Sistema de Aire Acondicionado

Transcripción

1 Sistemas de aire acondicionado Ing. Héctor Juárez Mondragón Conae Agosto Sistema de Aire Acondicionado Definición de aire acondicionado Proceso o tratamiento que permite controlar y mantener las condiciones de confort en el interior de una estancia o recinto cerrado, por lo que se pretende controlar las condiciones de temperatura, humedad, circulación y pureza del aire conveniente para la salud y el confort Los sistema de aire acondicionado también pueden aplicarse en espacios en donde se requieren condiciones específicas de temperatura y humedad, por ejemplo: salas de cómputo, equipos de medición, salas de cirugía, etc. 66 Tipos de sistemas de A/A: Enfriamiento ó Sólo frío.- Es mantener un espacio o lugar a una temperatura menor que en el exterior o lugar que nos rodea Son equipos que únicamente proporcionan enfriamiento (conocidos como aparatos de aire acondicionado). Calefacción o bomba de calor.- Es mantener un espacio o lugar a una temperatura mayor que la de sus alrededores Hay equipo de aire acondicionado que tienen la posibilidad de invertir su ciclo para proporcionar calor al interior del espacio a acondicionar. 67

2 Tipos de aire acondicionado: De confort (Casas y oficinas) 22 C ± 2 C Comercial (Industrial) 20 C ± 2 C Precisión (Salas de cómputo) 17 C ± 1 C Industria farmacéutica (Clases de aire) 1, 10, 100, 1 000, , Ciclo de aire acondicionado Gas Condensador Refrigerante cede calor al aire Liquido Compresor Aumenta presión Válvula De Expansión Gas Evaporador Liquido Refrigerante absorbe calor del lugar 69 Términos y equivalencias Relación de Eficiencia Energética (REE), (EER en inglés) Se determina dividiendo el valor del efecto neto de enfriamiento en el lado interno, en Wt, entre el valor de la potencia eléctrica de entrada, en We Estos dos valores se obtienen de la prueba de eficiencia energética y se expresa en Wt/We Los valores de REE son indicados por el fabricante del equipo La NOM 021 aplica a equipos entre 1758 y Wt (0.49 a 3 TR), e indica que REE (Wt/We) debe estar entre 2.34 y 2.87, valores mínimos y depende de la clasificación de los equipos. (7.9 y 9.7 EER = 7.9 y 9.7 Btu/Wh) 70

3 Relación de eficiencia energética estacional (REEE), (SEER en inglés) Es la relación del enfriamiento total de un equipo de aire acondicionado tipo central en watts térmicos (Wt), transferidos del interior al exterior, durante un año de uso, dividido entre la potencia eléctrica total suministrada al equipo en watts eléctricos (We) durante el mismo lapso. Los valores de REEE son indicados por el fabricante del equipo En el proyecto de NOM 011 aplica a equipos entre y Wt (3 a 5 TR), e indica que REEE (Wt/We) debe ser como mínimo 3.81, equivalente a 13 SEER (3.81 * = 13 Btu/Wh) 71 Análisis de la eficiencia energética Equipo central de 60,000 Btu/h Un análisis del incremento del valor de REEE ó SEER indica que: Pasar de un 12 SEER (3.51 REEE) a un 13 SEER (3.81 REEE), es tener equipos 8% más eficientes, y Pasar de un 10 SEER (2.93 REEE) a un 13 SEER (3.51 REEE), es tener equipos 30% más eficientes SEER = Btu/Wh REE = Wt/We 72 Términos (1) Capacidad de enfriamiento Capacidad que tiene el equipo para remover el calor de un espacio cerrado, en watts Equipo tipo dividido Es un equipo de aire acondicionado tipo central en el cual uno o más de los componentes principales son separados unos de otros y que son diseñados para trabajar en conjunto. Equipo tipo paquete Es un equipo de aire acondicionado tipo central, en el cual todos los componentes principales son acoplados en un solo gabinete 73

