INSTALACIONES-2 TEMA 10.- INTRODUCCIÓN A LA CLIMATIZACIÓN I CURSO º C DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES ARQUITECTÓNICAS

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1 INSTALACIONES-2 DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES ARQUITECTÓNICAS CURSO TEMA 10.- INTRODUCCIÓN A LA CLIMATIZACIÓN I 4º C Profesor: Julián Domene García

2 INTRODUCCIÓN Una máquina frigorífica es todo dispositivo capaz de hacer descender la temperatura de un determinado objeto o lugar para hacerla inferior a la de su entorno. Para explicar el funcionamiento de éstas, se ha de tener en cuenta el siguiente principio de la Termodinámica: Es imposible realizar una transformación termodinámica cuyo único resultado sea el paso de una cantidad de calor de un cuerpo frío a otro caliente De acuerdo con lo dicho, para que este proceso tenga lugar, es necesario suministrarle una cierta cantidad de energía, W 2

3 Foco caliente Foco frío 3

4 El frío se produce, por evaporación de un fluido frigorígeno, y una instalación de estas características está compuesta básicamente por los siguientes elementos: condensador evaporador compresor elemento de expansión además de estos elementos básicos existen otros secundarios, como son: termostato dispositivos de protección y seguridad filtro de aire, etc. 4

5 Los elementos básicos se encuentran unidos entre sí a través de la tubería, por el interior de ésta circula el fluido frigorífico o refrigerante, que es el que produce el frío. Por lo tanto se trata de un circuito cerrado, totalmente estanco de tal manera que una vez cargada de gas la máquina, éste debe permanecer en ella indefinidamente, salvo que se produzca alguna fuga. Así pues el proceso sigue el ciclo siguiente: 5

6 6

7 ESQUEMA GENERAL Encontramos pues que ha partir del ciclo anterior, el esquema general de una máquina frigorífica, es: 7

8 TEMA CICLO FRIGORÍFICO 2005/2006 8

9 EL COMPRESOR Es la parte más importante del equipo, ya que, además de ser la más delicada y complicada, es la más costosa económicamente. 9

10 EL COMPRESOR ROTATIVO 10

11 EL CONDENSADOR Tiene por misión enfriar el freón, que entra en él en estado gaseoso, hasta que quede totalmente en estado líquido a menor temperatura. Consta de: o o la batería condensadora el motor ventilador 11

12 EL ELEMENTO DE EXPANSIÓN Existen dos tipos: 1º Capilar. 2º Válvula de expansión. 12

13 EL EVAPORADOR Su misión es evaporar todo el fluido que entra en él a baja presión proveniente del capilar o válvula de expansión en estado liquido. En él se realiza el efecto frigorífico. Consta fundamentalmente de: batería evaporadora motoventilador. 13

14 Evacuación de agua condensada: en la superficie del evaporador se produce el fenómeno de condensación de agua por rocío. Para eliminar el agua de esta bandeja existan dos opciones: 1ª Se coloca un tubo de plástico a la bandeja, colocando el otro extremo a un desagüe, o a la calle, en el peor de los casos. El agua caería por gravedad. 2ª El tubo se conecta a una bomba eléctrica de pequeño caudal, que nos facilita su expulsión a un desagüe situado en cualquier punto. 14

15 Termostatos Es el dispositivo de control para la regulación de la temperatura ambiente. Consta de una sonda que capta la temperatura del ambiente a climatizar, unida mediante cable a un elemento de corte, y un mando regulador para seleccionar la temperatura de confort. Las sondas suelen ser NTC ó PTC 15

16 CLASIFICACIÓN DE LAS INSTALACIONES DE CLIMATIZACIÓN En estas instalaciones se distinguen varios tipos según sus características principales, así pues, una clasificación sistemática, puede ser: Por los períodos de funcionamiento: Instalaciones solo invierno Instalaciones solo verano Por su sistema de acondicionamiento térmico: Instalaciones autónomas Instalaciones centralizadas 16

17 CLASIFICACIÓN DE LAS INSTALACIONES DE CLIMATIZACIÓN Por su configuración: Instalaciones mediante equipos compactos Instalaciones mediante equipos partidos (split) Por el medio de disipación del calor del condensador: Sistemas de condensación por agua Sistemas de condensación por aire 17

