Equipos de tratamiento de aire. Ventiladores, humidificadores, secadores, filtros, calentadores, enfriadores Definición de ventilador Un ventilador es una máquina de fluido concebida para producir una corriente de aire mediante un rodete con aspas que giran produciendo una diferencia depresiones. Entre sus aplicaciones, destacan las de hacer circular y renovar el aire en un lugar cerrado para proporcionar oxígeno suficiente a los ocupantes y eliminar olores, principalmente en lugares cerrados; así como la de disminuir la resistencia de transmisión de calor por convección.
Se utiliza para desplazar aire o gas de un lugar a otro, dentro de o entre espacios, para motivos industriales o uso residencial, para ventilación o para aumentar la circulación de aire en un espacio habitado, básicamente para refrescar. Por esta razón, es un elemento indispensable en climas cálidos. Un ventilador también es la turbo máquina que absorbe energía mecánica y la transfiere a un gas, proporcionándole un incremento de presión no mayor de 1000 mmH2O aproximadamente, por lo que da lugar a una variación muy pequeña del volumen específico y suele ser considerada una máquina hidráulica. En energía, los ventiladores se usan principalmente para producir flujo de gases de un punto a otro; es posible que la conducción del propio gas sea lo esencial, pero también en muchos casos, el gas actúa sólo como medio de transporte de calor, humedad, etc; o de material sólido, como cenizas, polvos, etc. Entre los ventiladores y compresores existen diferencias. El objeto fundamental de los primeros es mover un flujo de gas, a menudo en grandes cantidades, pero a bajas presiones; mientras que los segundos están diseñados principalmente para producir grandes presiones y flujos de gas relativamente pequeños. En el caso de los ventiladores, el aumento de presión es generalmente tan insignificante comparado con la presión absoluta del gas, que la densidad de éste puede considerarse inalterada durante el proceso de la operación; de este modo, el gas se considera incompresible como si fuera un líquido. Por consiguiente en principio no hay diferencia entre la forma de operación de un ventilador y de una bomba de construcción similar, lo que significa que matemáticamente se pueden tratar en forma análoga. También de forma secundaria, se utiliza el ventilador para asistir un intercambiador es de calor como un disipador o un radiador con la finalidad de aumentar la transferencia de calor entre un sólido y el aire o entre los fluidos que interactúan. Una clara aplicación de esto se ve reflejada en evaporadores y condensadores en sistemas de refrigeración en que el ventilador ayuda a transferir el calor latente entre el refrigerante y el aire, y viceversa.
Tipos de ventiladores
Industriales: Centrífugos, Helicocentrífufos, Helicoidales de distintas presiones y caudales De pared: son fijados en la pared, permitiendo una mayor circulación en lugares pequeños, donde el uso de ventiladores no es soportado debido a la largura del ambiente, o en conjunto con otros ventiladores, proporcionando una mayor circulación de aire. De mesa: son ventiladores de baja potencia utilizados especialmente en oficinas o en ambientes donde necesitan poca ventilación. De piso: son portátiles y silenciosos, posibilitan que sean colocados en el suelo en cualquier ambiente de una casa, pudiendo ser trasladados a cualquier parte. Podemos encontrarlos en varios modelos y formas. De techo: son ventiladores verticales, sus aspas están en posición horizontal, y por lo tanto e l aire va hacia abajo. Muy comunes, utilizados en habitaciones donde no hay espacio disponible en las paredes o el suelo. Definición de Humidificador
Es un aparato que sirve para aumentar la humedad del ambiente en una habitación. Los humidificadores ultrasónicos, producen una nebulización del agua a través de vibraciones de muy alta frecuencia, son extremadamente seguros, silenciosos, con caudal regulable y de muy bajo consumo (típicamente de 20W a 35 W). Por otra parte sólo puede utilizarse agua y está absolutamente prohibido el uso de cualquier aditivo. Su uso típico es la restauración de la humedad relativa durante largos períodos de tiempo. Los humidificadores de electrodos generan vapor mediante la ebullición del agua del depósito calentada a través de la corriente que pasa directamente por el agua. Son más peligrosos (el vapor que expulsa lo hace a alta temperatura), y tienen un consumo elevado. El caudal de salida no es regulable y depende mucho de la dureza del agua. A mayor contenido de sales del agua mayor es la conductividad eléctrica y por tanto mayor la intensidad que circula, lo que a su vez implica un mayor caudal. Por otra parte, se les pueden añadir aceites balsámicos a la salida del vapor (nunca en el agua) lo que los hace especialmente útiles para las situaciones de corta duración por motivos patológicos dificultades puntuales respiratorias, mucosidades de difícil expulsión, y muy especialmente cuando esto es con niños pequeños. Los humidificadores por evaporación generan un caudal menor, no regulable y deben funcionar sólo con agua destilada. Su funcionamiento es mediante una mecha que se mantiene húmeda por capilaridad y que a su vez es calentada mediante un calefactor eléctrico. Si el agua contiene sales, la mecha se obtura con relativa facilidad. Pueden usarse con aceites balsámicos a la salida del vapor, pero su eficiencia en esto es muy inferior a la de los electrodos. Es el tipo menos usado.