4 Términos (2) Condensador Es la parte del equipo que rechaza calor a una fuente externa al flujo de aire interior Evaporador Es la parte del equipo que remueve el calor del flujo de aire interior BTU (British Thermal Unit) Es la cantidad de calor para elevar en un grado Fahrenheit una libra de agua (de 59ºF a 60ºF ). Equivalencias: BTU = 1 Caloría = 4 BTU 74 Factores de conversión La unidad de flujo térmico (capacidad del acondicionador) BTU/h: 1 Btu/h = Wt 1 Wt = BTU/h La relación de eficiencia energética estacional REEE en el sistema inglés tiene como unidades BTU/Wh y tiene la siguiente relación: 1 Btu/Wh = Wt/We 1 Wt/We = Btu/Wh Temperatura: C = (5/9) x ( F - 32) F = ( C x {9/5}) Factores de conversión 1 ft = m 1 in = 2.54 cm 1 m 2 = ft 2 1 TR = 12,000 Btu/h 1 TR = 400 cfm 1 TR = 2.4 gpm 76

5 Consideraciones para el cálculo de la capacidad de un equipo de A/A Para controlar y mantener las condiciones de confort de un espacio a condicionar se debe considerar lo siguiente: Condiciones ambientales del lugar Ganancia térmica en el interior del inmueble Orientación del inmueble Aislante térmicos, infiltración Sistemas de iluminación Equipos de oficina No. de personas, actividad Misceláneos (cafeteras, hornos de microondas, enfriadores de agua, etc.) Calidad del aire requerido 77 Ganancia de calor por ocupantes Temperatura seca del lugar Grado de Tipo de 78 F 75 F 70 F actividad aplicación Sensible Latente Sensible Latente Sensible Latente Btu/h Btu/h Btu/h Senlados en Teatro, escuela reposo primaria Sentados, Escuela trabajo muy secundaria Empleado de Oficina. hotel, oficina apartamento De pie. marcha Almacenes. lenta Tienda Sentado. de pie Farmacia De pie, marcha Banco lenta Sentado Restaurante Trabajo ligero en Fabrica, trabajo el banco de taller lijero Baile o danza Sala de baile Fabrica, trabajo Marcha, 5 km/h agitado Trabajo agitado Pista de juego Ganancia de calor por aparatos Calor sensible Aparatos Mando [Btu/h] Calor latente Calor total [Btu/h] [Btu/h] Calentador de agua 2 lts. Manual lts. Manual 2,600 1,700 4,300 Cafetera 10 lts. Automatico 2,200 1,500 3, lts. Automatico 3,400 2,300 5,700 Freidora 5 Its. de aceite Automatico 1,600 2,400 4,000 Freidora 10 Its. de aceite Automatico 3,800 5,700 9,500 Parrilla para carne Automatico 3,900 2,100 6,000 Parrilla para sandwich Automatico 2, ,400 Tostador Automatico 5,100 1,300 6,400 Molde de tortas Automatico 1, ,850 79

6 Ventilación recomendada ft 3 /min por persona ft 3 /min minimos de Aplicación Humo de cigarros aire por ft 2 de techo Recomendado Mínimo Poco Departamentos Poco Baños Ocasional Peluquerías Considerable Salones de belleza Ocasional Bares Mucho Comedores Sala de juntas Excesivo Departamento de tiendas Nada Garages Fábricas Nada Funerarias (salones) Nada Cafetería Considerable Quirófanos Nada Hospitales Cuartos privados Nada Salas de espera Nada Habitaciones de hotel Mucho Restaurantes Cocinas Residencias Laboratorios Poco Salones de reunión Mucho Oficinas Generales Poco Privadas Nada Privadas Considerable Cafetería Considerable Restaurantes Comedor Considerable Salones de clase Teatros Nada Teatros Poco Tocadores Tipos de equipo de aire acondicionado: Tipo Capacidad [TR] Ventana 1 a 3 Mini-split y multi-split 1 a 5 Paquete 3 a 25 Dividido De 3 en adelante 81 Acondicionadores de aire Acondicionador de aire tipo cuarto Extraer calor y humedad del aire de un cuarto cerrado Se instala a través de una ventana o pared externa Puede contar con medios para ventilación, extracción y calefacción de aire Compacto y de descarga directa 82