18 CLASIFICACIÓN DE LAS INSTALACIONES DE CLIMATIZACIÓN Esta complejidad de equipos, se reduce notablemente una vez establecido el programa del edificio al que se destina la instalación, por lo que en nuestro caso lo limitaremos a clasificar los equipos de acuerdo al sistema empleado para transportar el frío: 1º. Sistema aire-aire: condensadora y evaporadora refrigerados por aire. 2º. Sistema aire-agua: condensadora refrigerada por aire y evaporadora por agua. 3º. Sistema agua-aire: condensadora refrigerada por agua y evaporadora por aire. 4º. Sistema agua-agua: condensadora y evaporadora refrigerados por agua. 18

19 CLASIFICACIÓN DE LAS INSTALACIONES DE CLIMATIZACIÓN A partir de lo expuesto, se expondrán los equipos más habituales utilizados en viviendas o eventualmente en edificios de oficinas: Los equipos compactos son aquellos que se suministran como un conjunto único, montado en fábrica Los partidos son los que se suministran en dos partes: Exterior, comprende el condensador y el compresor Interior, con el evaporador y el ventilador 19

20 En general en edificios, los sistemas más habituales responden a tres tipos, a saber: Equipos autónomos (o centralizados) condensando por aire Equipos autónomos (o centralizados) condensando por agua mediante una torre de refrigeración común. Sistemas de volumen refrigerante variable (VRV) 20

21 Equipos autónomos (o centralizados) condensando por agua mediante una torre de refrigeración común. Consta de un grupo exclusivo por vivienda o local, eliminándose el circuito de Los refrigeración fan-coils llamados común a también todo el edificio. ventiloconvectores Es menos ruidoso son unidades que el anterior, formadas pero por tubos necesita de cobre de un como espacio la condensadora la cubierta y la del evaporadora, edificio para por disponer los que circula las conducciones el agua fría, y la disponen torre de también refrigeración. de aletas de aluminio y un ventilador y todo ello, en el interior de un mueble metálico con su panel de mandos. El proceso completo de acondicionamiento de aire más utilizado consiste en la disposición de una sala de máquinas donde se instala una caldera para calentar el agua o bien un grupo de producción de agua fría que puede incluir un economizador, desde donde por un grupo de bombeo se envía a cada unidad terminal. Con frecuencia se adoptan centrales reversibles como las bombas de calor. 21

22 Equipos autónomos (o centralizados) condensando por agua mediante una torre de refrigeración común. En instalaciones más complejas se suelen colocar a cada fan-coils una válvula de tres vías, para evitar que circule agua por él cuando se encuentra desconectado. 22

23 Instalaciones de Volumen Refrigerante Variable (VRV), Son las de más interés en viviendas, a pesar de ser un sistema de reciente incorporación en climatización. Se aplica tanto a instalaciones centralizadas como individuales, y generalmente se utiliza un equipo frigorífico reversible (bomba de calor aire-aire reversible). Su incorporación ha sido posible al aparecer las válvulas de expansión electrónicas y el compresor controlado por un inverter, los cuales dieron paso al verdadero VRV, ya que se corrigió el problema de controlar la regulación de las instalaciones. Se entiende por el término inverter un concepto técnico que hace referencia a un funcionamiento escalonado del compresor tanto para la obtención de calor como de frío con el que se logra que el consumo sea igual al periodo real de uso, lo cual facilita la capacidad de respuesta de la instalación a los ciclos de parada-marcha. 23

24 Instalaciones de Volumen Refrigerante Variable (VRV), En estas instalaciones se puede decir: La sección de las tuberías de gas es pequeña, con lo cual permite una mínima ocupación de los espacios útiles del edificio El hecho de no utilizar agua simplifica el mantenimiento Al ser éste el mayor problema de los fan-coils, solo es necesario limpiar los filtros, al desaparecer la corrosión. No es necesario prever equipo de bombeo No es necesario instalar medidas contra las heladas La inclusión de microprocesadores posibilita el uso de la instalación incluso en carga parcial Actualmente la distancia máxima entre la unidad exterior y la más lejana de las unidades interiores es de 100 metros medidos sobre la tubería de refrigerante En sentido vertical el máximo es de 50 metros entre los mismos elementos anteriores La distancia entre elementos interiores conectados a una exterior, será de 15 metros 24

