Aire Acondicionado Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Ingeniería Instalaciones Electromecánicas Presentado por:
Cruz López Eliseo Manuel Flores Salas Juan Carlos Hernández Vázquez Cruz Alan
Macías Martínez R. Jair
¿Qué ¿Qué es el Aire Acondicionado? Acondicionado? •
Un aparato de aire acondicionado es aquel mecanismo destinado a controlar los parámetros ambientales que condicionan el estado de confort.
¿Qué ¿Qué es el Aire Acondicionado? Acondicionado? •
Un aparato de aire acondicionado es aquel mecanismo destinado a controlar los parámetros ambientales que condicionan el estado de confort.
Por Por tanto, un aparato de aire acondicionado debe controlar: •
A. Temper Temperatura. atura.
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B. Velocidad Velocidad del aire.
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C. Humedad relativa.
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D. Limpieza del aire.
Los sistemas de Aire Acondicionado controlan de forma directa la temperatura, la velocidad y la limpieza del aire, e influyen en la humedad relativa del aire deshumidificando el ambiente. Comúnmente por aire acondicionado se entiende como la producción de aire frío, pero eso no es correcto ya que el aire acondicionado deberá ser frío o caliente dependiendo de la época del año y de las necesidades correspondientes. Comercialmente, sin embargo, la compra de este tipo de sistemas viene motivada por la obtención de frío (para el verano), y por tanto el estudio lo generalizaremos en este sentido. La terminología aceptada para los dos posibles sistemas es: •
Frío en verano: Aire acondicionado. acondicionado.
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Frío en verano y calor en invierno: Aire acondicionado acondicionado con bomba de calor.
A) Temperatura •
La temperatura es una medida del nivel de calor de los cuerpos. Pero … ¿Qué es el calor y el frío?
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El calor es una forma de energía, que se produce de forma natural a partir de un fenómeno químico denominado combustión.
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El frío, sin embargo, no es algo que se produce de forma natural y podríamos definirlo como la ausencia de calor. Este concepto es muy importante porque como se verá, para producir frío (aparatos de aire acondicionado), lo que haremos será quitar calor y sacarlo fuera de alguna manera. La diferencia entre el calor o el frío y la temperatura, es que el calor es una característica del cuerpo, mientras que la temperatura es una medida de la sensación fisiológica que nos produce.
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Para medir la temperatura existen varias escalas: Celsius o centígrada, Kelvin y Fahrenheit.
B) Humedad relativa del aire •
El aire que nos rodea contiene siempre una cierta cantidad de agua. La humedad relativa se define como la relación que existe entre el vapor del agua que posee y el máximo que podría tener (para cada temperatura). Se da en %.
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Ejemplo:
Si nos dicen que la humedad relativa del aire es del 80% y estamos a 30°C esto significa que todavía admitiría un 20% más de vapor de agua. Si la temperatura sube disminuye la humedad, si la temperatura baja aumenta la humedad.
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La humedad relativa del aire adecuada para un estado de confort es independiente de la época del año y está alrededor del 50%. El siguiente cuadro nos muestra la temperatura y humedad relativa aconsejadas, dependiendo de la aplicación:
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Viviendas: 24°C y 50% HR. Oficinas y despachos: 24°C y 50% HR. Bancos, salas de fiesta: 23°C y 50% HR. Tiendas, bancos, bares, etc. (estancias de 15 a 45 min): 25°C y 40-50% HR. Cines y teatros: 24°C y 50-55% HR. Restaurantes: 24°C y 50% HR. Tem. interiores nocturnas: 23°C y 50% HR.
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Si la humedad relativa se sitúa por debajo de esas cantidades la sensación que tendremos será de reseco. Si por el contrario es muy alta, puede ser perjudicial para la salud.
Nivel de Humedad •
Los altos niveles dentro de un edificio causan efectos destructivos, el moho puede atacar los revestimientos de paredes, pisos, materiales de construcción y degradar los factores de salud.
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La humedad relativa afecta: Salud y Costos de mantenimiento.
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La zona óptima para la humedad relativa se considera entre el 30% y el 60% donde la salud factores y comodidad humana coinciden. Las desviaciones del rango medio de humedad relativa pueden aumento de los niveles de bacterias, virus, hongos y otros factores que reducen la calidad del aire y conducir a problemas respiratorios.