Definición de filtros
Un filtro de aire es un dispositivo que elimina partículas sólidas como por ejemplo polvo, polen y bacterias del aire. Los filtros de aire encuentran una utilidad allí donde la calidad del aire es de relevancia, especialmente en sistemas de ventilación de edificios y en motores tales como los de combustión interna, compresores de gas, compresores para bombonas de aire, turbinas de gas y demás. Hay cuatro tipos principales de materiales usados para los filtros de aire mecánicos: papel, espuma, fibras sintéticas y algodón. Los filtros de aire se encuentran en la mayoría de sistemas de flujo de aire forzado (HVAC). La eficacia de los filtros de aire en tales sistemas influye de forma significativa en la calidad del aire en el interior. Los estándar recomendados por la industria de la construcción, así como las directrices de gobiernos como el de los Estados Unidos, recomiendan el uso filtros de aire que cumplan unos requisitos mínimos. En los Estados Unidos, por ejemplo, el United States Department of Energy recomienda un Minimum Efficiency Reporting Value, MERV (al español, "Valor de eficacia mínima a reportar") de 13 según lo estipulado en el protocolo de ensayo ASHRAE 5.2.2-1999.,[ and LEED advises builders similarly. Mientras que la ASHRAE recomienda filtros de aire con un MERV de 6 o mayor para controlar las cantidades de polen, moho y polvo que alcanzan las bobinas mojadas del evaporador en los sistemas de aire acondicionado. Bobinas húmedas contaminadas con altos niveles de polen y polvo pueden favorecer el crecimiento de colonias de moho. Dado que la eficacia desciende bajo un determinado nivel de suciedad, los filtros requieren mantenimiento. Hay diferentes tipos de filtros disponibles para sistemas de HVAC. Muchos de ellos son económicos pero no muy eficientes. Muchos de los filtros ensamblados dentro de los conductos en los edificios para aire acondicionado y HVACs están hechos de fibra de vidrio cruzada. Estos filtros no son caros, son desechables, y están disponibles en diferentes densidades y tamaños. Los filtros de baja densidad permiten un mayor flujo de aire, pero filtran menos suciedad. Por otro lado, los filtros de alta densidad retienen más partículas pero permiten un flujo de aire menor y por ello se ensucian antes. El poliéster o la fibra de vidrio se usan frecuentemente para la fabricación de filtros de aires. Ambos materiales son adecuados para temperaturas de hasta 120°C, y su uso es común en aplicaciones residenciales, comerciales e industriales. El poliéster y la fibra de vidrio pueden mezclarse con algodón u otras fibras para producir un amplio espectro de características del material. En algunos casos el polipropileno, de menor tolerancia a altas temperaturas, se usa para mejorar la resistencia química. Unas diminutas fibras sintéticas conocidas como microfibras se usan en muchos tipos de filtros del tipo High Efficiency Particulate Air, HEPA (al español, "Aire de Partículas de Alta Eficiencia").