7 Unidades de ventana Capacidades: 5,000 a 36,0000 Btu/h 83 Acondicionador de aire tipo cuarto consola (Pytac) Tiene la misma configuración interna que la unidades de ventana No cuenta con ranuras laterales Equipo diseñado para instalarse a través de las paredes y a nivel de piso. Equipo unitario, compacto y de descarga directa. Requiere una toma de aire exterior, mediante un hueco practicado en el muro. Se coloca una consola o varias dentro del local según las necesidades 84 Minisplit y multisplit Equipos unitarios de descarga directa La unidad formada por el compresor y el condensador está situada en el exterior La unidad evaporadora se instala en el interior Techo, muro o piso Con una sola condensadora se puede instalar una o varias evaporadoras controladas de manera independiente 85

8 Minisplit Cassette Condensadora individual Ducto de Expansión Directa Frío High Wall (muro) 86 Minisplit y multisplit Fan & Coil Piso/Techo Multisplit 87 Equipo dividido Equipo de descarga indirecta mediante una red de conductos y emisión de aire a través de rejillas en pared o difusores en techo Equipo formado por dos unidades: Condensadora y Evaporadora La condensadora se sitúan en el exterior La evaporadora en el interior Interconectadas a la red de conductos 88

9 Acondicionador de aire dividido Acondicionador de aire conformado por: Unidad condensadora Unidad evaporadora Fan & Coil Manejadora de aire, etc. 89 Sistema dividido Equipo conformado por: La evaporador o unidad interior La condensador o unidad exterior Ambos debidamente conectados con tubería de cobre El rango de capacidades va desde 6 hasta 25 TR 90 Sistema dividido Unidad exterior: 18,000 a 60,000 Btu/h Hasta 18 SEER Unidad interior 24,000 a 60,000 Btu/h Hasta 18 SEER Incluye Termostato 91

10 Sistema integral (paquete) Los Sistemas Centrales o integrales generalmente son instalados al nivel de piso o en azotea Tienen gran adaptabilidad a las distintas necesidades Construidos en una sola pieza o integrales Rango de capacidad desde 3 hasta 25 Toneladas de Refrigeración (TR). 92 Equipo paquete Diseñados para instalación exterior Motores de alta estática de 3 velocidades con transmisión directa. Es de fácil instalación y mantenimiento 93 Chillers Unidades generadoras de agua helada (TR) Tipos de compresores Centrifugo TR Chiller paquete TR Scrooll TR Tornillo TR Absorción TR 94

11 Lavadoras de aire y equipos auxiliares Equipos auxiliares Motor eléctrico Bomba de agua Ventilador, etc Requerimos conocer los datos de placa Capacidad del motor (kw) Tensión operación (Volts) Corriente (Amperes) Factor de potencia (%) Año de inicio de operación Potencia medida (kw) 95 Estudio de Aire Acondicionado Requisitos Identificar los equipos de aire acondicionado Conocer su capacidad térmica [Btu/h] Relación de Eficiencia energética REE o REEE Tensión de operación [volts], corriente eléctrica [amperes], temperatura de operación de los equipos [ C], Área total [m2], Área actualmente acondicionada [m2] Tiempo de uso de los equipos en verano y fuera de verano [h/día] Planos o croquis de la distribución de los equipos de A/A el edificio Número de personas, carga iluminación, carga equipo de oficina Autorización de acceso a todas las áreas de la instalación Una o más personas que lo auxilien Formato Ejemplo 96 Asistencia técnica Sitio en Internet Contacto Correo electrónico 97