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C) Velocidad del aire •
La velocidad del aire es también un factor a tener en cuenta en la búsqueda del confort.
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Se mide en metros por segundo (m/s), y no en los (km/h) a los que estamos habituados, cuando se habla de velocidad en general.
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La siguiente tabla nos da una aproximación de la velocidad del aire adecuada para el confort, dependiendo de la época del año: INVIERNO •
Velocidad menor a 0,1 (m / s) DESAGRADABLE
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Velocidad entre 0,1 - 1,2 (m/s) AGRADABLE
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Velocidad mayor a 2 (m/s) DESAGRADABLE
VERANO •
Velocidad menor a 0,2 (m / s) DESAGRADABLE
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Velocidad entre 0,2 - 0,55 (m/s) AGRADABLE
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Velocidad entre 0,55 - 1,2 (m/s) AGRADABLE (Tiempo corto)
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Velocidad superior a 1,2 (m/s) DESAGRADABLE
D) Limpieza del aire Aunque es un caso extremo que no se va a dar en una vivienda en condiciones normales, cualquier local o habitación necesita tener un aire suficientemente limpio para considerarlo en situación de confort. En un local debidamente acondicionado, se deberá tener en cuenta que el aire que se introduce esté adecuadamente filtrado, dado que un ser humano respira aproximadamente 15 kg. de aire cada día. La limpieza del aire se hace por tanto necesaria debido principalmente a que: El aire, una vez respirado, disminuye una cantidad de oxígeno y aumenta el anhídrido carbónico. Por causa de la transpiración, se producen olores. En locales con varias personas, se acumulan humos por causa del tabaco. Gramíneas y pólenes para las personas alérgicas son perjudiciales y van en suspensión en el aire Todos los sistemas de aire acondicionado disponen de un filtro para el aire, este requiere un mantenimiento y es muy importante que se realice adecuadamente para evitar posibles averías. • • • • •
¿ EL AIRE ? CÓMO FUNCIONA
ACONDICIONADO
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En verano cuando hace mucho calor nuestra vivienda no es capaz de aislarnos de la temperatura del exterior por lo que requerimos de un sistema auxiliar. En este caso el Aire acondicionado
CALOR C A L O R
Es importante aclarar que el aire acondicionado no introduce frio a la casa
R O L A C
CALORCALOR CALOR
CALOR
CALOR C A L O R
Su función es sacar el calor que esta dentro de casa, mediante el equilibrio térmico.
FRESCOR
Dos cuerpos al tener diferentes temperaturas compartirán la energía hasta que los dos tengan la misma temperatura
Un ejemplo que puede aplicarse funcionamiento del equilibrio térmico es: Agrega agua a Tamb
Vaso con hielo
Los hielos absorben energía de agua
al
El agua absorbe la energía del medio ambiente
Del mismo modo ocurre con el aire acondicionado, es decir, el calor fluye de un objeto de alta temperatura a uno de baja temperatura.
Componentes de un Aire Acondicionado Compresor
Evaporador
Condensador
Válvula de expansión
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Temperatura hogar
Gas a temperatura del interior de la casa a baja presión
El compresor
Por acción mecánica del compresor aumenta la presión del gas para convertirse en liquido
El condensador
libera energía al exterior a través del condensador
La válvula de expansión
El liquido a baja presión pasa por la válvula para convertirse de liquido a gas, necesitando energía para llevar a cabo este proceso
El evaporador
Absorbe la energía del interior para convertirse en gas, dejando más fresco el cuarto
Diagrama de un aparato de aire acondicionado.
Tipos de aire acondicionado: En la actualidad existe una gran variedad, se pueden clasificar en 3 categorías según el área a cubrir: Doméstico.
Son equipos que climatizan hasta 60 (m^2) por lo tanto su uso se concentra en Casas, Oficinas, comercios, etc. El voltaje que utilizan es de 220 volt. Comercial.
Estos Aires Acondicionados climatizan desde los 60 - 120 (m^2), generalmente los puedes encontrar en Tiendas comerciales, Grandes Oficinas, etc. Industrial.
