Libro de Oro de Carrier (1)

Indice 1. Introducción ………………………………………………………………………………………………………....... • Resumen de los beneficios ………………………………………………………………………………....... 2. Las varias funciones de un edificio …………………………………………………………………………......... • Introducción …………………………………………………………………………………………………….. • Oficina de fábrica……………………………………………………………………………………………….. • Consultorio médico……………………………………………………………………………………………... • Restaurant de servicio rápido…………………………………………………………………………………. • Laboratorio de química (ala agregada a la escuela)……………………………………………………….. 3. Pautas estimativas de diseño ……………………………………………………………………….…………....... • Introducción …………………………………………………………………………………………………….. • Valores de comprobación para enfriamiento ……………………………………………………………….. • Comparación de sistemas ……………………………………………………………………………………. • Equivalencias calóricas y consumos promedios de combustible ………………………………………… • Consumo eléctrico clasificado para diferentes aplicaciones ……………………………………………… • Metas prácticas de diseño y fórmulas ………………………………………………………………………. • Diseño de un sistema de aire acondicionado ………………………………………………………………. 4. Edificios ……………………………………………………………………………………………………………....... • Introducción …………………………………………………………………………………………………….. • Oficina de fábrica …………………………………………….....……………………………………………… • Hotel rascacielo .…………………………………………………………………………………………......... • Restaurant de servicio rápido ………………………………………………………………………………… 5. Sistemas ……………………………………………………………………………………………………………..... • Introducción ……………………………………………………………………………………………………. • Descripción de sistemas genéricos con croquis, esquemas típicos y pros y contras ……………….. .. • Cuadro de componentes de sistemas genéricos…………………………………………………………... • Esquemas genéricos de control del sistema y terminales ………………………………………………... 6. Equipos……………………………………………………………………………………………………………....... • Introducción ……………………………………………………………………………………………………. • Equipo paquete de techo …………………………………………………………………………………….. • Equipo paquete vertical (VPAC) …………………………………………………………………………….. • Enfriadores de agua paquete ……………………………………………………………………………….. • Unidades condensadoras ……………………………………………………………………………………. • Manejadoras de aire …………………………………………………………………………………………. • Terminales de zona …………………………………………………………………………………………... El Libro de Oro del Aire Acondicionado

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ADVERTENCIA: Esta obra es propiedad única y exclusiva de Carrier Corporation, y sólo podrá ser utilizada por sus empleados y/o personal autorizado. En caso de que se requiera su reproducción, ya sea total o parcial, traducción, modificación, alteración, transformación, comunicación pública o privada, venta, arrendamiento, y demás similares, todos estos por cualquier medio digital, electrónico, material y/o vía satélite, se deberá de contar con la debida previa autorización por escrito de Carrier Corporation. Cualquier reproducción, ya sea total o parcial, traducción, modificación, alteración, transformación, comunicación pública o privada, venta, arrendamiento, y demás similares, todos estos por cualquier medio digital, electrónico, material y/o vía satélite, sin la debida previa autorización por escrito de Carrier Corporation, constituye una violación a la Ley Federal del Derecho de Autor de México, y su similar en Estados Unidos, lo cual le da derecho a que Carrier Corporation para ejercitar los diversos derechos que le correspondan, independientemente de las diversas acciones civiles, penales, administrativas y laborales que sean competentes y aplicables. Trabajo no publicado. DERECHOS RESERVADOS-CARRIER CORPORATION ® 2001.

El Libro de Oro del Aire Acondicionado

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INTRODUCCION

El Libro de Oro fue preparado como un documento visual parco en palabras pero de gran contenido informativo que permite al lector familiarizarse y analizar rápidamente muchos productos y sistemas de aire acondicionado. Contiene descripciones de productos, diagramas detallados de sistemas y planos de planta para diferentes tipos de edificios. Permite al lector nuevo en la industria de la calefacción, ventilación y aire acondicionado (CVAA) acomodar la variedad de sistemas y productos disponibles en categorías simples pero suficientemente versátiles como para satisfacer la casi totalidad de sus necesidades.

Describe con un diagrama de flujo los pasos a seguir para diseñar varios sistemas. •

Refresca la memoria del lector experimentado facilitándole la clasificación y análisis de la gran variedad de sistemas disponibles. Le sirve también de repaso de los conceptos básicos y limitaciones asociados al uso de ciertos sistemas en diferentes aplicaciones.

Capítulos

Los planos de planta y hojas de la carga térmica pueden utilizarse como documentos de práctica para efectuar diseños de sistemas zonificados. Para una información más detallada sobre hoteles rascacielo se sugiere referirse a la publicación “Designing and Applying Commercial Systems: High-Rise Example”, Catálogo No. 795-206. •

Sistemas - Contiene información concisa sobre 11 sistemas zonificados que se usan en el acondicionamiento de edificios comerciales. Describe dos tipos de edificios: bajos (1-2 pisos) y altos (3 o más pisos) y explica como resolver las diferencias de las necesidades de frío, calor, aire y control en las zonas perimetrales e internas. Describe los controles del sistema y de las terminales, para estos 11 sistemas, con sus respectivos diagramas. Para una guía paso-a-paso del diseño de varios sistemas, con ejemplos, el lector puede referirse a la Guía de Ingeniería (“Engineering Guide”) “Comfort Design Made Simple”, Catálogo No. 795-200 .

•

Equipos - Es un repaso genérico, simplificado, de varios productos utilizados en instalaciones de confort con las características de cada uno de ellos. Incluye equipos paquete de techo, equipos paquete verticales, enfriadores de agua paquete, unidades condensadoras, manejadoras de aire y terminales de zona. Para detalles más específicos de cada uno de estos equipos se recomienda consultar los catálogos del fabricante.

Esta guía está dividida en capítulos para facilitar el acceso a la información específica sobre tipos de edificios, diseño, aplicación, sistemas o equipos. Cada capítulo tiene su propio índice. •

•

Las varias funciones de un edificio - Muestra como edificios con el mismo contorno pueden servir distintos fines, con diferentes retos en la selección, diseño y control de su sistema. Demuestra como el uso, ubicación, ocupancia, zonificación, adaptabilidad a cambios, variaciones de fachada, iluminación y otras cargas, ventilación y calidad ambiental interior (IAQ) influyen en los requisitos de diseño, instalación y servicio del sistema de aire acondicionado. Pautas estimativas de diseño - Muestra valores típicos de comprobación para el acondicionamiento de diferentes tipos de edificios y cómo fijar metas de diseño en forma sencilla. Ofrece valores aproximados de caudales de agua y aire, pérdidas por fricción y tamaños. Describe como comparar costos de diferentes sistemas.


Edificios - Describe algunos edificios comerciales típicos y los sistemas y productos comúnmente utilizados para su acondicionamiento. Incluye comentarios así como las ventajas y desventajas de cada sistema. En este capítulo los productos se describen dentro del contexto del sistema y del edificio en que están siendo usados.

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RESUMEN DE LOS BENEFICIOS CAPITULO Las varias funciones de un edificio

ESTO ME PERMITE ● ● ●

Pautas estimativas de diseño

● ● ● ● ● ● ● ●

●

Identificar las variables que afectan la selección de sistemas y productos. Considerar cómo edificios con un mismo contorno pueden requerir diferentes soluciones según las funciones que cumplan. Usar las cuatro plantas de 60’ x 100’ como ejemplos para trabajo en talleres y seminarios de entrenamiento.

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Aproximar rápidamente el diseño de un sistema. Definir los costos instalados relativos de varios sistemas. Definir los costos de operación relativos de varios sistemas. Aproximar el consumo anual de energía para la calefacción. Obtener el contenido calórico de varios combustibles. Ubicar el consumo de energía del sistema de CVAA en el contexto del consumo total del edificio. Calcular eficiencias. Encontrar fórmulas útiles y metas de diseño para: − Cargas. − Sistemas de aire. − Sistemas de agua. Seguir paso a paso un procedimiento universal para diseñar sistemas todo-aire, todo-agua, combinado aire-agua y expansión directa.

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Valores de comprobación Estimar las cargas de enfriamiento para varios tipos de edificios con el fin de: ● − Hacer selecciones preliminares de los equipos. − Estimar costos. − Escoger el tipo de sistema. − Confirmar el tamaño de los equipos. − Confirmar que los valores de los cálculos de carga son razonables, independientemente de su procedencia.


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CAPITULO Pautas estimativas de diseño

ESTO ME PERMITE Valores de comprobación Estimar las cargas aproximadas de iluminación y equipos de un edificio. ● Estimar la densidad ocupacional de un edificio. ● Determinar los requisitos mínimos de ventilación de un edificio. ● Información de costos relativos Hacer comparaciones relativas de los costos de instalación y operación de varios sistemas. ● Considerar la relación costo - beneficio de varios sistemas ● Equivalencias de los combustibles Convertir los gastos de combustible a valores en BTUH con el fin de: ● − Estimar el consumo de los combustibles. − Estimar ahorros por la conversión de equipos. − Estimar el consumo anual de combustible. − Aprender/repasar las unidades de medida de los combustibles Consumo calórico promedio anual Estimar el gasto anual de energía para la calefacción de varios tipos de edificios para: ● − Preparar un presupuesto de los costos de operación y consumo de combustible. − Considerar posibles economías por la conversión de equipos. Consumo eléctrico para el enfriamiento y otros Estimar el gasto anual de operación para el enfriamiento y la ventilación como un porcen● taje del gasto eléctrico total para: − Reconocer la partida con el mayor potencial de ahorro en diferentes tipos de edificios. − Determinar la importancia relativa del costo operativo del aire acondicionado. − Estimar los beneficios para el propietario de posibles medidas que reducen el consumo de energía.


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ESTO ME PERMITE Fórmulas para el Cómputo de la Eficiencia Aprender/repasar la terminología propia de la industria. ● ● Calcular índices como el EER, COP y otros de carácter operativo. Calcular eficiencias con información proporcionada por el fabricante. ● Fórmulas y Metas Prácticas de Diseño - Carga de Enfriamiento Fuentes de información para condiciones de diseño interior y exterior. ● Valores típicos de condiciones de diseño interiores para calefacción y aire acondicionado ● para el ciclo ocupado y desocupado. Estimar la carga de enfriamiento y sus componentes (ventilación, personas e iluminación). ● Convertir el número de lámparas fluorescentes a BTUH. ● Computar los vatios de un equipo y convertirlos a BTUH. ● Ver el impacto que tiene sobre el CFM del sistema el recorrido del retorno y el montaje de ● las lámparas. Estimar los porcentajes que aportan los varios componentes de la carga de enfriamiento. ● Fórmulas y Metas Prácticas de Diseño - Selección de los Equipos Obtener valores aproximados de CFM para equipos paquete en función de la temperatura ● de bulbo húmedo de entrada. Bosquejar un estimado de la carga de calefacción para: ● − Visualizar capacidad/tamaño de los equipos. − Posibles opciones de sistemas. − Posibles opciones de combustibles. Estimar los porcentajes que aportan los elementos de mayor importancia a la carga de ● calefacción con el fin de: − Recomendar medidas de costos justificables para reducir el consumo de energía. − Identificar las áreas con las posibles mayores pérdidas. − Distribuir el aire o el agua más eficientemente.


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ESTO ME PERMITE Metas Prácticas de Diseño y Fórmulas - Sistemas de Aire Estimar los CFM de diseño para el enfriamiento y la calefacción del edificio y las zonas con ● el fin de: − Escoger las terminales y los difusores. − Estimar el tamaño y costo de los conductos. − Estimar el tamaño y costo de la manejadora de aire. − Prever los requerimientos de espacio para los conductos y las terminales. − Tantear si un sistema existente tiene la capacidad adecuada. Metas Prácticas de Diseño y Fórmulas - Sistemas de Aire Aprender/repasar los términos propios de los sistemas de aire y fórmulas para diseño ● sicrométrico y detección de fallas en estos sistemas. Aprender/repasar criterios de diseño para conductos: velocidad, pérdidas y materiales. ● Aprender/repasar las leyes de los ventiladores para: ● − Evaluar el efecto mutuo entre ventilador y sistema. − Estimar el consumo del ventilador. − Determinar el ajuste requerido al RPM para el arranque o ajuste de un sistema. Metas Prácticas de Diseño y Fórmulas - Sistemas de Agua Utilizar el diferencial de temperatura para fijar GPM de agua fría o el diferencial de ● temperatura en condensador/torre para fijar GPM de agua de condensación para así: − Evaluar la magnitud del sistema de agua y su costo. − Estimar el bombeo requerido y su costo operativo. − Tantear si un sistema existente tiene la capacidad adecuada. − Determinar la capacidad (tons) con el GPM o viceversa. Dimensionar sistemas abiertos o cerrados de agua para evaluar posibles recorridos y ● costos. Aprender/repasar las leyes que rigen el funcionamiento de las bombas para así: ● − Evaluar el efecto mutuo entre bomba y sistema. − Estimar el consumo de la bomba. − Construir diagramas de operación bomba/sistema para visualizar el comportamiento de bombas múltiples en serie o paralelo.


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Edificios

Sistemas

ESTO ME PERMITE Metas Prácticas de Diseño y Fórmulas - Proceso de Diseño del Aire Acondicionado Seguir paso a paso un procedimiento de diseño para cualquier sistema que: ● − Simplifique el trabajo del diseñador. − Evite la necesidad de tener que tratar cada diseño como algo único. − Comprender y facilitar la labor del ingeniero. − Saber cuando y donde suministrar la información. ●

Usar los isométricos, planos de planta, datos de construcción y resumen de la carga de tres edificios como punto de partida para diseñar proyectos u organizar talleres.

●

Vincular sistemas típicos con los tres tipos de edificios: − Oficina de fábrica. − Hotel rascacielo. − Restaurant de servicio rápido.

●

Utilizar los 12 ejemplos mostrados para aprender/repasar como diseñar un sistema, incluyendo: − Diseños de sistemas de aire y agua, incluyendo terminales. − Comentarios explicativos del diseño. − Ventajas y desventajas de cada sistema.

●

Compara varios sistemas para el mismo edificio.

●

Aprender/repasar los conceptos básicos, propiedades, configuraciones y ventajas /desventajas de 11 sistemas incluida la siguiente información para cada uno de ellos: − Descripción breve del sistema. − Esquemático genérico del sistema (vista de elevación). − Diseño genérico del sistema (vista de planta). − Ventajas y desventajas genéricas del sistema.


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CAPITULO Sistemas

ESTO ME PERMITE ●

●

●

Equipo

● ● ● ●

●


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Usar el cuadro de “Variaciones sobre el tema” para aprender o repasar los tipos de productos usados con los 11 sistemas, notando las diferencias en el tratamiento de las áreas periféricas e interiores en edificios bajos, medianos y altos. Se incluye las siguientes categorías de equipos para cada sistema: − Refrigeración mecánica. − Calefacción. − Manejadoras de aire. − Terminales. Aprender/repasar las secuencias de control del sistema de los 11 sistemas con la ayuda de diagramas y descripciones para los siguientes ciclos de operación: − Ocupado, enfriamiento. − Ocupado, calefacción. − Desocupado, enfriamiento. − Desocupado, calefacción. − Inversión del sistema. Aprender/repasar las secuencias de control de las terminales de los 11 sistemas con la ayuda de diagramas y descripciones para las siguientes estrategias de control: − Capacidad de enfriamiento. − Mitigación de la humedad. − Capacidad de calentamiento. − Ventilación. − Circulación del aire.

