifican según el fluido que transporten: todo aire todo agua solo refrigerante mixto (agua aire) (refrigerante aire) Todo aire: antes se construye en situ poco mantenimiento buen control de la calidad de aire, por la incorporación del aire exterior tenemos una cámara de mezcla donde ingresa el aire recirculado y también aire del exterior. el aire exterior renueva el aire a partir del código, y permite que los locales esten trabajando a sobrepresión. Luego de mezclar el aire pasa por una batería de filtros para quitar olores, impurezas, etc. Luego pasa por una serpentina de refrigeración o evaporadora. Si también da calor se le conectara una serpentina conectada a una caldera. Por último el aire es conducido por medio de un sistema de conductos a la zona que necesitemos acondicionar, usando también un ventilador centrífugo por el caudal a mover el aire por sí mismo no tiene una gran capacidad térmica, por lo que necesitamos secciones muy grandes para poder acondicionar los sectores. No puedo usar secciones mayor a 1m Ocupa mucho lugar pero es solo una unica maquina VAC: volumen de aire constante. No puede regularse en forma diferenciada las distintas zonas o locales, por lo que energéticamente no es muy recomendable Abastece a edificios bajos, uno o dos pisos
VAV: volumen de aire variable. puede regular diferencialmente las distintas zonas o locales. Utiliza damper zonales que abren o cierran el paso del aire según los requerimientos de las zonas. El sistema es automático, se utilizan sensores de ambiente que captan la temperatura y el movimiento. Esto no es un equipo si no que es un sistema de control de aire en el interior de una red de conductos, el equipo podría ser cualquiera solo con la condición de distribuir aire por una red de conductos VRV Solo refrigerante: muy alta eficiencia energética muy poco mantenimiento, unidades chicas flexibilidad para el crecimiento, siempre puedo agregar unidades muy poca ocupación de espacios., pueden colocarse en cielorrasos costo inicial alto, de todos los que vemos es el más caro dificultades para la renovación del aire: sistema complementario de ventilación Hay una unidad condensadora exterior que tiene dos compresores (uno de potencia fija y uno de potencia variable) dos condensadores, una línea de líquido que llega a una unidad interior o evaporadora. Aquí se encuentra la válvula de expansión, el evaporador y una línea de gas que vuelve a los compresores para reiniciar el sistema
VRV unidades interiores -cassette: muy compactos, tienen 30cm de altura y entran en un cielorraso muy silenciosos, su ventilador está preparado filtros de muy alta eficiencia -baja silueta: unidad pequeña de 20,25 cm de altura sin carcasa exterior porque puede quedar inserta en el cielorraso lo único que vemos es la rejilla de inyección de aire VRV condensación por aire: frío calor por inversión de ciclo El núcleo intercambiador genera el cambio de aire. incorpora aire exterior y saca el aire acumulado Joint. Una entrada dos salidas Hiter. Una entrada varias salidas
VRV frio calor expansión directa un tren de unidades condensadoras puede atender a 200 unidades interiores 165m de longitud max real de cañería (sumando tramos verticales y horizontales) 90m de altura entre la unidad exterior en la azotea y la última unidad interior 30m de diferencia maxima de altura entre la primer unidad evaporadora y la última que se alimenta con un mismo tren
El mel tiene que estar en el exterior para poder estar en contacto con el aire y generar el proceso enfriadoras centrales de 20tr a 300tr. Siempre es mejor instalar más cantidades pequeñas. Su instalación es engorrosa En el evaporador enfría agua, este agua va a un colector de mando (con sus respectivos controles) se va a la serpentina del equipo terminal. El retorno desde la serpentina llega al colector de retorno y vuelve al evaporador de la serpentina se liquidos en la mel. Hay un by pass entre mando y retorno para cuando la temperatura es apta a volver al equipo terminal sin necesidad de pasar por el mel se abre la válvula de tres vías y vuelve al sistema. Si no quiero colocar una caldera al ser un sistema de aire podría poner una bomba de calor que cambiaría la función del evaporador y calefaccionar en invierno. Lleva el refrigerante a los condensadores o al evaporador según el momento del año Vaso de expansión hermético o abierto. Chequear para que servia
- el compresor comprime el gas refrigerante, aumentando su temperatura. el evaporador recibe el refrigerante, este tiene una serpentina por donde pasa agua caliente y el refrigerante absorbe este calor del agua. el agua ahora a menor temperatura es conducida hasta el colector de mando, y de ahi al equipo terminal fancoil. el fancoil tiene un ventilador y una serpentina, y enfria al aire de manera indirecta.
Expansión indirecta: condensación por agua. En el condensador el intercambio de calor se da entre el refrigerante y una corriente de agua encargada de disipar el calor latente a través de una torre de enfriamiento hacia el aire exterior. En el evaporador pasa lo mismo que en el sistema anterior ya que también cuenta con la serpentina de agua y el proceso es el mismo. La torre de enfriamiento está en conexión con el condensador. la torre está en el exterior pero el condensador no, ya que la función de conexión con el aire la cumple la torre. Disipa el calor latente a través de la torre. Hay un vaso de expansión que ayuda al sistema. Válvulas motorizadas de dos vías para elegir la temperatura del agua y de ahi la llevo a los equipos terminales. No importa la ubicación de la torre de enfriamiento, pero si tiene que estar en contacto con el aire. NO JOINT en este sistema. Hay que poner empalmes y codos específicos de calefacción NO BOMBA DE CALOR porque es condensación por agua, esto solo sirve para condensación por aire en cualquier sistema pero solo aire. El compresor comprime el gas refrigerante, aumentando de esta forma su temperatura. El refrigerante ingresa al condensador donde se da un intercambio de calor con una corriente de agua encargada de disipar el calor latente a través de una torre de enfriamiento hacia el aire exterior. La torre de enfriamiento está conectada al condensador, y esta tiene que estar en el exterior para disipar el calor, permitiendo que el MEL se encuentre en el interior del edificio. En el intercambio el refrigerante cambia de estado manteniendo su temperatura y presión, la cual cambia al ingresar a la válvula de expansión. Al ingresar al evaporador, el refrigerante absorve el calor del agua de la serpentina, cambiando nuevamente su estado. El agua de la serpentina con menor temperatura va al colector de mando y es distribuida a los equipos terminales.
