1 COMPONENTES DEL AIRE ACONDICIONADO El equipo de acondicionamiento de aire se encarga de producir frío o calor y de impulsar el aire tratado a la vivienda o local. Generalmente, los acondicionadores de aire funcionan según un ciclo frigorífico similar al de los frigoríficos y congeladores domésticos. Al igual que estos electrodomésticos, los equipos de acondicionamiento poseen cuatro componentes principales: Evaporador Compresor Condensador Válvula de expansión Los compresores son de tipo generalmente rotativas con botellas de aspiración. Los condensadores y evaporadores son casi iguales a los empleados en refrigeración, el capilar empleado generalmente es mas corto y mas grueso ( 054 y 059 ). El refrigerante empleado en sistemas de acondicionamiento de aire es generalmente el R-22, por tanto las presiones de lata y baja varian considerablemente a los de refrigeración. Existe una regla que por cada 1 PSi en baja corresponden 4 PSI en alta, o sea, que si la presión de baja es de 60 PSI, la de alta recomendada es de 240 PSI. En cuanto a los difusores, en el evaporador se emplea uno de tipo radial o centrifugo que esta acoplado en un mismo eje, en un mismo estator a una hélice que bombea aire al condensador. Este motor posee generalmente tres velocidades por tanto posee 5 cables de conexión ( tres de velocidad, uno que va al arranque y otro al punto de marcha ). El sistema de control de temperatura y dependiendo del tipo de acondicionamiento de aire, varia desde un termostato de dos salida o puntos de conexión hasta termostatos de cuatro salidas para sistemas grandes.
2 TIPOS DE ACONDICIONADORES DE AIRE Existen equipos acondicionadores condensados por aire y condensados por agua. En esta descripción se incluyen únicamente los condensados por aire, dada su fácil aplicación al caso de viviendas y pequeños locales. DE VENTANA Es un equipo unitario, compacto y de descarga directa. Normalmente se coloca uno por habitación o, si el local es de gran superficie, se colocan varios según las necesidades. La instalación se realiza en ventana o muro. La sección exterior requiere toma de aire y expulsión a través del hueco practicado. La dimensión del hueco ha de ajustarse a las dimensiones del aparato. EQUIPOS PARTIDOS ( SPLIT O MULTISPLIT ) Son equipos unitarios de descarga directa. Se diferencian de los compactos en que la unidad formada por el compresor y el condensador va al exterior, mientras que la unidad evaporadora se instala en el interior. Ambas unidades se conectan mediante las líneas de refrigerante. Con una sola unidad exterior, se puede instalar una unidad interior (sistema split) o varias unidades interiores (sistema multi-split). Las unidades interiores pueden ser de tipo mural, de techo y consolas, y todas ellas disponen de control independiente. El hueco necesario para unir la unidad interior y la exterior es muy pequeño. Así, un hueco de 10 x 10 cm es suficiente para pasar los dos tubos del refrigerante, el tubo de condensación de la unidad evaporadora y el cable de conexión eléctrica.
EQUIPO CENTRAL 3 Son equipos grandes que tienen tanto como el condensador como el evaporador central. Pueden estar divididos en la manejadora y la condensadora. Requieren además de sistemas de ducterías de suministro y retorno. MANEJADORA CONDENSADORA DUCTOS Para llevar el aire de la unidad central hasta los cuartos o lugares donde se requiera se emplean los llamados ductos generalmente hechos en láminas de metal, pero también pueden ser en madera, cerámica o plásticos. Como la presión dentro de los ductos es baja, los materiales con se hacen son ligeros. El aire viaja a través de ellos debido a una diferencia de presión, pues el aire se mueve de las zonas de alta presión a las de baja presión.
4 En cuanto a la forma los ductos pueden ser: De Sección Redonda: son eficientes, emplean menor cantidad de material para conducir la misma cantidad de aire que un rectangular, ofrecen menor resistencia al paso de aire y sufren menor perdida de temperatura. De Sección Rectangular: Se adaptan mejor a las paredes y techo de las edificaciones, fáciles d instalar en equinas. SISTEMAS DE DUCTOS En la terminología del aire acondicionado, el Pleno o Plenum es un lugar o ducto que tiene mayor presión que el exterior y que distribuye el aire a las rejillas y difusores de los cuartos, mediante unos ramales. SISTEMA DE PLENO O PLENUM DIRECTO Son sistemas que tienen un distribuidor o tronco central del que salen directamente los ramales tubulares hasta cada rejilla de salida o difusor.