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Condensar la información suministrada por los fabricantes sobre sus equipos y terminales usando la información incluida con los 30 productos genéricos presentados. Aprender/repasar las características resaltantes de cada tipo de producto. Visualizar los productos para facilitar su reconocimiento y los sistemas que los usan. Asociar el tipo de producto con sus límites de capacidad de enfriamiento para que al saber el tamaño del edificio y los ambientes que se desean acondicionar se pueda simplificar la selección a aquellos que satisfacen este criterio. Determinar rápidamente la habilidad de varios productos para calentar, enfriar y ventilar así como su efecto en los sistemas de los que forman parte.

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183 - 227

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LAS VARIAS FUNCIONES DE UN EDIFICIO • • • •

60’ X 100’ - Oficina de fábrica 60’ x 100’ - Consultorio médico (suite de dos oficinas) 60’ x 100’ - Restaurant de servicio rápido 60’ x 100’ - Laboratorio de química (ala adicionada a escuela)

Esto me permite:

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• Identificar las variables que afectan la selección de sistemas y productos. • Considerar como edificios con un mismo contorno pueden requerir diferentes soluciones según las funciones que cumplen. • Usar las cuatro plantas de 60’ x 100’ como ejemplos en talleres y seminarios de entrenamiento.

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INTRODUCCION

Las varias funciones de un edificio revela como un mismo contorno puede encerrar espacios que cumplen diferentes fines. Se debe efectuar un “reconocimiento” del proyecto previo a la selección de un sistema ya que en gran medida el uso que se dará al edificio determinará el sistema a utilizarse. El sistema a su vez determinará los productos requeridos para obtener la capacidad necesaria en la planta central y en los espacios ocupados.

especulativos tienden a enfatizar la flexibilidad debido a la rotación de sus inquilinos. El dueño del edificio especulativo tiende a pensar más en el costo inicial que en los de operación, mantenimiento o nivel de confort. Medición individual de los servicios de electricidad y gas a menudo resultan atractivos para los dueños de edificios especulativos. Los edificios ocupados por sus dueños generalmente brindan las mejores oportunidades para optimizar el nivel de confort con la eficiencia energética, si lo justifica un análisis económico. Estos edificios con frecuencia usan tecnología de punta.

Participación del propietario en las decisiones

Impacto del tamaño del edificio

Admisión del sistema de CVAA

Todo edificio tiene un dueño que es el inversionista que se asegura se lo administre y se lo mantenga bien. En edificios especulativos el dueño alquila el edificio a inquilinos. En otros casos el dueño ocupa el edificio. Los edificios ocupados por sus dueños tienden a construirse pensando a largo plazo con respecto a sus facilidades, materiales, servicios y recuperación de la inversión mientras que los propietarios que construyen con fines


El tamaño del edificio sin duda alguna afecta la selección del sistema. Por ejemplo, para la planta de 60’ x 100’ considerada en este segmento, seguramente se usarían equipos paquete y no los aplicados por componente. Por otro lado la manejadora seguramente sería del tipo para techo si se la puede montar directamente sobre la planta.

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Efecto de la ubicación del edificio Otra condición que afecta la selección del sistema es la ubicación del edificio. Bajo una perspectiva global, este espacio de 60’ x 100’ en los EU seguramente no haría uso del agua fría, sin embargo en Europa es muy posible que así sea. A escala regional, en los EU seguramente se usarían sistemas de calefacción a gas/enfriamiento eléctrico si se trata del noreste y todo eléctrico si se trata del sur. En Iberoamérica y el Caribe los sistemas todo eléctrico son también más comunes con alguna posible excepción en la zona austral y alguna otra zona. Impacto del diseñador La preferencia del diseñador es indudablemente de gran importancia. Los ingenieros del área tienden a estar mejor informados de los sistemas que allí muestran ser la mejor inversión. Ellos también toman en cuenta la experiencia y capacidad de los contratistas del área para asegurarse que el sistema se instale y se mantenga correctamente.


Efecto del uso del edificio Seguramente que el uso que se hará del espacio es el elemento de mayor importancia en la selección del sistema. El ambiente de 60’ x 100’ utilizado como ejemplo en este capítulo tiene diferentes requerimientos si se lo usa como oficina de fábrica, consultorio médico, restaurant de servicio rápido o laboratorio de química. Aunque un sistema ventiloconvector (“fancoil”) pudiera ser una alternativa viable en una oficina de fábrica, ciertamente no lo será para el restaurant. En las próximas páginas se verán los cuatro posibles usos considerados para el espacio de 60’ x 100’. Considere las necesidades para cada uno de estos casos así como los sistemas y productos requeridos para satisfacerlas. En cada caso se incluye una lista con los requisitos claves que seguramente limitarán las posibles opciones de sistemas y productos.

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OFICINA DE FABRICA


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OFICINA DE FABRICA


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OFICINA DE FABRICA CRITERIOS CLAVES: •

Areas de arquitectura abierta pueden dividirse en menor número de zonas.

•

El área periférica con orientación sur del área abierta tendrá un perfil de carga distinto al resto del área interior debido al efecto de la carga solar.

•

Oficinas periféricas que cuentan con interruptores de luz individuales y que tienen diferente orientación requieren tener su propio control de zona - se recomienda siete zonas de control.

•

El salón de conferencias de la esquina Noreste requiere ventilación y control como zona individual ya que su patrón de uso difiere de las demás oficinas.

•

La tasa de ventilación (aprox. 20 CFM/persona) debe ser constante - puede significar una carga importante.

•

Si el usuario es también el dueño, seguramente escuchará sugerencias para mejorar el confort en los ambientes y reducir el consumo de energía del sistema.

•

Uso prolongado diario demanda un mejor control de la temperatura en todos los ambientes


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OFICINA DE FABRICA


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CONSULTORIOS MEDICOS (DOS SUITES)


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CONSULTORIOS MEDICOS (DOS SUITES) CRITERIOS CLAVES: •

Los usuarios son dueños de la propiedad.

•

La distribución interior de las paredes es relativamente fija.

•

Las luces tienden a quedar prendidas durante las horas de trabajo por lo tanto se zonificará por orientación.

•

Se recomiendan ocho zonas de control.

•

Dos consultorios/dos prácticas requiere separación de los servicios.

•

La reserva de capacidad es esencial - la falla de un equipo en una suite no debiera afectar en absoluto a la otra.

•

Las oficinas pueden tener horarios distintos - se recomienda dos sistemas como mínimo.

•

Es importante que la calidad del aire interior (IAQ) se mantenga alta en forma contínua.


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RESTAURANT DE SERVICIO RAPIDO


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RESTAURANT DE SERVICIO RAPIDO CRITERIOS CLAVES: •

Las cargas por personas y ventilación son de mayor importancia.

•

La cocina debiera tener un sistema separado del comedor.

•

Reducir el gasto por zonificación en el comedor; la estancia del público es breve.

•

Anticipar cargas latentes altas por la ventilación, preparación de comida y lavado de vajilla en la cocina y por la ventilación, comida y número de personas en el comedor.

•

En climas húmedos considerar métodos para mitigar la humedad a carga parcial.

•

Prestar especial atención a la buena distribución del aire en los ambientes.

•

Asegurar que la cocina esté a menor presión que el comedor para evitar que se propaguen los olores.

•

Asegurar el cumplimiento de las normas de ventilación/extracción y que el aire de compensación (ventilación) se suministre a los lugares apropiados.


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LABORATORIO DE QUIMICA (ALA AGREGADA A LA ESCUELA)


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LABORATORIO DE QUIMICA (ALA AGREGADA A ESCUELA)


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CRITERIOS CLAVES: •

La repartición interior y el uso de los espacios es relativamente fijo.

•

Se recomienda un mínimo de tres zonas de control (el laboratorio con orientación predominante este puede tener un perfil de ocupancia y alumbrado diferente al salón principal).

•

Incluir extractores de gases aprobados por las normas vigentes para este uso en puntos estratégicos.

•

Suministrar suficiente aire de ventilación como compensación a los extractores.

•

Utilizar manejadora(s) de aire a prueba de corrosión (serpentín y gabinete) para acondicionar esta ala.

•

El caudal y la continuidad de la ventilación es importante.

•

Asegurarse que el diseño cumple con las normas de fuego y seguridad vigentes.

•

Armonizar estrategias de control de fuego/humo con la instalación existente.


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PAUTAS ESTIMATIVAS DE DISEÑO • • • •

Valores de comprobación Datos de costos relativos Metas prácticas de diseño y fórmulas Método de diseño para cualquier sistema (cuadro)

Esto me permite: • Aproximar rápidamente el diseño de un sistema • Definir los costos instalados relativos de varios sistemas • Definir los costos de operación relativos de varios sistemas • Aproximar el consumo anual de energía para la calefacción • Obtener el contenido calórico de varios combustibles • Ubicar el consumo de energía del sistema de CVAA en el contexto del consumo total de energía del edificio • Calcular eficiencias • Encontrar fórmulas útiles y metas de diseño para: o Cargas o Sistemas de aire o Sistemas de agua • Seguir paso-a-paso un procedimiento universal para diseñar sistemas todo-aire, todo-agua, combinado aire-agua y expansión directa

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INTRODUCCION Este capítulo contiene información que puede ser muy útil en la preparación rápida de un diseño preliminar o en la revisión de posibles alternativas. La precisión en el diseño viene de la mano de una mayor complejidad y mayor requisito de tiempo. La precisión tiene su lugar. El diseño y construcción de cualquier edificio demanda atención técnica y legal precisa. Sin embargo, es posible tomar decisiones razonables basadas El Libro de Oro del Aire Acondicionado

en buena información preliminar que por lo menos permita esbozar el diseño de los elementos principales de un sistema. Este capítulo, usado correctamente, le dará al lector en forma rápida la información que le permita discutir inteligentemente con clientes, contratistas o empleados sobre sistemas de CVAA, qué ofrece cada uno de ellos para escoger el más apropiado dentro de los límites fijados y saber lo que se podrá obtener con el sistema escogido. 28

Para el diseñador

Los niveles de precisión varían

Desde el punto de vista del diseñador, la respuesta a la pregunta sobre la capacidad del sistema puede darse a dos niveles. La de mayor precisión vendrá de un cálculo computarizado preparado meticulosamente. Tal requisito no sólo es recomendable sino también legalmente prudente y quizás hasta obligatorio si tal información va a servir para sacar la obra a licitación, aprobar equipos o garantizar su rendimiento o consumo.

Hay datos en este capítulo que son bastante específicos como por ejemplo, los valores de cotejo indican que un auditorio de 25,000 pies cuadrados requiere una capacidad de enfriamiento de aproximadamente 100 tons (25,000 p.c./250 p.c. por ton). En el cuadro de valores aproximados de caudales de distribución de aire SCFM (enfriamiento) se ve que un auditorio requiere aprox. 1.6 SCFM/pie cuadrado de área acondicionada, o sea 40,000 SCFM para este ejemplo (1.6 SCFM/p.c x 25,000 p.c.) lo que representa 400 CFM/ton (40,000 CFM/100 ton). Otra pieza de información específica es la de las Equivalencias de los Combustibles donde vemos que un “Therm” representa un potencial de 100,000 Btu de calor pero a las eficiencias convencionales de los equipos de calefacción (80% AFUE), solo se aprovechan 80,000 Btu.

La respuesta a un segundo nivel puede ser menos exacta pero igualmente útil en otro punto del proceso. Las primeras decisiones sobre el tipo de sistema y costos preliminares pueden hacerse para una carga estimada de 32 Tons así como para una cuyo cómputo detallado revela requisitos de 363,545 BTUH. El cómputo puede tomar horas o días mientras que el estimado requiere escasos segundos o minutos.

Para el técnico de servicio Los valores estimados permiten eliminar rápidamente el posible subdimensionamiento como causa del problema que pueda presentar el equipo tan bien como el cálculo detallado. Igualmente si la queja es sobre el consumo, se puede comprobar si está dentro de las parámetros señalados en este capítulo y si lo está, la falla está por otro lado; si no lo está, entonces habrá que revisar el equipo.


Hay otros datos que son de orden general o relativo. Por ejemplo en la gráfica en que se comparan los sistemas se observa que los sistemas de caudal de aire variable (VAV) generalmente resultan más costosos que otros con paquetes múltiples de caudal constante. El cuadro no da la diferencia en $ porque el valor depende de muchas variables.

Déle una ojeada Le invitamos a que dé una ojeada a los valores estimados en esta sección y a usarlos para que le ayuden a contestar preguntas tales como, es así?, es correcto?, funcionará?, vale la pena?, cuanto cuesta?, deque tamaño? y muchas más.

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VALORES DE COTEJO - ENFRIAMIENTO Tipo de Edificio Apartamentos: Areas para alquiler Pasillos

Capacidad (Pie cuadrado/Ton)

Luces/Equipo (Vatios/Pie cuad)1

Personas (Pie cuad./Persona)

Ventilación2

450 550

1.0 2.0

600 -

0.35 cambios p. hora pero no menos de 15 CFM/persona

Auditorios y Centros de reunión Panadería/Pastelería3 Bancos Barberías/Peluquerías Bares/Cantinas Baños (públicos) Con secadores de aire caliente Con toallas

250 (20 sillas/ton) 225 230 250 100

2.0 6.01 4.01 3.51 1.0

15 80 30 45 20

15 CFM/persona 20 CFM/persona 15 CFM/persona 15 CFM/persona 30 CFM/persona

200 400

8.01 2.0

50 50

50 CFM/w.c. 50 CFM/w.c.

Salones de belleza Boleras Tiendas de ropa (minorista) Salas de computadoras Tiendas de descuento y por Depto. Piso principal Pisos superiores

180 250 (1.5 ton/carril) 280 80

5.01 2.5 2.0 6.01

45 40 50 -

25 CFM/persona 25 CFM/persona 0.30 CFM/pie cuadr. 20 CFM/persona

300 380

2.0 2.0

35 50

0.30 CFM/pie cuadr. 0.20 CFM/pie cuadr.

330 380 250

2.0 2.0 3.01

30 50 50

15 CFM/persona 15 CFM/persona 15 CFM/persona

Consultorios médicos Salas de espera Salas de exámen Farmacias

(continua)


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VALORES DE COTEJO - ENFRIAMIENTO Tipo de Edificio Educativo: Aulas Pasillos Fábricas Manufactura liviana Manufactura media Manufactura pesada Floristerías Casinos4 Tiendas de regalos Tiendas de abarrotes Hospitales/Asilos para ancianos Cuartos de pacientes Pasillos Salas de exámen/tratamiento Salas de espera Hotel/Motel/Dormitorios Cuartos de huéspedes Pasillos Lobby/Areas públicas Joyería Cocinas Bibliotecas y museos