Son maquinas que son para espacios grandes sobre los 120 (m^2) y no tiene límite. Los podemos encontrar en centros comerciales, supermercado, edificios, etc.
Sub-clasificación de Tipo industrial: Expansión directa Todos los equipos que su vehículo de enfriamiento o calefacción es el mismo refrigerante, se les llama de expansión directa. Expansión indirecta Son aquellos en que el refrigerante no es el primer elemento que enfría o calienta la zona a climatizar. Ejemplo: El principio de funcionamiento de un aire acondicionado es la compresión de un gas refrigerante que al circular por un circuito cerrado de refrigeración absorbe o disipa calor. Este se intercambia con otro elemento ya sea Agua o Aire. En el caso de la expansión directa el aire acondicionado intercambia energía con el Aire del medio ambiente a climatizar, por lo tanto, el vehículo de intercambio es el refrigerante. Para los sistemas de expansión indirecta el aire acondicionado enfría o calienta otro vehículo que realizara el intercambio con la zona a climatizar (enfría agua y el agua enfría el aire de la zona a climatizar). •
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Tipos de aires acondicionados Ventana •
Este pertenece a la familia Doméstica y de expansión directa. Las capacidades son desde los 9000 a 24000 BTU. La ventaja principal es que es un equipo todo en uno, y su instalación es rápida. En el transcurso del tiempo su comercialización a disminuido producto de que son un poco más ruidosos que otros equipos. La instalación más frecuente de este equipo es en faenas mineras, oficinas en contenedores, casetas de guardias, etc.
Portátil •
Es de expansión directa y de la línea Domestica. La ventaja principal es que es móvil. Las capacidades son desde 7,000 a 12,000 BTU, se utiliza en hogares, oficinas, etc. Su desventaja principal es que son poco eficientes con respecto a otros equipos.
Split Muro •
Es sin duda alguna el equipo más vendido, es de la familia domestica y de expansión directa. La capacidad es desde los 9,000 a 32,000 BTU, La ventaja principal es que es eficiente y de muy bajo nivel de ruido.
Split Piso Cielo •
Pertenece a los dos grupos tanto domestico como comercial ya que las capacidades van desde los 12,000 a 24,000 BTU (domestico) y 32,000 a 60,000 BTU comercial. Como su nombre lo indica puede ser colgado en el cielo como una campana de cocina, o en el piso como una estufa. Es del grupo de expansión directa.
Split Cassette. •
Pertenece a los dos grupos tanto domestico como comercial ya que las capacidades van desde los 12,000 a 24,000 BTU (domestico) y 32,000 a 60,000 BTU comercial. Este va colgado al cielo y a la vista se puede decir que se ve como una caja de fluorescente mas, prácticamente en cualquier lugar que se instale pasa desapercibido. Es del grupo de expansión Directa.
Split Ducto •
Pertenece a los dos grupos tanto domestico como comercial ya que las capacidades van desde los 12,000 a 24,000 BTU (doméstico) y 32,000 a 60,000 BTU comercial. Este va colgado al cielo en el entretecho y el aire se distribuye a través de ductos y rejillas difusores. Es del grupo de Expansión Directa.
Aspectos a considerar en una instalación •
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BTU: Abreviatura de British Thermal Unit , unidad de medida del calor en el sistema británico. Es la cantidad de calor necesaria para aumentar en 1 °F la temperatura de una libra (1 libra = 0,4536 kg) de agua destilada. Como dicha cantidad varía con la temperatura, se ha establecido tomar como condiciones de prueba la temperatura de 60 °F (15,5 °C) y la presión de 30 pulgadas de mercurio (o sea 762 mm Hg). Así: 1 (BTU) = 0,252 (kcal) = 1054,7 (J) = 0,293 (kWh) 1 (Tonelada de Refrigeración) = 1 (TR) = 12000 (BTU/h) 34
Relación Espacio-Capacidad •
Basado en el área del espacio a enfriar (largo por ancho de la habitación), menos metros cuadrados requieren menos BTU que zonas del hogar más amplias. Sin embargo, el área también depende de la temperatura de la región. Así que partamos de la base: para la región de Latinoamérica se parte de una temperatura máxima de 40ºC.