Definición de Calefactor
El calefactor o estufa es un aparato, normalmente eléctrico, que proporciona a una estancia o recipiente un flujo rápido de aire caliente continuo mediante un radiador que genera una fuente de calor y un ventilador que calienta rápidamente el aire y lotransmite al lugar en que se encuentre. Definición de enfriador
Un enfriador de ambiente va a enfriar en aire con agua (si es que le tienes que poner agua para que enfrié) sino es un aire acondicionado. El des humificador va a quitar la humedad que hay en el ambiente me refiero al agua en pequeñas cantidades que lleva el aire (humedad) Diseño de equipo de aire acondicionado para condiciones de verano e invierno
Un sistema de aire acondicionado bien proyectado y ejecutado, orientado hacia el ahorro de energía, debe contar con equipos eficientes, uso de combustibles económicos o fuentes de energía alternativas y a esto debe agregarse una correcta operación, mediante temperaturas, velocidad de distribución de fluidos, tiempos de utilización y sistemas de control óptimos. Por otra parte, la aplicación de un adecuado aislamiento térmico y la mejora en la hermeticidad de los edificios es fundamental, dado que ello implica equipos más pequeños con menor consumo energético durante toda la vida útil. Los proyectos deben realizarse en función de la característica de la instalación y estructurados de manera coherente, debiéndose efectuar un balance energético con un análisis económico para definir la solución más conveniente. Deben fraccionarse la capacidad de los equipamientos a fin de adaptar la producción de aire acondicionado a la demanda de calor del sistema en la magnitud y momento que se produce, con objeto de conseguir en cada instante, el régimen de potencia más cercano al de máximo rendimiento. Para ello, es necesario establecer las distintas tecnologías a emplear ya sea agua fría o expansión directa, los tipos de condensación a agua o aire, etc., considerando el diseño de la instalación para la función a que va a ser utilizada. Debe tenerse en cuenta que instalar equipamientos más eficientes, adoptar aislaciones más eficaces, proyectar edificios que disipen menos energía o proveer instalaciones que recuperen energía, obliga a mayores inversiones económicas que deben retornar con el ahorro que pueda conseguirse, sobre la base del tiempo que se considere necesario establecer como razonable. Para esbozar los lineamientos básicos a adoptar en el proyecto, debe conocerse el problema en su real dimensión, como ser la cantidad y características de los consumos y los ahorros que se pueden obtener, por lo que se hace necesario medir con datos objetivos los procesos energéticos que se producen, para determinar donde es posible y conveniente la aplicación de nuevas tecnologías. En el caso de edificios existentes el proyecto de mejoras energéticas consiste en actuar sobre cada problema concreto, por ejemplo, controlar los niveles de trabajo de los equipos o set-point de operación, verificar los flujos de aire y agua, analizar la posición de los sensores ambientales, optimizar los consumos mejorando las operaciones de manutención, como la limpieza de los filtros, control del estado de funcionamiento de los
equipos, circulación del aire o agua, etc. En muchos casos se trata de problemas por una mala ejecución, como la poca circulación del aire o su dimensionamiento de los equipos, que requieren para su solución, la ejecución de trabajos y de nuevas inversiones. En las ampliaciones de los edificios, la modificación de las instalaciones de aire acondicionado por aumento de los sistemas instalados, cambios de tecnologías, etc. requieren una estrategia de crecimiento. El agregar nuevas máquinas a las ya existentes para satisfacer necesidades de ampliación no previstas, lleva muchas veces a resultados finales de instalaciones de distinta técnica, con bajos índices de eficiencia, altos costos de espacio, gestión y mantenimiento, por lo que debe analizarse siempre con mucho detenimiento la posibilidad de adicionar los equipamientos de la manera más racional posible. Un punto crítico en la fase del diseño lo constituye muchas veces la falta de datos ciertos y significativos sobre las características de las necesidades de acondicionamiento y su programa de desarrollo a corto, medio y largo plazo debido a las continuas innovaciones y modificaciones tecnológicas, por lo que se debe contar con una información completa y lo más actualizada posible, con objeto de prever los futuros cambios en los procesos, que permitan una adecuada planificación del proyecto orientado al ahorro energético. Existen numerosas tecnologías y medios de aplicación para disminuir el consumo energético, por lo que se deben analizar las características particularidades de cada caso, de modo de aplicar conceptos de diseño en la selección de los sistemas, que permitan obtener menores gastos en la fase de explotación y mantenimiento, pudiéndose considerar para su estudio los siguientes parámetros básicos: · Disminución de las necesidades de energía · Utilización de energías gratuitas · Incremento de la eficiencia energética · Correcta regulación del sistema