Ventilación2

280 350

2.0 2.0

20 -

15 CFM/persona 0.10 CFM/pie cuad.

240 150 80 250 100 300 350

3.01 10.01 45.01 3.01 15.01 2.0 2.0

100 200 300 125 25 50 125

15 CFM/persona 30 CFM/persona 15 CFM/persona 15 CFM/persona

300 400 300 330

1.5 2.0 3.01 2.01

100 50 30

25 CFM/person 0.05 CFM/pie cuadr. 15 CFM/person 15 CFM/person

500 560 220 250 180 280

1.0 2.0 2.0 4.0 12.01 3.01

150 30 100 100 80

30/cuarto 0.05 CFM/pie cuadr. 15 CFM/persona 15 CFM/persona 15 CFM/persona 15 CFM/persona

15 CFM/persona

(continua)


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VALORES DE COTEJO - ENFRIAMIENTO Tipo de Edificio Oficinas Un piso Media altura Rascacielos Recepcion Oficina de correos Residencias 15% area vidriada5 25% area vidriada5 Restaurants Cocina Servicio rápido-Atención/comedor Comedor formal Zapatería Salas de fumar




350 400 450 350 280

3.01 3.01 3.01 2.0 2.0

150 150 150 50 30

7006 5506

1.51 1.51

400 400

180 150 250 300 100

12.01 3.251 3.251 2.0 1.0

100 30 30 50 20

Ventilación2 20 CFM/persona 20 CFM/persona 20 CFM/persona 15 CFM/persona 15 CFM/persona 0.35 cambios por hora pero no menos de 15 CFM/persona 15 CFM/persona 20 CFM/persona 20 CFM/persona 15 CFM/persona 60 CFM/persona

Notas: No existe substituto para un cálculo de carga riguroso, sin embargo los valores de este cuadro ayudarán al lector a formarse una idea rápida de los requerimientos de capacidad, iluminación, ocupancia y ventilación del proyecto. La capacidad considera la ocupancia y ventilación indicada. La carga eléctrica incluye equipos como secadoras, cocinas, computadoras, etc. Las tasas de ventilación han sido tomadas de la norma ASHRAE 62-1999 3 Los valores para la panadería/pastelería consideran que el area de venta/exhibición/servicio es 50% y el resto es cocina/hornos/preparación. 4 Los valores para el casino incluyen los requisitos de un pequeño restaurant y baños públicos. 5 El porcentaje del área vidriada es determinada en relación al área de todas las paredes exteriores de la residencia. Un valor típico para los EU es aunque muchas casas construidas bajo planos individuales pueden tener valores mas cercanos al 25%. 6 No debe incluirse el área de sótanos cuyas paredes quedan totalmente bajo nivel de tierra pues no aportan carga o ésta es insignificante. 1 2


15%

32

COSTOS COMPARATIVOS

Caudal Variable/Temperatura Variable, conocido también como VAV con desvío. Es un sistema que regula el caudal y la temperatura del aire suministrado a los ambientes utilizando unidades de caudal de aire constante, compuertas de suministro y una compuerta de desvío. 2 Acondicionador de Aire Paquete Terminal 3 Bomba de Calor, Agua/Aire - Circuito “California” 1

El consumo relativo de energía está basado en el costo de operación no en el costo económico anualizado. Ya que los costos son muy sensibles al tipo de edificio: su uso, costo de mano de obra, normas, costos de energía, clima, etc. esto valores genéricos deben tomarse con mucha cautela. Las decisiones para un proyecto en particular deben provenir del estudio meticuloso de todas sus características y particularidades. Los valores genéricos son útiles únicamente para análisis preliminares rápidos. El Libro de Oro del Aire Acondicionado

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CAPACIDAD CALORICA DE ALGUNOS COMBUSTIBLES Combustible Gas natural Fuel Oil # 2 Propano líquido (LP) Antracita (Carbón duro) Leña (Madera dura)3 Pellas de madera Resistencia eléctrica

Unidad “Therm”=100pie cub Galón Galón2 Libra Ton4 Ton Kw

Contenido (Btu) 100.000 140.000 92.000 13.000 18.000.000 16.000.000 3.412

Eficiencia Típica(AFUE)1 80% 65% 80% Variable (50%) Variable (50%) Variable (50%) 100%

Aprovechable (Btu) 80.000 91.000 73.600 6.500 9.000.000 8.000.000 3.412

1

AFUE = “Annual Fuel Utilization Efficiency” - Eficiencia Anual de Utilización de la Energía 4,2 Lb/Galón o 0,238 Galón/Lb. 3 Variedades incluyen cerezo, roble, arce, haya, manzano y nogal. 4 Una tonelada = Una cuerda nominal (pila de 96” x 48” x 18”). Tres cuerdas nominales = 1 cuerda real (128 pie cub.) 2

CONSUMO ENERGETICO PROMEDIO PARA CALEFACCION Tipo de Edificio Oficina Tiendas Minoristas Restaurants Tiendas de Abarrotes Panaderías/Pastelerías Centros de Reunión Hoteles/Moteles Escuelas y Asilos de Ancianos Hospitales 1

Consumo Calórico (Btu/Año/pie cuad/oF)1 500 370 475 300 110 310 575 450 750

Diferencia entre temperaturas de diseño interior y exterior de invierno.


34

CONSUMO ELECTRICO POR CATEGORIAS

NOTAS: Valores son promedios típicos pero no deben utilizarse en lugar del análisis metódico de los requisitos del proyecto. Los valores para el restaurant no son para casos en los que el uso de gas predomina en la cocina.


35



36


FORMULAS DE EFICIENCIA: COP =

BENEFICIO CONSUMO

EER =

BENEFICIO (BTUH ) CONSUMO (VATIOS )

COP = Coeficiente del rendimiento (beneficio y consumo en unidades idénticas) EER = Eficiencia del uso de la energía en BTUH/Vatio (Aire acondicionado) PUESTO QUE 1 VATIO (WATT) = 3.412 BTUH, POR LO TANTO: EER = COP x 3.412 O COP = EER/3.412 SEER = (AIRE ACONDICIONADO) EFICIENCIA DEL USO DE LA ENERGIA EN LA TEMPORADA CALIDA (BTU/WH) HSPF = (BOMBA DE CALOR) EFICIENCIA DEL USO DE LA ENERGIA EN LA TEMPORADA FRIA (BTU/WH) MIENTRAS EL EER Y COP SON MEDIDAS DE LA EFICIENCIA A LA CONDICION DE DISEÑO, SEER Y HSPF APROXIMAN LA EFICIENCIA DE OPERACION DURANTE LA TEMPORADA COMPLETA SEER HSPF COP DE LA TEMPORADA (AIRE ACONDICIONADO) = COP DE LA TEMPORADA (CALEFACCION) = 3.412 3.412


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METAS PRACTICAS DE DISEÑO Y FORMULAS Condiciones Exteriores de Diseño: Preferiblemente utilice solo información de fuentes confiables como ASHRAE (“The American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning Engineers, Inc.”) o consulte con la estación meteorológica más cercana. Si se utiliza la información del libro “Fundamentals” de ASHRAE, en la gran mayoría de los casos bastará usar los valores que no han sido sobrepasados en el 99,6% de las observaciones que corresponde con las columnas marcadas 99,6% en las condiciones de invierno y 0,4% en las condiciones de verano. Condiciones Interiores de Diseño: Nota: Estos son solo valores referenciales que pueden variarse para ajustarlos a normas, preferencias del cliente o aplicación. Verano* Ambiente ocupado: Ambiente desocupado:

Climas áridos: 75oF BS/35% HR Clima templado: 75oF BS/50% HR Clima tropical: 75oF BS/55-60% HR Apague el sistema o eleve el valor del punto de control del BS 5oF a 15oF (10oF promedio)

Invierno* Ambiente ocupado: Ambiente desocupado:

70oF - 75oF BS/HR no menos de 30% Baje el punto de control del BS 5oF a 15oF (10oF promedio)

* Consulte la norma de confort 55-1992 de ASHRAE para mayores detalles sobre otras posibles combinaciones de temperatura y humedad. Para información más detallada consúltese el capítulo 3 de “ASHRAE 1999 Applications Handbook”. Cargas de Enfriamiento y sus Componentes: Pie Cuadrado/Ton de enfriamiento o carga: Ver valores típicos para la aplicación en el cuadro de Valores de Cotejo. Aire Exterior de Ventilación: Ver valores bajo columna “Ventilación” en el cuadro de Valores de Cotejo, tomados de la norma 62-1999 de ASHRAE


38

Carga por Personas: Actividad de oficinas: 24 personas/Ton Actividad de restaurant: 20 personas/Ton Actividad industrial: 12 personas/Ton Iluminación y Equipos: Vatios = voltios x amperes x factor de potencia (monofásico) Vatios = voltios x amperes x factor de potencia x 1,73 (trifásico) Kilovatio = 1.000 Vatios BTU/Vatio = 3,412 BTU/Kilovatio = 3.412 Luces (BTUH): Incandescentes = Vatios de lámpara x 3,412 Fluorescente - convencional = Vatios de la lámpara x 1,25 x 3,412 Fluorescente - alta eficiencia = Vatios de la lámpara x 1,20 x 3,412 Donde: 1,25 = Factor de pérdida del transformador común 1,20 = Factor de pérdida del transformador de alta eficiencia (se recomienda consultar con el fabricante pues hay valores aún menores) Estimativo del Consumo de Lámparas fluorescentes: Eficiencia convencional:

40 vatios por tubo de 4 pies 80 vatios por tubo de 8 pies 10 vatios por pie de tubo

Alta eficiencia:

35 vatios por tubo de 4 pies 70 vatios por tubo de 8 pies 8.75 vatios por pie de tubo


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EFECTO DEL METODO DE INSTALACION DE LAS LUMINARIAS Y MODO DE RETORNO EN LA CARGA DEL CUARTO Configuración Luces empotradas en el cielo raso, retorno por conducto (valor de referencia) Luces empotradas en el cielo raso, retorno por el pleno encima del

Temperatura en la cavidad del techo 114,5oF

Referencia en % (CFM y CSC1)* 100

86,5oF

79

91,0oF

112

79oF

101

cielo raso Luces dentro del ambiente, retorno por conducto Luces dentro del ambiente, retorno por el pleno encima del cielo raso * CFM = Caudal a condiciones standard (SCFM) CSC = Carga Sensible del Cuarto Valores basados en un último piso y 95oF temperatura de bulbo seco (BS) exterior

CARGAS TIPICAS DE ENFRIAMIENTO Y SU COMPOSICION

RESIDENCIA TIPICA VIDRIO = 14% DEL AREA BRUTA DE PAREDES EXTERNAS


OFICINA TIPICA VIDRIO = 30% , VENTILACION = 20CFM/PERSONA CHICAGO, ILLINOIS 40

Puntos de Selección para Equipos Paquete y Split TBHE 72 67 65 63 57

Factor de Calor Sensible (FCS) 0,50 0,70 0,80 0,90 1,00

SCFM/Ton

300 350 400 450 500

Notas: •

TBHE = Temperatura del bulbo húmedo de entrada al evaporador (oF)

•

FCS =

•

SCFM = Caudal volumétrico de aire standard (densidad de 0,075 lb aire seco/pie cúbico).

•

Los valores del cuadro son típicos para una temperatura exterior de 95oF BS.

•

Todo sistema opera mejor si los equipos se escogen para satisfacer ajustadamente las capacidades sensible y total del proyecto.

•

Conforme se reduce el CFM, o se aumenta el TBHE, la capacidad latente representará un mayor porcentaje del total.

•

Conforme aumenta el CFM, o disminuye el TBHE, la capacidad sensible representará un mayor porcentaje del total.

•

Estas pautas son típicas para equipos paquete y dividido residencial y comercial. Consúltese los catálogos del fabricante para información mas precisa.

Capacidad sensible de enfriamiento Capacidad total de enfriamiento


41

Valores de Cotejo para Cargas de Calefacción: A 20 CFM de ventilación/persona y 150 pie cuad./persona: Q = 0,40 BTUH/pie cuad./oF Q = 0,13 BTUH/pie cuad./oF (zona interior con techo al exterior) Donde: Q = Carga máxima de calefacción oF = Diferencia de temperatura BS de diseño entre interior y exterior Pie cuad. = Superficie del area acondicionada del edificio en pies cuadrados A 15 CFM de ventilación/persona y 100 pie cuad./persona Q = 0,40 BTUH/pie cuad./oF A 15 CFM de ventilación/persona y 20 pie cuad./persona Q = 0,75 BTUH/pie cuad./oF Notas: •

No existe substituto para un estimado de la carga de calefacción preparado profesionalmente.

•

La carga de calefacción incluye la transmisión por el techo, vidrio, paredes y aire de ventilación.

•

Las variables principales que pueden afectar estos valores incluyen: −

Relación del perímetro al área de planta (mayor relación de área de planta, menor la carga)

−

% del aire de ventilación

−

Resistencia térmica de las áreas del contorno exterior del edificio (paredes, ventanas, techo)

−

% del área vidriada

−

Densidad ocupacional (efecto en el aire de ventilación)

!" Areas internas ocupadas e iluminadas tienen una carga de enfriamiento todo el año. !" La operación durante el ciclo no-ocupado es normalmente sin ventilación a no ser que sea requerido para la dilución de contaminantes o la presurización de los espacios acondicionados.