25 25

26 OTROS COMPONENTES DE LAS INSTALACIONES DE CLIMATIZACIÓN SISTEMAS DE CONDUCTOS Y BOCAS PARA DISTRIBUCIÓN DEL AIRE Durante mucho tiempo se han usado los conductos de distribución de aire, a base de fibras minerales dadas las cualidades térmicas, acústicas, antivibratorias, autoextinguibles, no atacable por roedores, etc. de ese material. Aunque los conductos de praxuretano o poliuretano revestido de aluminio, mantienen unas mejores condiciones y una mayor rigidez que los citados. Tanto en la elección de los materiales de fabricación como en lo que se refiere a otras condiciones de instalación que es obligado remitirse al contenido del RITE y a la normativa UNE que se menciona Las chapas de acero galvanizado, aluminio, cobre o acero inoxidable son las más recomendables, si bien la fibra de vidrio también resulta muy ligera y adecuada. Podrían incluso utilizarse de escayola si hubiera alguna razón de peso 26

27 SISTEMAS DE CONDUCTOS Y BOCAS PARA DISTRIBUCIÓN DEL AIRE En el diseño de conductos y siempre que sea necesario pasar de una sección a otra de diferente relación de forma, el ángulo de inclinación indicado en la figura no será superior a los 15 salvo en casos excepcionales. 27

28 SISTEMAS DE CONDUCTOS Y BOCAS PARA DISTRIBUCIÓN DEL AIRE Las bocas de distribución de aire, sean de impulsión, retorno o expulsión, se pueden dividir en dos tipos según se utilicen para colocar en paredes laterales o en techos, siendo generalmente de dos tipos: Las rejillas Los difusores 28

29 TORRES DE REFRIGERACIÓN O DE ENFRIAMIENTO Cuando se utiliza refrigeración del condensador por agua y en zonas de escasez, se suele utilizar la torre de enfriamiento, que consiste en una instalación que toma el agua de la salida del condensador, e impulsándola a través de una bomba, la introduce en la torre donde se enfría, y una vez enfriada, pasa al condensador formándose así un circuito cerrado sin pérdida de agua. Están constituidas, por los siguientes elementos: 29

30 30

31 RECUPERADORES Son elementos que están adquiriendo cada vez más importancia por razones de rendimiento de la instalación, ya que son sistemas de recuperación de calor y se necesitará menos aporte de energía para su funcionamiento, a costa claro está de un aumento de precio inicial de la instalación. Los sistemas de recuperación por aire son los más empleados, y se dividen en: Recuperadores rotativos. Recuperadores de placas. Recuperadores de tubos por cambio de fase. 31

32 32

33 UNIDADES TERMINALES Nos referimos fundamentalmente a equipos que se encuentran físicamente dispuestos en el interior de los locales, puesto que la rejillas y difusores pueden considerarse como un elemento integrante de las redes de conductos propiamente dicho. Posiblemente sea este escalón, el de las unidades terminales, el que ha experimentado una mayor transformación en estos últimos años, transformación debida: A la necesidad de producir un menor impacto estético A la de optimizar el tratamiento energético Más particularmente, la minimización de ruidos y otras molestias en este ultimo escalón. Al igual en otros componentes de la instalaciones de este tipo, la masiva incorporación de la electrónica en estos equipos terminales esta produciendo una autentica revolución en estos elementos tanto frigoríficos como bombas de calor. 33

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35 CONDICIONANTES MEDIOAMBIENTALES. En repetidas ocasiones se ha comentado la creciente incidencia de los factores medioambientales en el diseño y selección de los equipos técnicos de la construcción. En efecto, las instalaciones de climatización permiten recuperar una gran parte del aire expulsado al exterior, lo cual supone una notable ventaja energética Se anulan las chimeneas y los depósitos de almacenamiento de gasóleo, causantes ambos de frecuentes y ocasionalmente graves problemas de contaminación de aire y del suelo. 35

36 CONDICIONANTES MEDIOAMBIENTALES. Los fabricantes de equipos de aire acondicionado proporcionan siempre en sus catálogos los datos sobre el nivel sonoro de los equipos y si se trata de equipos partidos (unidad condensadora y evaporadora separadas entre si) facilitan los niveles de cada uno de ellos. Los equipos deben colocarse sobre elementos destinados a eliminar la transmisión de eventuales vibraciones mediante la previsión de elementos antivibratorios En el caso de los equipos que necesitan distribuir el aire mediante conductos, es muy importante limitar los valores de la velocidad del aire a través de los mismos asi como la elección de los difusores al realizar el diseño de la instalación 36

37 SISTEMAS FIGORÍFICOS DOMÉSTICOS La conservación de los alimentos es una de las más valiosas e importantes aplicaciones de la refrigeración. La historia de ésta es tan antigua como la humanidad, antes de la refrigeración mecánica, los productos perecederos se conservaban en la habitación más fría de la casa, en el sótano, en un pozo, etc. Los primeros equipos frigoríficos aparecen... 37

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