SISTEMA DE PLENO O PLENUM EXTENDIDO 5 Los ramales siempre tienen la misma capacidad en todos los puntos. En su trayectoria van saliendo los ramales a las rejillas de los cueritos o recintos. El tronco principal o conducto principal no varia su tamaño a medida que se le agregan ramales. SISTEMA DE PLENO O PLENUM REDUCIDO El tronco o tubo principal se va disminuyendo o reduciendo conforme se van agregando ramales. SISTEMA DE VUELTA PERIMETRAL Va incorporado en la losa del concreto del piso, y que corre un circuito cerca de las paredes, con las salidas también cerca de la pared.
6 Para controlar el flujo de aire hasta los recintos, se usan varios dispositivos como difusores, rejillas, registros y compuertas. ACCESORIOS Los sistemas de conducción del aire en conductor, poseen accesorios ya sea para desviar la dirección del flujo de aire o distribuirlos en cualquiera de los casos mencionados, dichos cambios generan pérdidas de presión del mismo los cuales y para efectos de mejor comprensión se establecen en forma de longitud equivalente de tramo recto; o sea, es la perdida que tendría el flujo en un tramo recto.
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10 FILTROS La forma común de limpiar el aire es con un filtro. la eficiencia de los filtros se mide por el peso total de las partículas que colectan y por el tamaño mas pequeño de las partículas que retienen. Hay unos filtros reutilizables y otros desechables. Los reusables se pueden lavar y volver a emplear pero, en general, existen tres clases principales de filtros: FILTROS DE FIBRA Los filtros de fibra debe ser reemplazados una vez que se han saturado de suciedad y perdido su eficiencia, lo cual se descubre cuando están negros, doblados o agrietados, FILTROS DE FIBRA CON ADHESIVO Están cubiertos con un líquido o aceite adhesivo, con el que atrapan mas del 90% de las partículas
FILTROS ELECTROSTÁTICOS 11 Permite recoger partículas todavía más pequeñas que los filtros de fibra. El aire pasa primero por un filtro normal de fibra para después entrar en un c ampo eléctrico altamente ionizado mediante un alambre con carga positiva de lata tensión. Todo el polvo que pasa por ahí se ioniza con una carga positiva, para ser atraído de inmediato, por una placa metálica con una carga negativa, que va conectada a tierra. REJILLAS Son los elementos que recogen o entregan el aire acondicionado al recinto que deseamos. Su correcta selección es importante debido a que se debe garantizar una adecuada distribución del aire dentro del recinto, además de mantener una calidad de aire uniforme dentro del mismo en el aspecto de humedad y temperatura. El aire dentro de u recinto cerrado casi nunca es estático debido a muchos aspecto o influencias, como por ejemplo el circular de personal, la misma diferencia de densidades entre aire caliente y aire frío, entre otros. En general, se juzga como aire en reposo cuando su velocidad es inferior a los 3 mts/min. El efecto del movimiento del aire en el bienestar de las personas dentro del recinto depende de acuerdo a las estaciones, pero como regla genera, se puede establecer que la velocidad del aire no tendría que superar los 0.25 mts/seg en sitios de normal ocupación sedentaria y a una altura del suelo inferior a los 2 mts. Una velocidad por encima de los 0.25 mts/seg produce un efecto desagradable por el frío y una velocidad inferior a los 0.1 mts/seg puede dar una sensación de ahogo, de falta de aire. En virtud de todo lo expresado anteriormente, es válida la siguiente regla: se debe seleccionar las rejillas con un alcance equivalente a ¾ de la distancia a la pared opuesta y una caida que garantice para dicho alcance una altura sobre el suelo de 1.8 mts. CAIDA 3/4 L 1.8 mts L Para seguir se deben tener claro los siguientes conceptos:
12 ALCANCE: Es la distancia recorrida por el aire desde la rejilla o difusor de impulsión hasta donde el aire alcanza una velocidad residual del orden de 0.2 a 0.25 mts/seg. AIRE DE IMPULSION O PRIMARIO: Es el aire que se descarga en el local mediante cualquier modelo de rejilla o difusor. AIRE ARRASTRADO O SECUNDARIO: cuando el aire de impulsión penetra en el recinto, provoca un choque con el aire ambiente ocasionando el arrastre del mismo o desplazamiento del mismo. DEFLEXION: Se refiere a la inclinación que pueden tomar las láminas horizontales o verticales de las rejillas ( lamas ) para una mejor orientación del caudal de aire. De acuerdo a su función las rejillas pueden ser: REJILLAS DE IMPULSION MODELOS DE REJILLAS Se emplean en montajes de muros o aleros cuando se precisa una difusión de aire en sentido horizontal o vertical. Al ser las lamas o aletas orientables individualmente, permiten graduar, además del alcance la altura del aire. Tienen forma rectangular y la separación de las aletas verticales u horizontales es de 20 mm o 2 cms; tienen varios sistemas de fijación dependiendo del modelo. También pueden encontrarse en el mercado rejillas de impulsión de doble deflexión. REJILLA DE IMPULSION CON LAMINAS HORIZONTALES REJILLA DE IMPULSION CON LAMINAS VERTICALES