42

ELEMENTOS DE LA CARGA DE CALEFACCION RESIDENCIAL


43

Guías para el Diseño del Sistema de Aire: Temperatura del aire en el difusor de suministro del sistema de aire acondicionado: 55oF a 60oF BS (generalmente debe aumentarse este valor para mantener mayores valores de HR en el cuarto) Temperatura del aire en el difusor de suministro del sistema de calefacción: Resistencia eléctrica

90oF a 110oF

Bomba de calor

85oF a 100oF

Serpentín de vapor o agua caliente 100oF a 140oF Fuego directo, eficiencia standard

110oF a 140oF

Calefactor a gas, alta eficiencia

90oF a 130oF

CFM/Ton de enfriamiento (condiciones típicas de confort): 375 a 425 CFM/pie cuad. de piso (sistemas todo-aire): 0,50 a 1,0 (consulte normas del lugar y fije los topes en las cajas de zona para mantener requisitos mínimos de aire exigidos) CFM/pie cuad. de piso (sistemas aire-agua de inducción) 0,20 a 0,35 (aire primario solamente, circulación total varía pero es aproximadamente 2 a 3 veces mayor que la primaria)


44

SUMINISTRO APROXIMADO DE AIRE - SCFM (AIRE ACONDICIONADO) Tipo de Edificio Apartamentos Suites para alquiler Corredores Auditorios y Centros de reunión

Aire Primario por Zona, SCFM/Pie Cuad. (por orientación) Este/Sur/Oeste

Norte

Interior

1,0 -

0,6 1,6

0,7

Panaderías

1,8

Bancos

1,8

Peluquerías/Barberías

1,6

Bares/Cantinas

4,0

Baños (públicos)1 Con secadoras eléctricas (2) Con toallas Salones de belleza

-

Boleras Tiendas de ropa (minorista)

2,0 1,0

1,6 1,6

Salas de computadoras Tiendas por departamento y de descuento Planta principal Pisos superiores

2,2 1,4

1,2

7,5 1,6 1,3

1,5 1,1

1,2 0,9 (continua)


45

SUMINISTRO APROXIMADO DE AIRE - SCFM (AIRE ACONDICIONADO) Tipo de Edificio

Aire Primario por Zona, SCFM/Pie Cuad. (por orientación) Este/Sur/Oeste Norte Interior

Consultorios médicos Salas de espera Salas de exámen Farmacias Facilidades educativas Aulas Pasillos Fábricas Manufactura liviana Manufactura media Manufactura pesada Floristerías

1,2 1,0 1,6 1,6 -

1,3 -

1,2 1,2

1,7 2,7 5,0 1,6

Casinos, Salones de juego

4,0

Tiendas de regalos

1,3

Tiendas de abarrotes

1,3

Hospitales/Asilos de ancianos Salas de pacientes Pasillos Salas de exámen/tratamiento Salas de espera

1,4 1,5

1,1 1,2 1,3

1,0 1,3 1,0 (continua)


46

SUMINISTRO APROXIMADO DE AIRE - SCFM (AIRE ACONDICIONADO) Tipo de Edificio Hoteles/Moteles/Dormitorios Cuartos de huéspedes Pasillos Lobby/Areas públicas Joyerías

Aire Primario por Zona, SCFM/Pie Cuad. (por orientación) Este/Sur/Oeste Norte Interior 1,0 2,0

0,7 1,8 1,6

0,7 1,7

2,2

Cocinas Bibliotecas y museos

1,7

1,3

1,2

Oficinas Un piso Altura mediana Rascacielos Recepción Oficinas de correos

1,5 1,3 1,2 -

1,2 1,0 1,0 1,4

1,0 0,8 0,8 1,2

Residencias2 15% vidrio 25% vidrio Zapaterías

0,6 0,8 1,3

Salas de fumar

4,0

Los caudales de aire quedan sujetos a cambio dependiendo de las cargas internas, normas del lugar, preferencias del diseñador y el criterio de selección del sistema de aire acondicionado. 1 Asegúrese que se cumplen las normas que fijan los valores mínimos de extracción. Los valores indicados para los baños consideran que éstos se mantendrán a la temperatura de diseño del edificio. 2 El porcentaje se refiere al área vidriada en relación con la superficie total de las paredes exteriores- 15% es típico, 25% es generoso (suele darse en casas construidas bajo pedido).


47

Términos y Fórmulas para Sistemas de Aire: B.F. =

TBSS − TADP TBSE − TADP

Donde: B.F. = Factor de desvío del serpentín de enfriamiento ( 1,0 - factor de contacto) TBSS = Temperatura del bulbo seco del aire saliendo del serpentín de enfriamiento TBSE = Temperatura del bulbo seco del aire entrando al serpentín de enfriamiento TADP = Temperatura del punto de rocío del serpentín de enfriamiento, también llamada temperatura efectiva de la superficie del serpentín. En la carta sicrométrica es el valor de la temperatura obtenido en la intersección de la línea de saturación con la extensión de la línea de proceso del serpentín que es la línea recta que une los puntos que representan las condiciones de entrada y salida del aire. TBSS = TBSE

-

capacidad sensible 1,10 x CFMAD

Donde: CFMAD = CFM standard de aire deshumedecido por el serpentín de enfriamiento También: capacidad total de enfriamiento hAS = hAE 4,5 x CFMAD Donde: hAS = entalpía del aire a la salida del serpentín de enfriamiento (BTU/Lb de aire seco) hAE = entalpía del aire a la entrada del serpentín de enfriamiento (BTU/Lb de aire seco) Y: grAS = grAE -

capacidad latente 0,69 x CFMAD


48

Donde: grAS = relación de la humedad del aire a la salida del serpentín en granos de agua/lb.de aire seco (1 libra = 7,000 granos) grAE = relación de la humedad del aire a la entrada del serpentín en granos de agua/lb.de aire seco Ecuaciones Básicas de Aire Acondicionado (unidades inglesas): CT = 4,5 x CFM x ∆h CS = 1,10 x CFM x ∆t CL = 0,69 x CFM x ∆gr Donde: CT = Calor total (BTUH) CS = Calor sensible (BTUH) CL = Calor latente (BTUH) CFM = Caudal volumétrico de aire standard (pies cúbicos/minuto) ∆h = hAE - hAS , entalpía del aire de entrada - entalpía del aire de salida (BTU/Lb de aire seco) ∆t = tBSE - tBSS , temperatura del bulbo seco de entrada - temperatura del bulbo seco de salida (oF) ∆gr = grAE - grAS , granos de humedad en el aire de entrada - granos de humedad en el aire de salida (granos de humedad/Lb de aire seco) Aire standard = aire húmedo a presión atmosférica standard (29,921” Hg) con una densidad de 0,075 Lb (aire seco)/pie cúbico Derivación de los valores de las constantes: Constante del Calor Total = 60 min/hora x 0,075 Lb.a.s./pie cub = 4,5 min.Lb.a.s./hora.pie cub. En la cual: 60 minutos/hora convierte el caudal volumétrico de aire standard (SCFM) a SCFH (pie cúbico/hora) 0,075 Lb (a.s.)/pie cub. convierte el caudal volumétrico a caudal de masa (Lb de aire seco) por hora cuando se lo multiplica por SCFH El Libro de Oro del Aire Acondicionado

49

Constante del Calor Sensible = 60 min/hora x 0,075 Lb.a.s./pie cub x 0,244 BTU/Lb.a.s.oF = 1,10 En la cual: 60 minutos/hora convierte el caudal volumétrico de aire standard (SCFM) a SCFH (pie cúbico/hora) 0,075 Lb (a.s.)/pie cub. convierte el caudal volumétrico a caudal de masa (Lb de aire seco) por hora al multiplicarlo por SCFH 0,244 calor específico del aire húmedo (CpAH) formado por el CpA del aire seco más el CpH del vapor de agua contenido en la mezcla A condiciones standard: CpA = 0,24 BTU / oF . Lb. aire seco - Calor específico del aire seco CpH = 0,45 BTU / oF . Lb. vapor de agua - Calor específico del vapor de agua W = Relación de humedad en Lb. de agua / Lb. aire seco. Este valor varía con la cantidad de humedad. En el aire acondicionado se ha standardizado a 0,01 Lb. de agua / Lb. de aire seco que corresponde aprox. con 75oF / 50%. Este factor establece la contribución del vapor de agua. CpAH = CpA + CpH x W CpAH = 0,24 BTU / oF.Lb.a.s. + ( 0,45 BTU / oF. Lb. vapor de agua x 0,01 Lb. vapor de agua / Lb.a.s. ) = 0,244 BTU / o F.Lb.a.s.


50

Constante para el Calor Latente = 60 x 0,075 x (1076 / 7.000) = 0,69 En la cual: 60 minutos/hora convierte el caudal volumétrico de aire standard (SCFM) a SCFH (pie cúbico/hora) 0.075 Lb (a.s.)/pie cub. convierte el caudal volumétrico a caudal de masa (Lb de aire seco) por hora al multiplicarlo por SCFH 1076 BTU/Lb.agua - energía disipada por la condensación de la humedad. Corresponde aproximadamente a la entalpía del vapor de agua a 75oF BS / 50% HR menos la entalpía del condensado a aproximadamente 50oF que se consideran representativas de las condiciones en el serpentín de enfriamiento

Guías para el Diseño de los Conductos: Sistemas de baja velocidad Aplicación

Velocidad Máxima (Pies / Min)

Residencias

600

Teatros, Iglesias, Auditorios Apartamentos, cuartos de hotel o de pacientes Oficinas, Bibliotecas Tiendas, Restaurants, Bancos Cafetería

800 1.000 1.200 1.500 1.800

Sistemas de alta velocidad: Troncal : 2.000 a 4.000 pies / min. Ramal : 3.500 a 5.000 pies / min. Alimentación a terminal : ≤ 2.000 pie / min.


51

Materiales para la fabricación de conductos: !"Lámina metálica galvanizada (rectangular, redondo, ovalado) !"Cinta metálica en espiral (redondo con junta externa continua en espiral) !"Planchas de fibra de vidrio !"Planchas rígidas de fibra de vidrio (secciones prefabricadas) !"Fibro-cemento (transite) !"Conducto flexible metálico (redondo) !"Conducto flexible de vinilo reforzado con alambre metálico en espiral, aislado con fibra de vidrio (redondo) Multiplicadores de pérdida por fricción:* !"Lámina galvanizada lisa: 1,0 !"Planchas rígidas de fibra de vidrio (prefabricado): 1,0 !"Planchas de fibra de vidrio: 1,32 !"Forro interior de fibra de vidrio (cubierto con película lisa): 1,32 !"Forro interior de fibra de vidrio (superficie rociada): 1,90 !"Conducto flexible de metal (carrera recta): 1,60 !"Conducto flexible de espiral metálico cubierto con vinilo (carrera recta): 3,2 *Valores típicos. Consulte la información del fabricante para mayor precisión. Nota: Las pérdidas del conducto flexible aumentan dramáticamente si se aplasta o no se lo instala recto.


52

Propiedades de los Ventiladores: Curva del sistema de aire (gráfica de caudal en CFM vs Pérdida Estática en “ c.a.): PE2 = PE1 x (CFM2 / CFM1 )2 Donde: PE = Pérdida estática del sistema de aire (pulg. de columna de agua - “ c.a.) Subíndice 1 = Condición inicial conocida Subíndice 2 = Requerimientos de una condición nueva desconocida o deseada Nota: Supone que no se producen cambios en el sistema ni en las propiedades del aire (densidad).

El ventilador operará siempre en el punto de intersección de su curva y la curva del sistema que sirve.

CFM del ventilador (tipo y tamaño del ventilador y densidad del aire constantes): CFM2 = CFM1 x (RPM2 / RPM1) Presión estática del ventilador (tipo y tamaño del ventilador y densidad del aire constantes): PE2 = PE1 x (CFM2 / CFM1)2 = PE1 x (RPM2 / RPM1)2 Donde: PE = Presión estática del ventilador (“ c.a.)


53

Potencia al freno (BHP) del ventilador (tipo y tamaño del ventilador y densidad del aire constantes): BHP2 = BHP1 X (CFM2/CFM1)3 = BHP1 x (RPM2/RPM1)3 BHP = Potencia al freno (Potencia requerida en la flecha del ventilador) MHP = Potencia (HP) del motor (Potencia aprovechable en la flecha del motor) MHP = BHP (ventiladores de acople directo)

MHP = BHP x Factor de pérdida de la transmisión (ventiladores con transmisión) - Este factor se toma típicamente como 1.05 pero puede ser mayor en ciertas transmisiones.

Fórmulas y Metas de Diseño para Sistemas de Agua: •

Temperatura de suministro típica para el agua fría: 44oF a 45oF (44oF - ARI 550/590-1998)

•

Diferencial de temperatura típico del circuito de agua fría, ∆t: 10oF a 12oF

•

Caudal de agua fría típico en GPM / Ton de capacidad: 2.0 (∆t=12oF) a 2.4 (∆t=10oF) (2.4 GPM/Ton - ARI 550/590-1998)

•

Temperatura de suministro típica para el agua caliente: 140oF a 180oF (generalmente reposicionado a un valor menor a carga parcial)

•

Diferencial típico de temperatura del circuito de agua caliente ∆t : 20oF a 40oF

•

Temperatura de suministro típica para el agua de condensación (de torre de enfriamiento): 85oF (ARI 550/590-1998)

•

Caudal de agua de condensación típico en GPM / Ton de capacidad de enfriamiento (refrigeración mecánica): 3.0 (ARI 550/590-1998)

•

Diferencial de temperatura típico del circuito de agua de condensación ∆t: 10oF (varía según la eficiencia del enfriador)

•

Diferencial de temperatura típico del circuito de agua de condensación (equipo de absorción de etapa simple) ∆t: 17oF

•

Caudal de agua de condensación típico en GPM / Ton de capacidad de enfriamiento (equipo de absorción de etapa simple): 3.6


54

Capacidad o carga (BTUH) = 500 x GPM x ∆t x δ Donde:

o

500

= constante para agua : 60 (min/hora) x 8,34 (Lb./galón de agua) @ 60oF

GPM

= Caudal de agua en Galones Por Minuto

∆t

= Diferencial de temperatura del agua (°F)

= Gravedad específica para la temperatura promedio del agua. Para temperaturas menores a 60oF considérese δ = 1.0

Capacidad del enfriador o “chiller” en tons = (GPMAF x ∆tAF) / 24 GPMAF = Caudal de agua fría (GPM). ∆tAF

= Diferencial de temperatura (°F) entre entrada y salida del agua fría.

Capacidad nominal de la torre de enfriamiento en tons de enfriamiento del equipo de aire acondicionado = (GPMT x ∆tT) / 30 GPMT = Caudal de agua (GPM) enfriado por la torre de enfriamiento. ∆tT

= Diferencial de temperatura (°F) entre entrada y salida del agua de la torre de enfriamiento.

Nota: Válida únicamente para torres usadas con equipos de aire acondicionado de compresión mecánica. Para torres de enfriamiento instaladas con unidades de absorción, el valor del divisor aumenta a aproximadamente 44 (absorción de etapa doble) ó 60 (absorción de etapa simple). Para una selección correcta de la torre consulte con el fabricante de la torre o de la unidad de absorción.

Pautas para el Diseño de Circuitos cerrados de agua (fría o caliente) - Tubos calibre 40: •

Mantener una velocidad mayor a 1.5 pie / seg. para asegurar el arrastre de las burbujas de aire que se puedan formar.

•

Tubos de 2” o menos: velocidad máxima de 4 pie / seg. siempre que la pérdida de presión no exceda 10 pie c.a./ 100’ de largo equivalente de tubería.

•

Tubos mayores a 2”: pérdida máxima de 4’ c.a./ 100’ de largo equivalente, sin exceder la velocidad de 15 pie / seg. para evitar la erosión y ruido.

Pautas para el Diseño de Circuitos abiertos de agua (condensación / torre) - Tubos calibre 40: •

No exceder pérdida de 10’ c.a./ 100’ de largo equivalente ni velocidad de 15 pie / seg., la que se alcance primero.


55

Bombas: Curva del sistema de agua: PERDIDA2 = PERDIDA1 x (GPM2 / GPM1)2 Donde: PERDIDA = Resistencia por fricción a la circulación del agua (pie c.a.). Sub-índice 1 = Condición inicial conocida (pérdida y caudal) Sub-índice 2 = Condición desconocida (pérdida con otro caudal circulando por el mismo sistema) La bomba operará siempre en el punto de intersección de su curva y la curva del sistema que sirve.

Bombas en serie: Para alcanzar grandes alturas de bombeo. Se suman las alturas de bombeo (pie c.a.) a un mismo valor de caudal (GPM). Poca variación de caudal al arrancar o parar las bombas. Bombas en paralelo: Para alcanzar mayores variaciones de caudal. Se suman los caudales a un mismo valor de altura de bombeo. Mayor variación de caudal al arrancar o parar bombas.