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http://www.enter.co/especiales/hogar-digital/mucho-calor-refrescate-con-un-nuevo-aire-acondicionado/
Relación Costo-Capacidad •
Un aire acondicionado de BTU insuficiente no será adecuado para enfriar su habitación, o quizás le tome demasiado tiempo para enfriarlo, en especial si la temperatura exterior es muy alta.
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Tampoco es rentable tener un aire acondicionado de BTU por sobre lo requerido. Debido a su capacidad, el aire acondicionado enfriará la habitación demasiado rápido, lo que provocará que el compresor se corte y se desconecte muy a menudo. 36
Ejemplo costo
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Funcionamiento del compresor •
Cada vez que el compresor hace corte para funcionar, el consumo de energía es aproximadamente 6 veces mayor a cuando está funcionando. Este ciclo de corte/desconexión tan frecuente disminuye la eficiencia y aumenta los gastos en su cuenta de electricidad.
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También provocará que su compresor tenga una vida útil más corta. Reemplazarlo por un compresor nuevo puede llegar a valer unos $700 USD, y más aún dependiendo del tamaño de su aparato.
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Mantenimiento Se recomendable que sea anualmente para un sistema casero y cada 3 meses para un sistema que funciona todo el día como en las oficinas o industrias.
Unidad exterior 1. Inspeccionar el exterior del equipo para comprobar que no existen fugas de gases refrigerantes. Estos gases son muy contaminantes para el medio ambiente por lo que debemos tratarlo con especial cuidado. 2. Verificación del estado de los soportes del equipo. 3. Eliminar todas las obstrucciones que hubiera al paso de aire. 4. Limpiar el polvo de la rejilla con una brocha amplia.
Unidad interior. 1. 2. 3. 4.
Retirar los filtros para limpiarlos. Las impurezas acumuladas en cualquier filtro del aire acondicionado dificultan el rendimiento y producen malos olores. Para limpiarlos será suficiente jabón neutro y abundante agua. Antes de volver a colocarlos en el equipo, dejarlos secar. En caso de que estén en mal estado, se llevará a cabo una sustitución de los mismos. Debajo de los filtros debemos de limpiar también todo ese espacio que queda. Pulverizar abundantemente con agua y un par de gotas de lejía, con cuidado de no mojar el contenedor de la placa electrónica. El agua con toda la suciedad irá cayendo a lo que llamamos la bandeja de condensados. Para finalizar el proceso de limpieza, poner el equipo en modo ventilación. Limpiar también el tubo y la bandeja que recoge el agua. Aplicar bactericidas en caso necesario. Revisar el funcionamiento de los termostatos de control.
Proveedores de aires acondicionados
Daikin •
Es una de las más conocidas en el mercado de los aires acondicionados.
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Su precio puede que no sea de agrado para todos los bolsillos pero su calidad y fiabilidad están aseguradas, además de contar con una garantía en todas sus unidades.
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Daikin es una marca de aire acondicionado que se mantiene muy al día en cuanto a las nuevas tecnologías, ya que ha sido una de las pioneras en incluir sensores de movimiento y limpieza de filtros automáticas en sus equipos. Además de tener un catálogo inmenso en cuanto a diferentes tipos de modelos de climatización.
Carrier •
Es otra de las marcas más conocidas del mercado. Es una marca que tiene una gran trayectoria profesional a sus espaldas y también dispone de un amplio catálogo de todo tipo de equipos y de maquinaria de frío en general.
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La mayoría de camiones de reparto que son refrigerados para mantener los productos en optimas condiciones antes de que lleguen al supermercado usan maquinaria para la refrigeración de esta marca.
Mitsubishi Electric Tienen gran fiabilidad aunque su precio iguala a su calidad, además disponen de un gran servicio técnico para toda la península.
Fujitsu. Es una de las marcas de aire acondicionado más conocida en España, tiene un amplio catálogo en equipos domésticos e industriales y es una de las grandes marcas. Además de ser una de las que mejor mantiene la relación calidad/precio.
NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-023-ENER-2010 EFICIENCIA ENERGETICA EN ACONDICIONADORES DE AIRE
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