13 REJILLA DE IMPULSION CON LAMINAS HORIZONTALES FIJAS REJILLA DE IMPULSION PARA MONTAJE EN EL SUELO REJILLAS DE RETORNO Su aspecto y construcción es igual a las de impulsión. Generalmente sus lamas ya sean horizontales o verticales, suelen ser fijas con un ángulo de deflexión de 45º, con la posibilidad de incorporar una filtro o malla para depurar el aire. REJILLA DE RETORNO CON LAMINAS FIJAS HORIZONTALES
14 REJILLA DE RETORNO CON LAMINAS EN FORMA RETICULAR REJILLAS DE TOMA DE AIRE EXTERIOR Su función es tomar aire exterior. Sus láminas son fijas, con una disposición especial para evitar la entrada de agua lluvia. También se proveen de una manta filtrante para evitar la entrada de aire contaminado. DIFUSORES Están diseñados para colocación en el techo, construidos en diversos modelos según las exigencias de la construcción de manera que satisfagan las exigencias de o problemas de espacio. Generalmente se emplean para impulsión o retorno de aire, casi nunca como toma de aire exterior. MODELOS DE DIFUSORES DIFUSORES CIRCULARES Es el sistema más sencillo y común de difusor, de forma circular y fácil instalación en techos. DIFUSOR CIRCULAR
DIFUSORES CUADRADOS Y RECTANGULARES 15 Conocidos también como multidirecionales, al igual que los circulares, son de techo y reparte la carga por el espacio vital, pensados, por su especial geometría, para interiores en donde la estética o decoración son un factor primordial. DIFUSOR CUADRADO DE TECHO DIFUSOR RECTANGULAR DE TECHO La dirección del aire de impulsión puede ser enfocada en un sentido o en otro, ya sean de 1, 2 y 4 vías direccionales de salida de flujo de aire. DIRECCIONES DE IMPULSION DE AIRE
DIFUSORES LINEALES 16 También llamados ranuras longitudinales, adquiriendo el carácter de lineal cuando uno de los costados posee una dimensión mayor o larga que el otro, es un elemento de difusión muy estético empleado principalmente en falsos techos prefabricados y también acoplado a pantallas de luz, construyéndose con 1, 2, 3 o 4 ranuras. Sus especiales características, tanto de distribución de aire como de decoración, lo hacen apto para sustituir al sistema convencional de varios focos de salida de aire, cambiándolo por una línea continua que permite combinar en el mismo difusor, alcances, caudales, y dirección del flujo de aire para reunir en un solo elemento una perfecta distribución del aire de acuerdo con las exigencias. Estos difusores permiten con la aleta superior regular el caudal de aire hasta su cierre total, y con la aleta inferior se consigue dirigir el flujo del aire según la zona a acondicionar. Un difusor lineal suministrando un caudal de aire horizontal a lo largo del techo crea, por efecto techo, una envolvente considerablemente plana con una caída mínima. Las diferencias de temperatura tienen como consecuencia un efecto insignificante hasta que la envolvente llega a la superficie vertical. Para asegurar un perfecto movimiento del aire en el espacio a tratar, sin llegar a velocidades altas a la zona ocupada, habrá que tener en cuenta que el alcance ( A ) para una velocidad terminal ( V t ) de 0.5 mts/seg debe ser considerado como ¾ de la distancia L. Si se quiere una velocidad terminal ( V t ) de 0.25 mts/seg, se designaría el alcance como la distancia total L mas la caida vertical H.
17 L v = 0,5 mts/seg H A = 3/4 L v = 0,25 mts/seg DIFUSORES ROTATIVOS También llamado de rotación, empleado en impulsión horizontal, inclinada o vertical, de acuerdo a la presión de las lamas, pudiendo modificar la dirección de impulsión de aire de forma manual, neumática o eléctrica, que son apropiados tanto para instalaciones de caudal de aire constante como variable. Debido a su condición de rotacional, el aire sale con turbulencia, lo cual permite una rápida mezcla del aire local con el de impulsión. Se fabrica en una gran diversidad de modelos para cubrir una amplia gama de caudales. Su aplicación es posible tanto en sitios industriales como de confort. De igual forma puede ser empleado para grandes alturas ( 2.6 a 4 mts ), como en bajas ( menores de 3.8 mts ). TOBERAS Las toberas de largo alcance están diseñadas preferiblemente para aquellos casos en que el aire de impulsión tenga que superar, desde el impulsor hasta la zona de habitalidad ( 1.8 mts ), grandes distancias, estando construidas para alcances de 10 mts, 20 mts y 30 mts y con velocidades de aire de 0.2 mts/seg, 0.5 mts/seg y 1 mts/seg.