56

EL PROCESO DE DISEÑO DEL AIRE ACONDICIONADO Simplifique sus Conceptos

Más Allá del Diseño Básico

Posiblemente hay tantas variantes en los diseños de sistemas de aire acondicionado comercial como diseñadores. Si su estudio centra la atención en estas variantes se convertirá en una labor sumamente compleja. Por otro lado si reconoce y enfoca la atención en los elementos comunes que comparte con otros sistemas, se simplifica la labor. La mayoría de los diseños son variantes de unos pocos sistemas que pueden llamarse únicos. En el capítulo de Sistemas se presentaran 11 sistemas únicos con su descripción genérica, diagramas, esquemas, virtudes y defectos, y posibles variantes. Los conceptos básicos de diseño para todos estos sistemas, incluyendo sus variantes, son básicamente iguales. En el diagrama de flujo del proceso de diseño al final de esta sección, se sintetiza la información para que resalten los conceptos universales básicos de diseño que comparten los sistemas de aire, agua y expansión directa en sus diferentes etapas.

El diagrama de flujo que sigue es naturalmente sólo un esqueleto al que, con estudio, tiempo y práctica, el lector le podrá agregar los conocimientos y experiencias adquiridos en seminarios, cursos, material escrito, etc. hasta convertirla en una herramienta de trabajo para sus necesidades específicas.

Mantenga el Enfoque La secuencia de diseño es común para todos los sistemas comerciales de aire acondicionado. Si se lo entiende bien será muy útil para asegurar que la atención y esfuerzo no se desviará hacia detalles que consuman tiempo y aporten poco para alcanzar la meta de un diseño funcional que llene las expectativas del propietario y de los usuarios. El diseño es un proceso que tiene muchos detalles los cuales deben integrarse para que el sistema opere armoniosamente, pero cuando se entran a ver estos detalles se corre el riesgo de perderse en un laberinto dedicándole más tiempo del necesario lo que significa menos tiempo para las partes substanciales del sistema. El diagrama de flujo al final de esta sección fue preparado para servir de brújula y mapa para evitar que se pierda el camino además de ayudar a reconocer los elementos esenciales del diseño de lo que pueden ser detalles o refinamientos.


Síntesis El proceso empieza a la izquierda del diagrama de flujo donde se muestran las decisiones que deben tomarse inicialmente. Estas decisiones iniciales tienen que ver con la selección del tipo de sistema que mejor se ajusta a los requisitos y limitaciones del proyecto, los equipos requeridos y su distribución en el proyecto, tomando en consideración sus tamaños, servicios que requieren y otras características limitantes. Los tres procesos que aparecen a la derecha describen los pasos que deben seguirse para zonificar sistemas de aire, agua y expansión directa. Para sistemas combinados se tendría que combinar los pasos descritos. Por ejemplo, para un sistema combinado aire-agua se combinarían los pasos descritos bajo el sistema de aire con los descritos bajo el sistema de agua. Los tres procesos tienen tareas comunes tales como determinar las condiciones sicrométricas del aire a circular por los espacios acondicionados ya que ése es el objetivo primordial de todo sistema de aire acondicionado; la diferencia está en la forma como lo hace uno y otro y dónde ocurre el cambio de las condiciones sicrométricas lo cual establece el tipo de equipos, incluyendo terminales, serán requeridos para zonificar satisfactoriamente los espacios acondicionados. Es claro que todas las decisiones deben tomarse cuidando de mantener un equilibrio entre las expectativas de confort y los costos.

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Una vez se han delimitado las zonas, se preparan los estimados de carga de aire acondicionado y calefacción por zona. Se escogen y se ubican los equipos o terminales con las capacidades necesarias para neutralizar las cargas computadas de cada zona; el tipo de equipo que se escoja: aire, agua o expansión directa, dependerá del sistema que se haya determinado como el más apropiado para satisfacer las características del proyecto o preferencias del cliente. Un cuadro que muestre tabularmente todos los equipos seleccionados facilitará el trabajo posterior de diseño así como el de cotización, instalación e inspección. Los sistemas todo aire circulan grandes caudales de aire por conductos que lo conducen entre el equipo y los espacios acondicionados. Estos a su vez utilizan agua fría o refrigerante que circula por cañerías para enfriar y deshumedecer el aire. El espacio solo recibe aire frío para su acondicionamiento.


Los sistemas todo agua utilizan un mínimo de conductos ya que las terminales que acondicionan el aire se ubican dentro de los ambientes acondicionados y reciben directamente el agua fría. Los sistemas de expansión directa requieren la circulación de refrigerante. Los equipos para usarse en estos sistemas generalmente vienen parcial o totalmente armados en fábrica. Una vez distribuidos los equipos, se procede a la determinación de las pérdidas tanto en los conductos como en las tuberías. Las pérdidas de los conductos se toman en cuenta en la selección de los ventiladores de los acondicionadores de aire. Las pérdidas en las tuberías de agua hacen posible la selección de las bombas. En el caso de los sistemas de expansión directa las pérdidas en las tuberías de refrigerante penalizarán la capacidad y eficiencia del compresor.

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EDIFICIOS • • •

Oficina de Fábrica Hotel Rascacielo Restaurant de Servicio Rápido

Esto me permite:

Página

•

Usar los planos de planta e isométricos así como la carga y datos de los tres edificios como punto de partida para demostrar como diseñar proyectos en talleres de trabajo

•

Asociar los tres tipos de edificios con sistemas típicos: Oficina de fábrica − Hotel rascacielo − Restaurant de servicio rápido − Demostrar el diseño de un sistema escogiendo cualquiera de los 12 ejemplos que cubren: Diseños de aire y agua con terminales − Explicación del diseño − Virtudes y defectos del sistema − Comparar varios sistemas para el mismo edificio

•

•

62 - 65 90 - 93 100 -113 66 - 89 95 - 109 115 - 121 66 - 121

66 - 121

INTRODUCCION El objetivo de este capítulo es ayudar al lector a formarse una idea clara de algunos tipos de edificios representativos y relacionarlos con los sistemas de CVAA comúnmente utilizados para acondicionarlos. Puesto que existen diversas formas de acondicionar un edificio se señalan varios sistemas pero estos son tan solo una pequeña muestra. La selección del sistema es como una negociación pues no hay sistema que lo tenga todo. La lista de virtudes y defectos muestra los pros y los contra de cada sistema descrito.


Los esquemas y dibujos de planta agregan una dimensión visual a las comparaciones. Los esquemas están al lado de los comentarios para facilitar su comprensión y dirigir la atención del lector a los aspectos más sobresalientes del diseño que lo hacen único.

Para el diseñador Use la lista de las ventajas y defectos para identificar los aspectos más importantes del sistema y de su diseño para determinar cuan bien se ajustan a las necesidades particulares del mercado que sirve.

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Compare las ventajas de los sistemas y manténgalas en mente para usar la información cuando se presente la oportunidad de examinar un proyecto nuevo. Los esquemas típicos y comentarios de este trabajo pueden servir de muestra para decidir como zonificar los espacios. Si no se ha trabajado con un sistema por mucho tiempo, puede también servir para refrescar la memoria en forma rápida.

Para el Técnico de Servicio El técnico versado en las ventajas y limitaciones de los diferentes sistemas estará en mejor posición para diagnosticar problemas o fallas. Los diagramas y comentarios, incluidos en este trabajo permiten la comprensión rápida del funcionamiento del sistema. Además, el listado de los defectos podrá identificar para el lector cuales son las situaciones que potencialmente pueden ser más problemáticas por las limitaciones propias del sistema. Problemas operacionales que tienen su causa en alguna limitación propia del sistema no son fallas del equipo y no es de esperar que el técnico las logre “reparar” pues el remedio es un rediseño o modificación.

Recuerde las Normas Los sistemas utilizados en los tres tipos de edificios no son nada mas que una muestra y no significa que son los únicos que se puedan usar ya que hay muchos otros más. Por otro lado, es posible que algunos de los sistemas que se muestran no puedan utilizarse en todas partes por las limitaciones de normas locales que lo prohiben o hacen su uso extremadamente caro debido a los requisitos exigidos.


Por ejemplo, normas de ventilación muy exigentes puede limitar el uso de algunos de los sistemas en algunas de las aplicaciones que se muestran. Puede hacerse necesario el uso de un sistema adicional para cumplir con los requisitos de ventilación de la norma pero esto aumentará su costo inicial haciéndolo quizás menos atractivo .

Para el Instructor “Aprender por la práctica” es un excelente método pero requiere de mucho tiempo para ver los resultados. Este trabajo ha sido preparado para que el estudiante ponga en práctica sus conocimientos y adquiera destreza en su manejo. Una de las tareas que consume mas tiempo es la preparación de ejemplos a usarse en las sesiones pues debe contener planos arquitectónicos con suficiente detalle e información que permita su uso para hacer los cálculos de carga, ubicación de equipos, etc. Este trabajo está ya hecho para tres edificios y presenta soluciones de varios posibles sistemas de aire acondicionado con comentarios de cuan adecuado es uno y otro. Alivia el trabajo al instructor para que este pueda dedicar ese tiempo a otros menesteres que mejoren su programa. Permite al estudiante poner en práctica sus conocimientos y capacidad analítica para comparar su trabajo con las respuestas y soluciones que aparecen en el texto. Facilita discusiones de grupo en las que se analizan las respuestas de los miembros del grupo y lo expuesto en el texto para promover una mayor compresión del tema.

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OFICINA DE FABRICA


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OFICINA DE FABRICA


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OFICINA DE FABRICA DATOS Dimensión exterior: 100´x 60´x 12´´ de altura

Luces: 2.0 w/pie cuad. Fluorescente empotradas

Altura de cielo raso: 9´0”

Misceláneos eléctricos: 0.5w/pie cuad

Peso: Edificio y paredes: mediano Techo: liviano

Vidrio: Doble con cortinas de peso mediano

Color: Paredes y techo mediano

Valores de U (transmisión): Paredes 0.08 Techo 0.08 Entrada 1.0(puerta de vidrio) Particiones 0.15(almacen)

Uso: 12 hr de operación Temperaturas de diseño: 75°F (verano) 70°F (invierno) 55°F almacen (invierno) Servicio eléctrico: 230V-3 -60HZ

Ocupancia 64 personas Aire exterior de Ventilación: 20 CFM / persona Infiltración: 0.03 CFM / pie cuad. (calefacción)

Otros servicios: Gas natural


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RESUMEN DE LAS CARGAS OFICINA DE FABRICA RESUMEN DE LA CARGA DE ENFRIAMIENTO POR ZONA Zona #

Temp. Carga Pico Hora de la Aire Ext. Número Sensible Carga Ventilación Carga Pico (BS / BH) de de la Zona Latente Carga Total (oF) Personas (BTUH) (Personas) CFM (BTUH)

1

Julio, 9am

82 / 71

12

12.360

2,460

240

7.236

2

Julio, 9am

82 / 71

2

5.760

410

40

1.206

3

Sep., 10am

79 / 68

2

9.240

410

40

756

4

Oct., 2pm

78 / 66

10

26.520

2,050

200

2.340

5

Sep., 3pm

89 / 71

2

8.280

410

40

1.188

6

Julio, 4pm

93 / 74

6

19.680

1,230

120

5.076

7

Julio, 4pm

93 / 74

30

37.080

6,150

600

25.380

*Bloque Julio, 4pm

93 / 74

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101.195

13,120

1.280

53.197

* Datos para un sistema Todo - Aire


CARGA BLOQUE DE ENFRIAMIENTO Localidad: Newark, New Jersey Latitud: 41o Norte Elevación: 11 pies Exterior (TE): 93 / 74oF V.D.= 20oF Interior: 75oF / 50% HR

CARGA BLOQUE DE CALEFACCION Exterior: 10oF Interior: 70oF

DATOS DEL SISTEMA DE AIRE Temperatura en las Bocas de Suministro (to): • Verano: 58,5°F • Invierno: 110°F Serpentín de Enfriamiento: Temp. Entrada Aire (tEA) = 81,5 / 66oF Carga Total (CT) = 193.270 BTUH Carga Sensible (CS) = 161.286 BTUH Carga Latente (CL) = 31.984 BTUH CFM Aproximado Requerido = 5.600

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OFICINA DE FABRICA “VAV” - TERMINALES CON COMPUERTA INTEGRAL VENTAJAS • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Buena eficiencia del compresor a carga parcial Reducción del consumo de energía del ventilador del evaporador a carga parcial (mayor parte del tiempo) Reducción del consumo del compresor con economizador por aire exterior Diversificación reduce la capacidad requerida del sistema total Buena capacidad latente a carga parcial Control modulante de la capacidad Facilita ventilación de calidad Permite mayor calidad en el filtrado del aire Menor nivel de ruido del sistema en los ambientes acondicionados Mejor apariencia en los ambientes acondicionados No requiere área de piso rentable (cuando la calefacción, si es necesaria, se la suministra también desde arriba) Larga expectativa de vida útil Permite control individual económico de pequeñas área Pocos elementos que requieren servicio rutinario Pocos puntos de alimentación eléctrica No requiere mantenimiento dentro de las áreas acondicionadas Controles integrales alimentados por el propio sistema eliminan la necesidad de comprar e instalar controles externos en los ambientes Conducto de diseño simple Menor peso del conducto debido a las posibilidades de mayores velocidades de aire y que las terminales pueden alimentarse en serie


DESVENTAJAS • • • • • • • • • •

Mayor costo instalado Menos justificable por costo en zonas de gran área. Puede considerarse el uso de cajas VAV en tales áreas Requiere sistema de calefacción aparte Mayor espacio encima del cielo raso para paso de conductos e instalación de terminales Conducto de suministro de alta velocidad debe ser hermético Si se fijan caudales mínimos de aire, puede ocurrir que ciertos espacios reciban enfriamiento y calefacción simultáneamente Elementos del sistema deben ser apropiados para uso en “VAV” Accesorios del ventilador y controles deben estar diseñados para uso en este sistema para una operación correcta y eficiente Su diseño requiere mayores conocimientos que los sistemas más convencionales como los paquetes y otros No cuenta con capacidad de reserva, si ocurriese una falla del equipo

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“VAV” TERMINALES CON COMPUERTA INTEGRAL*


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COMENTARIOS AL SISTEMA “VAV” - TERMINALES CON COMPUERTA INTEGRAL • • • • •

