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INSTALACIONES DE AIRE ACONDICIONADO

1.- Introducción

Existen multitud de tipos de instalaciones de aire acondicionado que intentan controlar la temperatura, humedad y calidad del aire.

Cada una de ellas tiene unas características propias, y el control ejercido sobre los parámetros (temperatura, humedad, pureza del aire,…) no siempre se puede efectuar correctamente, especialmente cuando el aire se distribuye para diferentes espacios, y unos tienen carga positiva y otros negativa; o unos necesitan mayor porcentaje de aire de renovación que otros.

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2.- Tipos de Instalaciones de AA

Los tipos se clasifican en función de los fluidos que transportan la energía térmica (calor o frío) hasta los locales.

Bajo este criterio, las instalaciones se agrupan en cuatro grandes grupos

• Instalaciones todo aire.• Instalaciones agua-aire.• Instalaciones todo agua.• Instalaciones con fluido refrigerante.

Aunque es posible que en una misma instalación existan varias instalaciones, por ejemplo una eliminando la carga térmica perimetral, y otra la del “interior” del local.

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3.- Instalaciones todo aire (I)

• Instalaciones con un conducto y variación de la T y/o caudal: (I)

- Empleadas para zona única: resultan más económicas en instalación y mantenimiento, la regulación de temperatura se hace por medio de un termostato actuando sobre:

a) El compresor y/o la caldera, parando y deteniendo el fluido.

b) Un bypass hace que el aire de recirculación no pase por la batería.

c) Con regulación sobre la batería de postcalentamiento; ofrece un control independiente T y humedad pero costes de instalación y operación elevados.

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3.- Instalaciones todo aire (II)

• Instalaciones con un conducto y variación de la T y/o caudal: (II)

- Empleadas para zonas múltiples (I), la regulación de temperatura se hace por medio de un termostato actuando sobre:

a) Con caudal constante y temperatura variable. El aire es tratado centralmente, y posteriormente es terminado de acondicionar en una batería para cada zona; tiene altos costes de instalación y de operación.

b) Con temperatura constante y caudal variable. El aire es tratado centralmente, y en cada zona se regula el caudal introducido en función de las necesidades; problema la interacción de caudales.

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3- Instalaciones todo aire (III)

• Instalaciones con un conducto y variación de la T y/o caudal: (III)

- Para zonas múltiples (II), la regulación de T con termostato.

c) Con temperatura y caudal variables; son la unión de los dos sistemas anteriores, actúan primero sobre las compuestas hasta un cierto valor límite preestablecido, y después sobre las baterías.

d) Con caudal variable y recirculación local; un climatizador central sirve a varias zonas, en las que se toma aire de recirculación de la propia zona.

e) Con caudal variable, recirculación local y T variable; igual al anterior, paro en cada zona además incorpora baterías propias.

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3.- Instalaciones todo aire (V)

• Instalaciones multizonas:

Funcionan con caudal constante y T variable. Existe división del aire que entra, una parte por la batería de frío y otra por la de calor, y en función de la T deseada en cada zona, por un sistema de compuertas se selecciona la fracción introducida en el local.

• Instalaciones de doble conducto:

Todo el aire es tratado centralmente en dos partes, y enviado por dos conductos (uno frío y el otro caliente) a todas las diferentes zonas, la mezcla de aire se hace al final. Son instalaciones voluminosas al requerir dos conductos, y de caro funcionamiento.

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3.- Instalaciones todo aire (V)

• Instalaciones de conducto dual.

Cada ambiente recibe dos flujos de aire totalmente independientes:

– Uno primario, con caudal constante y T variable.

– Otro secundario, a temperatura constante y caudal variable.

Las diferencias con respecto al sistema de doble conducto son que los conductos son menores (los dos conductos pueden contribuir para frío); la regulación de humedad se hace independiente de la T.

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4- Instalaciones todo aire-agua

Tienen una instalación central de aire que controla la calidad del aire y otra de agua que elimina la carga térmica del local. Los conductos de aire son menores, y no siempre tienen aire de retorno.

•Instalaciones de inducciónEl aire primario tratado centralmente se envía a los inductores instalados en los locales; el aire primario induce a que parte del aire del local (secundario) pase por una batería alimentada con agua caliente o fría. A 2, 3 o 4 tubos.

•Instalaciones de fancoils con aire primarioSimilares a las anteriores, cambiando el inductor por un fancoil. A 2, 3 o 4 tubos.

•Instalaciones de paneles radiantes y aire primarioSon instalaciones con aire primario de renovación y paneles radiantes alimentados con agua para la carga térmica.

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5.- Instalaciones todo agua

•Fancoils

Aparatos instalados en el local, constan de una o dos baterías agua-aire, hacia las que se manda desde una instalación central agua fría o caliente. La temperatura se regula local por local. Son sistemas sin renovación de aire. Normalmente incorporan un ventilador, generalmente con tres velocidades distintas.

– a dos tubos, una única batería, es necesario parcializar las zonas con distinto tipo de carga; ofrece un bajo coste de instalación

– a tres tubos: a cada fancoil le llegan dos tubos, uno con agua caliente y otro con agua fría, el tercer tubo es de retorno

– a cuatro tubos: disponen de dos baterías, una de frío y otra de calor pero realiza un retorno selectivo

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6.- Instalaciones con fluido refrigerante (I)

Acondicionamiento individualizado en cada local; bajo coste inicial, y una fácil instalación, sobre todo cuando el edificio está ya construido; pero su coste de operación y su mantenimiento son costosos.