18 Cuando en grandes locales es de todo punto de vista imposible una impulsión uniforme mediante difusores en el techo, las toberas tienen su aplicación disponiéndolas en las zonas laterales dado que el chorro de aire es de largo alcance. CAPACIDADES DE LOS AIRES ACONDICIONADOS La capacidad de una unidad de aire acondicionado es la habilidad que tiene para remover el calor de un cuarto, medido ya sea en BTU/Hr o en Toneladas de refrigeración. Para hacer un calculo rápido se debe tener en cuenta el tamaño del cuarto, la capacidad aislante de los muros, el calor que irradia el techo, la proporción de pared que es vidrio, la exposición de las paredes a la radiación solar, número de personas en el recinto, temperatura y humedad exterior, equipos generadores de calor en el interior del recinto, ventilación e infiltraciones, etc. METODO 1.En el cuadro siguiente determine los metros cuadrados de área del cuarto o recinto, tenga en cuenta la orientación de las paredes que dan al exterior, conozca la condición del techo, ya sea que se trate de una azotea directa o que tenga construcción arriba, siempre y cuando su altura esté dentro del rango de los 2.40 mts. CAPACIDAD APROXIMADA EN BTU/HR ESPACIO A SER ENFRIADO EN METROS CUADRADOS CON TECHO DE 2.40 MTS CUARTO CON SEGUNDO PISO I CUARTO CON AZOTEA ORIENTACION ORIENTACION ORIENTACION ORIENTACION ORIENTACION AL NORTE O AL SUR AL PONIENTE AL NORTE O AL SUR ESTE ESTE 6000 37 19 9 23 11 7000 46 23 12 27 14 8000 54 28 14 32 18 10000 70 41 36 44 32 12000 85 54 44 51 35 13000 93 61 51 56 37 16000 120 90 53 70 60 METODO 2. También tiene en cuenta los metros cuadrados del área del recinto pero con ciertas variaciones: CAPACIDAD EN TR = ( AREA EN METROS CUADRADOS / 20 ) CAPACIDAD EN BTU/HR = ( AREA EN METROS CUADRADOS / 20 ) * 12000 Nota: la anterior formula aplica para climas templados. CAPACIDAD EN TR = ( AREA EN METROS CUADRADOS / 16 )
19 CAPACIDAD EN BTU/HR = ( AREA EN METROS CUADRADOS / 16 ) * 12000 Nota: la anterior formula aplica para climas calidos. OBSERVACIONES Si el recinto posee cocina, agregue 4000 BTU/HR. Por cada persona adicional ( mayor de dos ) agregue 600 BTU/HR. MEDICION DEL CAUDAL DE AIRE La medición del caudal de aire tanto en rejillas de impulsión como de retorno tiene variaciones así como del tipo de instrumento a emplear. MEDICION DE REJILLA DE IMPULSIÓN CON ANEMOMETRO Coloque el anemómetro a 30 mm o 3 cms de la rejilla. Recorra lentamente toda la superficie frontal de la misma por un periodo de tiempo no inferior a un minuto, repitiendo la operación varias veces para asegurarse de los datos y obtener un valor de la velocidad media de impulsión ( V m ). Calcule el caudal mediante la formula: Q = V m * S * K * 3600 Donde: Q: Caudal de aire en Mts 3 / Hr V m : Velocidad media en Mts/seg S: Superficie total de paso de aire de la rejilla en Mts 2. K: Factor de la rejilla FACTOR K PARA REJILLAS
20 MEDICION DE REJILLA DE RETORNO MEDIANTE ANEMOMETRO Pase el anemómetro rozando la rejilla, inmediatamente antes de las lamas. Desplazarlo lentamente por toda la superficie delantera de la misma, por un tiempo prudencial y repiteiendo la medición varias veces para consolidar el valor de la velocidad media ( V m ) encontrada. Calcule el caudal mediante la fórmula: Q = V m * S * 3600 Donde: Q: Caudal de aire en Mts 3 / Hr V m : Velocidad media en Mts/seg S: Superficie total de paso de aire de la rejilla en Mts 2.