•

• • • • •

Cada terminal VAV incluye el elemento que modula el caudal de aire, un difusor y los controles necesarios. Con el fin de “standarizar” el diseño todos los difusores indicados son de dos vías pero también están disponibles en una vía. Cada terminal puede ser una zona independiente de control si se le agregan los elementos de control requeridos. En el ejemplo, todas las zonas, excepto la # 5, incluyen por lo menos una terminal “esclava”. La unidad “esclava” recibe su señal de control de la terminal con termostato en el mismo ramal del conducto. La terminal “esclava” no tiene el costo adicional del paquete de control. La calefacción durante los “ciclos ocupados” se logra con calentadores eléctricos de zócalo, vapor o agua caliente (ejemplo), pero también es posible hacerlo con un sistema instalado sobre el cielo raso (que no muestra el ejemplo). Las zonas para calefacción y aire acondicionado deben ser las mismas. La coordinación del control de aire acondicionado y calefacción lo efectúa el control de la terminal. Se pueden fijar caudales (CFM) mínimos en las terminales para mantener la ventilación y circulación apropiada del aire a las cargas parciales de enfriamiento en cada ambiente. Cuanto mayor es el valor mínimo que se fije, menor la temperatura a la que llegará el ambiente a carga parcial o, si se busca mantenerla constante, mayor el desperdicio de energía debido al enfriamiento y calefacción simultáneos que entonces ocurrirá. Los valores de caudal mínimos típicos están alrededor de 10-30% del valor de diseño. Consúltese las normas locales. Cada zona perimetral del aire acondicionado requiere tener su zona propia de calefacción para operar satisfactoriamente en los “ciclos ocupados”. Las zonas internas (zona 7) requerirán enfriamiento siempre que estén ocupados y tengan las luces encendidas; por lo tanto el sistema debe ser capaz de suministrar enfriamiento todo el tiempo. La alternativa podría ser separar en sistemas propios la(s) zona(s) con requisitos muy diferentes para así reducir el consumo de energía y simplificar el control de cada uno de ellos. Un economizador controlado por entalpía del aire podrá enfriar los ambientes “gratis” cuando la temperatura exterior descienda debajo de aprox. 58oF reduciendo el costo de enfriamiento durante muchas horas de operación aún encima de 58oF. El economizador reduce la penalidad de tener que calentar los caudales mínimos de aire para las zonas que precisan calefacción en el “ciclo ocupado”. Cuesta menos calentar el aire exterior que recalentar aire recirculado previamente enfriado. El suministro de calefacción fuera de las horas de ocupación es posible si la unidad central que sirve al sistema dispone de gas o resistencias eléctricas. Los controles de las terminales permite la inversión del ciclo de control para controlar los caudales de aire caliente de la calefacción. Las terminales del ejemplo permiten el paso del aire a través de ellas para alimentar aire a las terminales más alejadas lo que las convierte también en “pedazos” de conducto de 4’ de longitud reduciendo en esta medida el costo del conducto además de eliminar la necesidad y costo de instalar derivaciones y ramales de alimentación a cada terminal. Los plenos de las terminales son cuadrados de lados 1” mayor a las dimensiones de diámetro del conducto escogidos en el ejemplo. El conducto de suministro es metálico, circular, con costura espiral, que se acostumbra usar en sistemas de alta velocidad, sellado contra fugas de aire. Conectores flexibles con collares de aprisionamiento acoplan herméticamente las terminales al conducto. El sistema de retorno no aparece en el ejemplo. Se propone un sistema que retorne el aire de los ambientes a la cavidad encima del cielo raso suspendido (pleno) y de allí a la unidad central con un conducto convencional de baja velocidad, baja presión. Las rejillas de retorno se montarían directamente en puntos estratégicos dentro de cualquiera de los módulos de 2’ x 4’ del cielo raso.


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OFICINA DE FABRICA “VAV” - CAJAS DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE VENTAJAS • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Buena eficiencia del compresor a carga parcial Menor consumo de energía del ventilador del evaporador o manejadora a carga parcial (mayor parte del tiempo) Menor costo operativo cuando las condiciones permiten el uso del economizador con aire exterior Diversificación reduce la capacidad requerida del sistema total Buena capacidad latente a carga parcial Control modulante de la capacidad Facilita ventilación de calidad Permite mayor calidad en el filtrado del aire Menor nivel de ruido del sistema en los ambientes acondicionados Mejor apariencia en los ambientes acondicionados No requiere área de piso rentable (cuando la calefacción, si es necesaria, se la suministra también desde arriba) Larga expectativa de vida útil Pocos elementos que requieren servicio rutinario Pocos puntos de alimentación eléctrica No requiere mantenimiento dentro de las áreas acondicionadas Conducto de diseño simple Permite suministro de frío o calor a los ambientes Menor peso del conducto debido al posible uso de mayores velocidades de aire en el conducto de suministro.


DESVENTAJAS • • • • • • • • •

Costo instalado de moderado a alto Su uso no es competitivo en áreas pequeñas; en tales casos puede combinarse con terminales VAV con compuerta integral Mayor espacio encima del cielo raso para paso de conductos e instalación de terminales Conducto de suministro de alta velocidad debe ser hermético Si se fijan caudales mínimos de aire, puede ocurrir que ciertos espacios reciban enfriamiento y calefacción simultáneamente Elementos del sistema deben ser apropiados para uso en “VAV” El ventilador de la manejadora debe tener los accesorios y controles apropiados para una operación correcta y eficiente Su diseño requiere mayores conocimientos que sistemas mas convencionales como los paquetes y otros No tiene reserva de capacidad de ocurrir una falla del equipo de refrigeración

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“VAV” CAJAS DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE* CON CALEFACCIÓN SUPLEMENTARIA POR AGUA CALIENTE


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COMENTARIOS AL SISTEMA “VAV” - CAJAS DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE • • •

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Las cajas VAV pueden ser pasivas con solo control de compuerta o dinámicas con control de compuerta y ventilador suplementario Las cajas que sirven áreas perimetrales pueden contar con calefactor integral eléctrico o de agua caliente. Las cajas dinámicas mantienen mayor circulación de aire a carga parcial que las cajas pasivas o las terminales “VAV” con compuerta integral ya que el ventilador les permite recircular aire del cuarto y mezclarlo con aire nuevo acondicionado procedente del equipo central. El resultado es una mejor distribución del aire en los cuartos. La desventaja es que el consumo de estos ventiladores reduce la eficiencia del sistema, requiere un mayor número de puntos de conexión eléctrica y de servicio. Cuando se requiere calefacción en el “ciclo ocupado”, la mezcla del aire frío del sistema con aire del cuarto en las cajas con ventilador eleva la temperatura de esta mezcla antes de pasarla por el serpentín de calentamiento reduciendo así la cantidad de calor a suministrarse y ello eleva la eficiencia de calefacción de la zona. Debe recordarse que el paso de enfriamiento a calefacción se hace al caudal mínimo de aire requerido para ventilar el cuarto, típicamente entre 10% y 30% del caudal de diseño, según lo requieran las normas o la experiencia. Las cajas con ventilador mezclan este caudal con aire que toman del pleno encima del cielo raso que ya ha sido calentado parcialmente por las luces si éstas van empotradas. Cada caja instalada en la periferie cuenta con un serpentín de agua caliente que, aunque tiene un mayor costo inicial, baja notablemente el costo de operación; el uso de resistencias eléctricas reduce el costo inicial pero a costa de un costo de operación mayor. Los serpentines de agua caliente compensan la carga de calefacción de las áreas perimetrales durante la operación en “ciclo ocupado”; la zona # 7 no requiere serpentín de calefacción pues es una área interior que solo necesita enfriamiento mientras esté ocupado con las luces encendidas. En el “ciclo ocupado”, si la temperatura del espacio cae debajo del valor fijado en el control, el serpentín de calefacción de la caja se activa para neutralizar la pérdida de calor del ambiente se debe recordar que esto ocurre al caudal mínimo de aire fijado en la caja. Otra posibilidad sería usar calentadores de zócalo pero esto desaprovecharía una de las virtudes o ventajas como es la de poder suministrar frío y calor con la misma caja. En el “ciclo desocupado” la calefacción de las cajas puede ser desactivada para darla desde la unidad central pero, si no es ventajoso hacerlo de esta forma, nada impide que se deje esta función al serpentín de calefacción de cada caja. El conducto de suministro hasta cada caja es de alta velocidad, redondo, en espiral, con las juntas selladas para eliminar fugas. De las cajas a los difusores el conducto puede ser de baja velocidad, baja presión y se puede usar manguera flexible si se lo hace con discreción y sin exceder las limitaciones impuestas por las normas locales. Se recomienda el uso de difusores lineales apropiados con alto índice de inducción. Los difusores concéntricos o perforados tienen un índice de inducción bajo y por estilo permiten que a bajos porcentajes de caudal el aire “chorree” del difusor formando columnas de aire frío, sobre todo cuando se usan en sistemas con cajas pasivas. Esta situación seguramente generará quejas del cliente pues además de las corrientes de aire frío, la mala distribución de aire hará inestable el funcionamiento del termostato agravando su molestia.


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OFICINA DE FABRICA

SISTEMA VVT (CAUDAL Y TEMPERATURA VARIABLE) VENTAJAS • • • • • • • • • • • • • • • • •

El sistema todo-aire zonificado de menor costo Economizador por aire exterior reduce costo de operación Permite mejor calidad/eficiencia del filtrado del aire Caudal de ventilación previsible Utiliza equipo central convencional de caudal constante Permite diversidad en la capacidad del equipo central Utiliza conductos convencionales de suministro y retorno Buena apariencia estética dentro de los espacios acondicionados No desperdicia área rentable de piso Pocos puntos de alimentación eléctrica (calefacción suplementaria con agua caliente) Pocos puntos de servicio No requiere acceso para mantenimiento dentro de los espacios ocupados Operación económica del compresor a carga parcial Control de pasos múltiples de capacidad en el compresor Control fluido de capacidad para la zona Capacidad latente adecuada a carga parcial Sistema capaz de suministrar calefacción


DESVENTAJAS • • • • • • •

Operación al caudal mínimo en calefacción en el “ciclo ocupado” puede requerir frío y calor simultáneamente Requiere bastante espacio encima del cielo raso para instalación de los conductos y cajas La coordinación con otros gremios como electricidad y plomería se hace más difícil No tiene capacidad de reserva si fuera a fallar el equipo De diseño poco más difícil que los sistemas paquete u otros prediseñados Instalación de mayor cuidado que la de equipos prediseñados Instalación de la base para el equipo central requiere coordinación con el constructor (equipos de techo)

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SISTEMA VVT


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COMENTARIOS AL SISTEMA SISTEMA VVT •

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Este sistema de caudal variable, temperatura variable, una unidad central de enfriamiento y calefacción de techo permite que las cajas VVT puedan enfriar o calentar los ambientes que sirven. Cada caja modula el caudal de aire que suministra al ambiente de acuerdo con la señal que recibe del termostato instalado en el espacio servido por la caja. El aire no alimentado a las zonas es descargado (desviado) al pleno de retorno. El caudal a los ambientes es variable pero el caudal de la unidad central es relativamente constante lo que el uso de equipos standard de caudal constante en la unidad central. Es posible regular el caudal mínimo de aire en cada caja para asegurar la ventilación adecuada del local a pesar de las reducciones en la demanda de carga de los espacios acondicionados. Ajustes típicos son del orden del 10% al 30% del caudal de diseño pero esto está sujeto a limitaciones impuestas por las normas locales o experiencia del diseñador. En una instalación de VVT toda la capacidad de enfriamiento es suministrada por la unidad central que también proporciona tanta capacidad de calefacción como puede. Cuando todas las zonas requieren enfriamiento, en mayor o menor grado, la unidad central suministrará aire frío. Cuando todas las zonas requieren calefacción, en mayor o menor grado, la unidad central suministrará aire caliente. Cuando ocurren demandas simultáneas de frío y calor se convierte en un sistema de “tiempo compartido” o sea que el control electrónico central determina cual de las dos demandas es mayor (frío o calor) y la satisface primero antes de invertir su función para satisfacer la otra. Esta inversión de una función a la otra puede continuar por tiempo indefinido. Puesto que la zona # 7 requiere enfriamiento en todo momento que esté ocupada, con las luces encendidas, seguramente forzará a que la unidad central opere en el ciclo de enfriamiento la mayor parte del tiempo y por tal motivo se decidió instalar serpentines de agua caliente en las cajas perimetrales para dar calor suplementario a estas zonas si así lo requiere cualquiera de ellas mientras la unidad central suministra aire frío operando en el ciclo ocupado. Si en el ciclo ocupado la unidad central opera en calefacción, estos calentadores suplementarios de las zonas se desactivarán al igual que cuando el sistema entra al ciclo no ocupado, con la diferencia de que en esta última condición no importa si la unidad central está operando en frío o calor, los calentadores suplementarios de zona se desactivarán. Si se instalara un sistema separado para zonas con necesidades muy diferentes a las demás ciertamente se mejoraría la eficiencia del sistema a costa de un mayor gasto inicial en el segundo sistema. Se muestran difusores lineales porque tienen un mejor comportamiento cuando se reduce el caudal de aire, comparado con difusores concéntricos o perforados. El aire suministrado por un difusor lineal se mantiene pegado al techo por una mayor distancia y se mezcla con mayor rapidez con el aire del ambiente comparado con los otros tipos de difusores mencionados los que a caudales bajos tienden a “dejar caer el aire frío en chorros” provocando el reclamo de los ocupantes. Los difusores perimetrales seleccionados tienen la habilidad de operar como si fuesen de dos vías con aire frío y como de una vía con aire tibio para hacer que el aire tibio cubra toda la superficie de la pared exterior para eliminar las corrientes de aire frío sobre el piso de las áreas periféricas. Todos los conductos son convencionales de lámina galvanizada para baja velocidad, baja presión con forro interior de 1”. Las mangueras flexibles con aislamiento externo de 1” pueden usarse, en la medida que lo permitan las normas locales, para conectar los plenos de los difusores lineales a los conductos de suministro alimenta-dos por las cajas. En el empalme de la manguera con el conducto de suministro se recomienda la instalación de una compuerta para distribuir el aire correctamente. Las bocas de conexión de las cajas tienen las mismas dimensiones de los conductos a los que van acopladas para reducir la complejidad de la instalación.


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OFICINA DE FABRICA “FANCOILS” DE AGUA FRIA VENTAJAS • • • • • • • • • • •

Excelente eficiencia del compresor a carga parcial. Modulación fluida de la capacidad del compresor. Flexibilidad en la determinación del tamaño de las zonas. Calefacción incorporada en cada terminal. La terminal no permite la producción simultánea de frío y calor a carga parcial de enfriamiento o calefacción. Requiere un espacio mínimo para los sistema mecánicos de CVAA Equipo durable. Aprovecha el factor de diversidad en la selección del enfriador. Circulación contínua de aire en los ambientes acondicionados. Permite aprovechar el ciclo economizador en el agua fría cuando se dota con elementos adicionales. Fácil de agregarse a edificios existentes.

DESVENTAJAS • • •

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Costo instalado de bajo a moderado para el sistema convencional y entre moderado y alto para uno de cuatro tubos o con ventilación suplementaria. Deterioro de la capacidad latente a carga parcial de enfriamiento resulta en mayor humedad en los ambientes acondicionados. La ventilación es impredecible pues cambia con la velocidad y dirección del viento, presurización del edificio y obstáculos externos. Por lo general de baja calidad a menos que se la suministre con un sistema suplementario. Filtración de baja eficiencia resulta en baja calidad del aire interior (IAQ) Pérdida del uso de la pequeña área interior cuando se instalan en el piso Afecta la estética de los ambientes cuando se instalan a la vista. Riesgo de daño al mobiliario si se desborda la bandeja de condensado debido a la obstrucción de la línea de desagüe, especialmente cuando se instalan horizontalmente. Rejillas de ventilación afectan la estética exterior y posiblemente la integridad estructural o visual de la pared (vertical con toma de ventilación). Muchos puntos de servicio y mantenimiento en los ambientes ocupados Muchos puntos de alambrado eléctrico. Requiere coordinación con el constructor para instalar las tomas de ventilación en las paredes exteriores. Riesgo de ruido en los ambientes por la presencia de equipos mecánicos, situación que puede agravarse con la edad de los equipos. No permite el uso de un economizador con aire exterior.