Estos sistemas no aportan aire de renovación, y pueden tener un fuerte efecto estético en la fachada del edificio.

•Equipos deshumidificadores

Consiste en hacer pasar aire del habitáculo a deshumidificar mediante un ventilador por el evaporador y posteriormente por el condensador de un aparato de refrigeración.

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6.- Instalaciones con fluido refrigerante (II)

•Equipos partidos (split) domésticos de aire acondicionado

Son unidades productoras de frío para el acondicionamiento de pequeños espacios (salones de viviendas, despachos, pequeños comercios,...). Constan de dos partes:

– Unidad interior o evaporadora (v. expansión o capilar, bandeja de condensados). Adicionalmente una resistencia eléctrica y “filtros”

– Unidad exterior o condensadora, (compresor); si el equipo es bomba de calor incluye la válvula de 4 vías y la botella antigolpe de líquido.

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6.- Instalaciones con fluido refrigerante (III)

•Equipos de aire acondicionado compactos

En una unidad incluyen todo el equipo frigorífico. Internamente están divididos en dos partes independientes y aisladas térmicamente.

Pueden estar diseñados para instalarse directamente en el local o para conectarse a conductos.

Dentro de este tipo de equipos se pueden destacar dos tipos:

– Que el condensador esté refrigerado por agua; suele llevar incorporada una válvula presostática de agua.

– Que el condensador esté refrigerado por aire, necesita de una conducción del aire para el condensador desde y hacia el exterior.

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7.- Plantas enfriadoras de agua (I)

Unidades destinadas a conseguir agua fría, el evaporador es un intercambiador (mejor de tubos) en contracorriente.

Se han de evitar las congelaciones por lo que la temperatura de salida del agua esté comprendida entre 4 y 6ºC. Si el agua lleva algún anticongelante esta temperatura puede ser hasta -5ºC.

Si trabaja con acumulación de la planta enfriadora suele trabajar a dos temperaturas distintas.

Tanque de acumulación en paralelo

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7.- Plantas enfriadoras de agua (III)

Tanque de acumulación en serie aguas abajo

Tanque de acumulación en serie aguas arriba

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8.- Climatizadoras o U.T.A.s (I)

Los climatizadores son espacios destinados al acondicionamiento de aire para la climatización centralizada de locales. Constan de varias partes entre las que podemos destacar:

•La toma de aire

Parte aire de recirculación, conductos de retorno. Conviene que lleven rejillas y filtros para evitar que la contaminación del aire de un local afecte a los otros.

Parte aire exterior o de renovación. La toma de aire exterior ha de estar colocada en un lugar donde el aire esté limpio, y ha de tener rejillas y pueden llevar instalados filtros.

Zona de free-cooling, es un espacio de mezcla del aire de recirculación y del aire exterior.

Puede instalarse un recuperador de calor entre el aire expulsado al exterior y el introducido al interior.

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8.- Climatizadoras o U.T.A.s (II)

•La sección de entrada

Filtros, ventilador, para aspirar el aire e impulsarlo a través del climatizador, y batería de precalentamiento para evitar que la humedad condense.

•La sección de acondicionamiento

Baterías y/o resistencias eléctricas, deshumidificador, usualmente es una batería de frío, y humidificador y filtro anti gotas.

•La sección de salida

Ventilador y filtros.

Constructivamente: compuertas de acceso, uniones flexibles, soportes elásticos y compuestas corta fuegos.

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8.- Climatizadoras o U.T.A.s (III)

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8.- Climatizadoras o U.T.A.s (IV)

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9.- Circuitos hidráulicos para las baterías (I)

Las baterías normalmente son alimentadas por agua fría o caliente, esto hace que se necesite un circuito hidráulico.

Usualmente una máquina enfriadora o calentadora alimenta a varias baterías, esto requiere un circuito primario y varios secundarios, uno para cada climatizador, o zona a climatizar.

Bombas centrífugas con uniones flexibles para evitar la transmisión de vibraciones y ruidos a las mismas, ...

Es conveniente que las diferentes bombas de la instalación sean iguales, para poder tener repuestos; en los circuitos primarios se suelen colocar dos bombas iguales en paralelo, una en reserva.

El hecho de tener varios secundarios hace que el equilibrado hidráulico del conjunto no sea una cuestión sencilla, para este fin se colocan válvulas reguladoras de caudal.

Las máquinas productoras de agua caliente o fría requieren de una cantidad mínima de agua para funcionar.

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9.- Circuitos hidráulicos para las baterías (II)

Para evitar repetidas y continuas paradas y puestas en marcha, se ha de colocar un tanque de inercia.

Como los circuitos hidráulicos tienen diferentes temperaturas se requiere la colocación de vasos de expansión.

Como el agua lleva aire disuelto, se hace necesario la colocación de purgadores de aire en las partes altas del circuito.

Disponer la posibilidad de llenado y vaciado del agua de la instalación, conexiones con la red de agua local.

Se han de colocar válvulas de corte, antes y después de cada elemento que sea previsible que halla que cambiar.

Las tuberías de agua han de ir térmicamente aisladas.

A la entrada de las baterías de los climatizadores hay que colocar válvulas de tres vías, controladas por termostato.

También se hace conveniente la disposición de filtros.

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9.- Circuitos hidráulicos para las baterías (III)

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