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SISTEMA “FANCOIL” DE AGUA FRIA DOS TUBOS CON RETORNO INVERTIDO


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COMENTARIOS AL SISTEMA “FANCOILS” DE AGUA FRIA • • • • • •

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• •

Parte de la suposición que el complejo tendrá un sistema central de agua fría eventualmente. “Fancoils” perimétricos verticales con gabinete de cara superior en ángulo para evitar que se pongan cosas encima, sobre todo si son materiales combustibles. La zona 7 es un “fancoil” horizontal con gabinete instalado encima del cielo raso conectado al conducto de suministro de baja velocidad, baja presión, forrado internamente con 1” de aislamiento termo-acústico y difusores convencionales de caudal constante. El conducto de retorno es de igual construcción al de suministro. Cada “fancoil” perimétrico cuenta con una válvula motorizada de dos vías para controlar el paso del agua fría. El “fancoil” de la zona 7 tiene una válvula modulante. Los “fancoils” perimétricos tienen además un selector manual de velocidad para el ventilador. Además del serpentín de agua fría, los “fancoils” perimétricos cuentan con resistencias eléctricas puesto que durante operación en el “ciclo ocupado” siempre será necesario suministrar agua fría a la zona # 7 para neutralizar la carga térmica de luces y personas y las resistencias eléctricas deben poder suministrar toda la capacidad de calefacción requerida en las zonas durante la temporada fría. Durante el “ciclo desocupado” en invierno se pueden desactivar las resistencias y circular agua caliente si económicamente y operacionalmente es justificable hacerlo; si no lo es, las resistencias pueden mantenerse operativas y eliminar totalmente la circulación de agua. Si se utiliza un sistema separado para satisfacer los requerimientos distintos de la zona # 7, se mejorará la eficiencia del sistema a expensas de un mayor costo inicial. En localidades frías esto pudiera permitir el uso de un sistema frío/calor de dos tuberías para los “fancoils” perimétricos. Si el uso de agua caliente fuese justificable, se puede usar un sistema frío/calor de cuatro tuberías agregándole las líneas de suministro y retorno de agua caliente al diseño. En tal caso, en cada “fancoil” perimetral se substituirá la resistencia eléctrica por un serpentín de agua caliente. Todos los “fancoil” cuentan con agua fría y caliente simultáneamente y su control determina cual debe usarse. Este sistema naturalmente tiene un mayor costo inicial pero puede ser muy atractivo en los lugares más fríos. Cada “fancoil” perimétrico cuenta con una toma de aire exterior que incluye la rejilla de aluminio extruido que se monta sobre la pared exterior y un conducto corto que atraviesa la pared para dar paso al aire de ventilación. Se muestra la tubería en la configuración de retorno invertido porque así se facilita el ajuste de los caudales de agua a cada “fancoil” evitándose ruidos debidos a los excesos de caudal. En esta configuración, la primera unidad alimentada en el suministro es la última recogida en el retorno.


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OFICINA DE FABRICA

ACONDICIONADORES DE AIRE PAQUETE TERMINAL (PTAC)* VENTAJAS • • • • • • • • • • • •

Costo instalado más bajo para un sistema de zonas pequeñas No necesita conductos o tuberías Se integra fácilmente a los sistemas eléctrico y de plomería Fácil de instalar y substituir Sistema de fácil diseño Capacidad de reserva para el resto del edificio si falla un equipo Sistema completo frío/calor autocontenido Control autocontenido del sistema Diseño deslizable facilita servicio y reemplazo No mezcla frío y calor en la zona a carga parcial de enfriamiento o en calefacción en el “ciclo ocupado” Requiere un mínimo de espacio para el sistema mecánico La instalación la puede hacer el constructor y el electricista Circulación de aire constante en el cuarto

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PTAC=Package Terminal Air Conditioner


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DESVENTAJAS No permite uso del economizador de aire Filtrado del aire de muy baja eficiencia Muchos puntos de servicio Muchos puntos de alimentación eléctrica No permite uso del factor de diversidad en la selección de equipos Eficiencia del compresor a carga parcial es de mediocre a pobre Requiere acceso al espacio acondicionado para dar servicio Calidad de la circulación del aire es regular y se limita a un máximo de unos 20’ de la unidad La ventilación se ve afectada por la velocidad y dirección del viento, presurización y proximidad de obstáculos a las tomas No puede usarse en áreas interiores Presencia de equipos afecta la estética interior de los ambientes Afecta la integridad de las paredes exteriores visual y mecánicamente Cargos por demanda eléctrica requieren que se adopte una estrategia para su control La instalación a menudo no la hace un especialista en aire acondicionado La ventilación requiere coordinación con el constructor y el arquitecto Ruido del compresor y ventilador dentro del ambiente acondicionado

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ACONDICIONADOR DE AIRE PAQUETE TERMINAL (PTAC)


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COMENTARIOS AL SISTEMA ACONDICIONADORES DE AIRE PAQUETE TERMINAL (PTAC) • • • • •

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Este diseño es realmente un híbrido de dos sistemas. Perimetralmente se han distribuido los terminales acondicionadores de aire paquete (PTAC) pero para la zona # 7 (interior) se seleccionó un sistema de expansión directa dividido de caudal constante. Los PTAC se instalan dentro de camisas que el constructor instala en las paredes exteriores al igual que hace con otros elementos como ser las ventanas, puertas, extractores de baño, etc. La instalación de los PTAC puede correr a cargo de especialistas del ramo, el constructor, el electricista o personal propio ya que simplemente se trata de montar el chasis del equipo en las camisas instaladas por el constructor en las paredes exteriores y enchufarlas o conectarlas a la alimentación eléctrica. El suministro de aire exterior para la ventilación lo efectúa cada PTAC en su zona. Cada PTAC es un sistema autocontenido de expansión directa para enfriar y calentar ambientes que contiene un termostato y un selector de dos velocidades para la operación del ventilador. Estas unidades suministran calefacción con resistencias eléctricas o como bombas de calor con resistencias eléctricas suplementarias. La capacidad de calefacción debe ser suficiente como para mantener las condiciones de diseño tanto en el ciclo ocupado como en el desocupado. También es posible suministrar serpentines de agua caliente para instalarlos en estos equipos si así resultase más conveniente para suministrar la calefacción. Cada PTAC debe contar con un disyuntor termomagnético o de fusibles para su protección. La unidad completa se desliza fácilmente en su camisa lo cual facilita notablemente su instalación y servicio. De ocurrir un daño, fácilmente se desmonta la unidad dañada y se la substituye con una de reserva mientras la otra se repara en el taller. De esta forma se reduce el tiempo que altera la rutina de trabajo del ambiente por la presencia del técnico o la falta de aire acondicionado. Se requiere un sistema diferente para las áreas interiores porque los PTAC sólo pueden instalarse en paredes externas. El conducto de suministro y retorno para el equipo dividido de la zona # 7 es el convencional de baja velocidad, baja presión, aislado. Puesto que es de caudal constante, los requisitos para los difusores son menos exigentes. El retorno se hará por el pleno encima del cielo raso y por lo tanto se necesitarán rejillas de retorno para permitir el paso del aire del espacio acondicionado al pleno de donde lo tomará el “fancoil” del equipo dividido. Si bien es cierto que la zona # 7 requerirá enfriamiento todo el año en el ciclo ocupado, cuando esté desocupado en invierno tendrá una pequeña pérdida por el techo y por tal motivo se incluirá un serpentín de calefacción con la capacidad necesaria para neutralizar esta carga. Este serpentín puede también usarse en el ciclo de precalentamiento en las mañanas de invierno para alcanzar rápidamente la temperatura de diseño antes de la llegada del personal. Consulte las normas locales. Si la ventilación de los PTAC no es considerada adecuada, es posible que se permita compensarla con el “fancoil” de la zona # 7 para lograr el promedio buscado. Si no es así, posiblemente se haga necesaria la adición de un sistema dedicado a suministrar la ventilación a las áreas perimetrales.


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OFICINA DE FABRICA SISTEMA “MULTI-SPLIT” SIN CONDUCTO VENTAJAS • • • • • • • • • • • •

Costo bajo a moderado No requiere conducto o, cuando más, el de ventilación Instalación rápida Sistema de diseño fácil Tubería de refrigeración prediseñada en fábrica La calefacción es parte integral de la unidad terminal No produce frío y calor simultáneamente cuando opera a carga parcial de enfriamiento o calefacción en el ciclo ocupado. Afecta mínimamente el área de piso rentable Excelente en conversión o renovación Reserva de capacidad si falla un equipo. No afecta a todo el edificio. Algunos modelos de “fancoil” pueden introducir aire exterior de ventilación aunque en forma limitada Controles autocontenidos

DESVENTAJAS • • • • • • • • • • • • • •


No es posible usar el economizador con aire exterior Precisa bomba y tubería de condensado en cada “fancoil” Cuando los espacios servidos por un sistema tienen requerimientos disímiles no se puede lograr la capacidad total de calefacción Muchas líneas de refrigeración Muchas penetraciones en techos y/o paredes para las tuberías No dispone de calefacción hidrónica o por gas Muchos puntos de alambrado eléctrico Muchos puntos de servicio La estética de los interiores se verá afectada por “fancoils” suspendidos del techo o montados en la pared Las unidades de pared no disponen de ventilación Filtrado del aire de baja eficiencia Requiere coordinación con el constructor para el paso de las tuberías La suficiencia de la ventilación es cuestionable La cantidad de tomas de aire exterior afecta la estética exterior del edificio.

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SISTEMA “MULTI-SPLIT” SIN CONDUCTO


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COMENTARIOS AL SISTEMA SISTEMA “MULTI-SPLIT” SIN CONDUCTO • • • • • •

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El ejemplo usa un total de cinco sistemas divididos: los dos que sirven la zona # 7 son del tipo convencional con conductos cortos de suministro y los tres que sirven las áreas perimetrales son del tipo “multisplit” con “fancoils” de ambiente, sin conductos. Los “fancoils” de las zonas 1, 2, 3, 5 y 6 van montados altos en la pared pues tienen el suministro que se puede ajustar para descarga horizontal o vertical hacia abajo. Los “fancoils” de la zona 4 son consolas para instalación horizontal bajo el techo. Todas son bombas de calor con resistencias eléctricas que suministran calor suplementario. La zona # 7 requerirá enfriamiento cuando tenga gente y las luces encendidas. Desocupado y con luces apagadas seguramente tendrá una pequeña carga de calefacción que las bombas de calor 7A y 7B, suplementadas por sus resistencias, no tendrán problema en neutralizar y precalentar el ambiente en las mañanas de invierno en preparación a la llegada del personal. Cada “fancoil” suministra frío o calor al ambiente que atiende con lo cual se elimina la ineficiencia de suministrar ambos simultáneamente. Si dos “fancoils” en el mismo sistema tienen demandas opuestas, el sistema suministra refrigeración para satisfacer la demanda de frío y el “fancoil” que precisa calefacción simplemente no tomará refrigerante del sistema y enciende su resistencia eléctrica para calentar el aire que circula; lo que significa que el sistema que opera así no aprovecha completamente la eficiencia de la bomba de calor en calefacción. Por esto se recomienda que las zonas atendidas por un mismo sistema tengan perfiles de carga muy parecidos. El tamaño de las líneas de refrigeración se determinó siguiendo las recomendaciones del fabricante. La tubería de aspiración (succión - S) debe aislarse con un aislamiento de celda cerrada. Las tuberías que corren por el techo deben cubrirse con un angular metálico invertido, o algo similar, para protejerlas del sol y de ser aplastadas. La penetración de las tuberías por el techo debe coordinarse con el gremio responsable por su impermeabilización para evitar que se produzcan goteras. Los “fancoils” de pared del perímetro no tienen manera de obtener aire exterior de ventilación pero los modelos horizontales para suspensión bajo el cielo raso sí, inclusive con un ventilador de refuerzo opcional, estos últimos “fancoils” pueden llegar a suministrar hasta un 30% de aire exterior. En el ejemplo se ha considerado que los dos sistemas de la zona # 7 suministrarán todo el aire exterior de ventilación requerido por todos los ambientes. Las normas del lugar tendrán la última palabra de si es o no aceptable tal solución. Si se desea, se pueden instalar rejillas de transferencia en las paredes o puertas que separan el interior de las áreas perimetrales y rejillas de retorno en estas últimas para promover la circulación del aire del interior a la periferie.


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HOTEL RASCACIELO


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HOTEL RASCACIELO PLANTA TIPO: 20 SUITES DE 2 CAMAS / 2 SUITES DE 3 CAMAS (NORTE) 2 SUITES DE 4 CAMAS (SUR)


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HOTEL RASCACIELO DATOS DE CONSTRUCCION Dimensiones: • 175’ x 75’ x 200’ • 10’-0” Altura piso a piso • 12’-0” Altura piso a piso (Opción oficina) • 20’-0” Altura piso a piso (Planta baja) • 18 pisos (Suites de 2, 3 y 4 camas) • Area pública en planta baja • Sala de máquinas y depósito en sótano • Techo - Patio de equipos • Módulos de 32’ x 11’-6”, std. para habitación de 2 camas • Pasillos 10” de ancho Construcción del Piso / Techo: • Placa de concreto de 6” de espesor • Habitaciones: cielo raso opcional • Cielo raso en pasillo a 7’-6” del piso terminado • Plafón en las habitaciones para ocultar conductos y tuberías • Oficina - Cielo raso acústico a 9’ de piso terminado • Planta baja - 14’ altura máxima de cielo raso Horas de Operación del Equipo: • Areas públicas (P.B.): 24 horas/día • Habitaciones: 24 horas/día • Oficinas: 12 horas/día Aire Exterior (Ventilación/Extracción): • Extracción de baños : 2 CFM/pie cuad. = 80 CFM • Ventilación: 30 CFM/habitación Mínimo (huéspedes) • Pasillos y escalera al poniente : 0,05 CFM / pie cuad. • Casino : 30 CFM / persona


Detalles de Construcción para la Carga Térmica: • Peso del edificio: 100 Lb / pie cuadrado • Paredes exteriores: 40 Lb/pie cuad.; U = 0,16; Color mediano • Paredes divisorias: bloque de concreto de 12” (cemento, arena y grava) Peso: 70 Lb/pie cuad.; U = 0,37 ∆t = 10°F (Area no acondicionada del otro lado) • Techo: concreto precolado de 6” 72 Lb/pie cuad.; U = 0,10; Oscuro • Lozas intermedias: concreto precolado de 6” 60 Lb/pie cuad.; U = 0,22 • Vidrio: reflejante, doble, separados ½”; UT = 0,55 US = 0,40; Cortinas abiertas • Ventana (Hotel) : 3’6” x 7’6” (26,3 pie cuad.) Marco metálico térmicamente aislado y sellado; Fija (no abre); Receso = 6”; Voladizo vertical = 12” Ventanas a ambos lados del voladizo • Ventana (P.B.): 18’ x 12’ (paneles fijos) Marco metálico térmicamente aislado y sellado. • Luces (habitaciones de huéspedes): 385 W Incandescente, 0,70 diversidad • Luces (Otras): Fluorescentes, empotradas, no ventiladas Factor = 1,25 (transf.) Pasillos, oficinas y baños: 2,0 Watts/pie cuad. Cocina: 2,5 Watts/pie cuad. Casino y restaurant: 1,0 Watt/pie cuad. • Misceláneos eléctricos: 100 Watts/habitación (TV) 13,54 Watts/pie cuad. (Casino) 1,26 Watts/pie cuad. (Restaurant) (Ver el Estimado de la carga para mayores detalles sobre las cargas internas de la cocina, restaurant y casino.

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HOTEL RASCACIELO - RESUMEN DE CARGAS Carga Bloque de Enfriamiento Sitio: Las Vegas, Nevada Latitud: 36.1°° N Elevación: 2,162 pies Exterior: 108/ 66°°F; V.D. = 30°°F Interior: 75°°F

Carga Bloque de Calefacción Exterior: 25°°F Interior: 72°°F

Datos del Sistema de Aire T. Descarga del Difusor (tO) Verano: 60°°F Invierno: 110°°F T.Entr.Aire al Serpentín (tEA) 18 Pisos Total; tEA =88.2/60.3°°F CT = 4,287,416 BTUH CS = 4,287,416 BTUH CL = 0 BTUH CFM Aprox. Requerido: Actual: 159,321 Estándar: 147,265


Zona #

Hora Pico

N.Ult.2 camas N.Ult.3 camas S.Ult.2 camas S.Ult.4 camas N/O Ult.2cam. N/E Ult.2cam S/E Ult.2cam S/O Ult.2cam Pasillo U.Piso Acceso U.Piso N.Int.2camas N.Int.3camas S.Int.2camas S.Int.4camas N/O Int.2camas N/E Int.2camas S/E Int.2camas S/O Int.2camas Pasillo P.Interm Acceso P.Int. 18 Pisos(Hotel) U.Piso(Hotel) Piso Int.(Hotel) Casino Restaurant Kitchen Banos (P.B.) Oficinas U.Piso Banos (Ofic.) Oficinas P.Int.

Jul.4 PM Jul.4 PM Ago 4PM Ago 4PM Jul.5 PM Jul.3 PM Jul.3 PM Jul.5 PM Jul.5 PM Jul.7 PM Jul.3 PM Jul.3 PM Ago.3 PM Ago.3 PM Jul.5 PM Jul.3 PM Ago.3 PM Ago 5 PM Jul.3 PM Jul.3 PM Ago.3 PM Jul.4 PM Ago.3 PM Ago.4 PM Jul. 3PM Jul. 7PM Sep.6 PM Jul.4 PM Jul.4 PM Ago.4 PM

Temp. Exter. (BS/BH) 107,1/65,7 107,1/65,7 107,1/65,7 105,0/65,1 108,0/66,0 108,0/66,0 108,0/66,0 105,0/65,1 105,0/65,1 97,8/62,8 108,0/66,0 108,0/66,0 108,0/66,0 108,0/66,0 105,0/65,1 108,0/66,0 108,0/66,0 105,0/65,1 108,0/66,0 108,0/66,0 108,0/66,0 107,1/65,7 108,0/66,0 108,0/66,0 108,0/66,0 97,8/62,8 97,1/61,3 107,1/65,7 107,1/65,7 107,1/65,7

No. de Pers. 2 3 2 4 2 2 2 2 9 1 2 3 2 4 2 2 2 2 9 1 972 54 54 450 70 8 12 84 8 84

Carga Sensible Ambiente 5.215 9.387 5.479 10.886 9.594 9.822 10.038 9.808 18.247 4.077 3.268 6.667 3.671 7.661 7.603 7.983 8.216 7.907 15.662 3.691 2.385.700 189.478 129.529 738.197 46.781 76.006 39.114 193.930 5.929 176.11

Carga Pleno Techo 0 0 0 0 0 0 0 0 10.669 1.542 0 0 0 0 0 0 0 0 4.576 640 0 0 0 14.297 0 0 3.026 79.431 1.661 35.465

Carga Latente Personas 320 480 320 570 320 320 320 320 2.363 338 320 480 320 570 320 320 320 320 2.363 338 155.520 8.640 8.640 121.500 18.900 3.640 2.460 17.220 1.640 17.220

Carga Calef. Ventilación Ambiente CFM Enfriam. Calefac. 3.396 80 2.252 3.754 6.848 120 3.380 5.630 3.396 80 2.252 3.754 7.098 160 4.570 7.507 6.705 80 2.098 3.754 7.474 80 2.337 3.754 7.474 80 2.337 3.754 6.705 80 2,098 3.754 11.197 90 382 4.223 3.025 0 0 0 1.516 80 2.323 3.754 4.234 120 3.488 5.630 1.516 80 2.323 3.754 3.751 160 4.714 7.507 4.825 80 2.098 3.754 5.594 80 2.337 3.754 5.594 80 2.337 3.754 4.825 80 2.098 3.754 2.972 90 602 4.223 1.850 0 0 0 1.230.539 45.180 1.337.183 2.119.808 123.457 2.250 63.722 105.568 65.003 2.250 65.743 105.568 227.453 13.500 334.048 633.409 9.113 1.400 25.311 65.687 8.272 120 95 5.630 8.272 0 0 0 133.016 1.680 30.226 78.824 2.579 0 0 0 71.329 1.680 33.817 78.824

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HOTEL RASCACIELO ACONDICIONADOR DE AIRE PAQUETE TERMINAL (PTAC)

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VENTAJAS El costo instalado más bajo. Requiere coordinación con el menor número de gremios (constructor y electricista únicamente). Instalación muy rápida. No requiere los servicios del contratista de pruebas, ajustes y balanceo. La instalación de los equipos se realiza generalmente después de que se han recogido los escombros y basura de la obra. Reserva de equipos a muy bajo costo. Proporciona ventilación en la terminal. Servicio fácil. Unidad dañada se substituye rápidamente por una de la reserva y se manda a reparar al taller. No requiere técnicos de servicio en sitio para atender las reparaciones. Espacio de instalación requerido en el ambiente algo menor que para “fancoils” de agua fría. No se necesita perforar lozas para su instalación Su menor costo facilita una mayor inversión en un sistema computarizado de control para automatizar las funciones del edificio con el fin de reducir el consumo de energía y diagnosticar posibles fallas. La falla de un compresor o equipo no es una catástrofe. El diseño del sistema es extremadamente simple.

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DESVENTAJAS Caudal de ventilación limitado a 40CFM p. unidad, en el mejor de los casos La velocidad y dirección de los vientos, así como la presurización del edificio y obstáculos afectan los caudales de ventilación. La eficiencia del sistema es aproximadamente 15% menos que la de un sistema de agua fría con “fancoils” ($80K a $100K más por año lo que representa una demora de 3 años en la recuperación de la inversión). Solo puede instalarse en paredes exteriores. Afecta la integridad visual y estructural de la pared exterior. No puede acondicionar pasillos. Se necesitará otro sistema. La presencia del compresor en el ambiente hace que su nivel de ruido sea mayor al de un “fancoil” de agua fría. Alimentación eléctrica de mayor potencia requerida a cada unidad. No aprovecha el factor de diversidad. 403 Tons instaladas con PTAC’s versus 356 Tons capacidad diversificada requerida para “chiller”. Posibilidad de mayor demanda eléctrica puede hacer necesario un sistema de control de demanda (“load management”). Alcance limitado del aire (máximo 20’ de la pared exterior). Mayor nivel de ruido en el exterior. La vida útil esperada es más corta que para el sistema “fancoil” de agua (35% menos que puede representar aprox. 7 años). Todas las habitaciones de las esquinas del último piso requieren dos unidades.

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HOTEL RASCACIELO SISTEMA “PTAC” PISO INTERMEDIO TIPICO • Bombas de calor PTAC con calefacción suplementaria por resistencia eléctrica • La capacidad de calefacción indicada es la de las resistencias, no la que produce el ciclo de la bomba de calor • El sistema para el pasillo consiste de dos equipos divididos de dos toneladas con conductos con la unidad condensadora a través de la pared • La ventilación es suministrada por los “PTAC”


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COMENTARIOS AL SISTEMA SISTEMA “PTAC”

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Las bombas de calor “PTAC” suplen frío y calor a cada habitación en las capacidades indicadas, así como ventilación. Las cargas y capacidades aparecen lado a lado. La capacidad de calefacción indicada es únicamente la de las resistencias eléctricas y no la de la bomba de calor en el ciclo de calefacción. De acuerdo con las normas, las resistencias eléctricas deben tener la capacidad de suplir por lo menos 80% de la carga de calefacción de diseño, para asegurar condiciones mínimas en los ambientes aún en caso de una falla del compresor. La instalación de los PTAC no requiere los servicios especializados del contratista de aire acondicionado ya que el constructor monta las camisas en las paredes y el electricista provee la toma apropiada y las conecta. El costo instalado de este sistema puede ser un 30% menor al de un sistema “fancoil” de agua fría. La ventilación aumenta notablemente las cargas de enfriamiento y calefacción que deben abatir las unidades PTAC. En la esquina S/E del piso intermedio se puede ver que la capacidad de enfriamiento de la unidad es levemente menor a la carga requerida. El déficit será mayor en el último piso donde la carga de enfriamiento es 12,695 BTUH y la capacidad máxima de estas unidades, a las condiciones fijadas para la obra, es sólo 10,700 BTUH. En tal caso tendrán que instalarse dos de estas unidades en cada una de las esquinas del piso superior o se tendrá que reducir la carga eliminando la carga de ventilación con un sistema independiente que suministre aire tratado a todas las zonas. La segunda opción aparece en otro diagrama pues tiene mucho mérito ya que mejora notablemente la calidad del aire (IAQ) en los ambientes. Las cargas reflejan los caudales de aire fresco necesarios para igualar la extracción. La extracción de los baños, según normas de la construcción, es 2 CFM/pie cuad., o sea 80 CFM por baño que debiera ser igual a la ventilación suministrada a la habitación. La ventilación según la norma ASHRAE 621989 fija un valor de solo 30 CFM por habitación, sin importar el número de camas (las suites de 3 y 4 camas tendrán 60 CFM por tratarse de dos habitaciones). En este diseño, la extracción fija la ventilación aunque se notará que para las suites de 3 y 4 camas se fijó la extracción en 120 y 160 CFM respectivamente para cada una. Cada PTAC esta diseñada para insuflar aproximadamente 30 - 35 CFM de aire de ventilación pero se considera que ingresará un mayor caudal debido a la presión negativa que causará la extracción de los baños. Es importante que se tenga presente el efecto que este ingreso de aire exterior pueda tener en las condiciones tanto en las habitaciones como en los pasillos. El pasillo tiene cielo raso suspendido que produce un pleno o cavidad cerrada entre éste y la loza que se usará para ocultar el “fancoil” de un sistema dividido de expansión directa, el conducto de suministro de baja velocidad y el retorno del aire al “fancoil”. Los difusores suministran aire en seis puntos a lo largo del pasillo y acceso al piso. La ventilación para el pasillo se logra con un sistema separado de baja velocidad/baja presión que suministra 90 CFM al pleno para mezclarse con el aire que retorna al “fancoil”. El ventilador que suministra el aire de ventilación seguramente se instalará en la azotea del edificio. Los fosos de los ascensores y de las escaleras no están acondicionados pero tendrán un sistema de presurización con aire exterior y compuerta de alivio que se activará en caso de fuego. La escalera al poniente se acondicionará y presurizará para lograr un ingreso de 50 CFM al pasillo en cada piso para ser expulsado por el sistema de extracción. El sistema de extracción termina en cada baño con una rejilla de aluminio extruido para los caudales indicados. El sistema extrae un total de 2,160 CFM de las habitaciones más 140 CFM del pasillo en cada piso. La extracción total del edificio es 41,400 CFM que requiere un conducto de aproximadamente 48” x 64” para llevar este caudal de aire al ventilador en la azotea del edificio por el foso ubicado entre los dos ascensores. En cada piso dos ramales de aproximadamente 22” x 8” (rectangular) ó 14” de diámetro (redondo) a ambos lados del montante de extracción remueven 2,300 CFM de los baños y pasillo. Si se desea, se puede estudiar la posibilidad de utilizar un sistema de recuperación de calor que aproveche el aire de extracción para preacondicionar el aire de ventilación con un consumo mínimo de energía; si esta opción fuese económicamente viable, la eficiencia del sistema mejoraría notablemente.


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HOTEL RASCACIELO SISTEMA “PTAC” CON VENTILACION SUPLEMENTARIA

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VENTAJAS La instalación de las unidades en los cuartos lo puede hacer el constructor o el electricista. Ventilación estable, adecuada. Instalación rápida. Cargas menores en la terminal que si la ventilación la suministrara la propia unidad. Todos los cuartos requerirán una sola terminal. La instalación se efectúa una vez se han recogido los escombros y basura eliminando riesgos para los equipos. Mantener una reserva de equipos es económicamente justificable. El servicio es fácil y rápido pues es sólo remplazar la unidad dañada tarea que se facilita grandemente por su diseño de chasis deslizable. Desperdicia un poco menos del espacio rentable para la instalación mecánica que un sistema “fancoil” de agua fría. No se necesita perforar la loza para su instalación. Su menor costo facilita una mayor inversión en un sistema computarizado de control para automatizar las funciones del edificio con el fin de reducir el consumo de energía y diagnosticar posibles fallas. El daño al compresor de una unidad no es una crisis. El diseño del sistema es extremadamente simple.


Menor costo instalado que un sistema “fancoil” de agua fría. DESVENTAJAS • Mayor costo instalado que el sistema “PTAC” convencional sin ventilación suplementaria. • Eficiencia del sistema aproximadamente 15% menos que el sistema “fancoil” de agua fría (posiblemente representaría unos $80,000 a $100,000 anuales en este ejemplo que se podrían recuperar en unos tres años). • Diseño algo más complejo que el mismo sin la ventilación suplementaria. • Espacio encima del cielo raso del pasillo congestionado con los conductos. • Requiere plafón en las habitaciones para el conducto de ventilación. • Requiere pared exterior para su instalación. • Altera la integridad visual y mecánica de la pared exterior. • No puede acondicionar pasillos o espacios interiores. Se necesitan otro(s) sistema(s) para estas áreas. • Posible mayor nivel de ruido en el ambiente por el compresor, comparado con el “fancoil” de agua fría. • Servicio eléctrico de mayor capacidad, y posiblemente voltaje, al terminal que en el “fancoil” de agua fría. • No aprovecha el factor de diversidad (487 Tons vs. 356 Tons) para el enfriador de agua del sistema “fancoil”. • Mayor demanda eléctrica puede hacer necesario un control centralizado automático de demanda. • Circulación de aire escasa en el ambiente (máximo 20’ de la pared exterior). • Mayor nivel de ruido en el exterior. • Vida útil esperada es aproximadamente 35% menos que un sistema “fancoil” de agua fría.

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HOTEL RASCACIELO


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COMENTARIOS AL SISTEMA SISTEMA “PTAC” CON VENTILACION SUPLEMENTARIA •

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Las bombas de calor “PTAC” suplen frío y calor a cada habitación en las capacidades indicadas. Un sistema independiente separado suministra todo el aire exterior requerido para la ventilación. Las cargas y capacidades aparecen lado a lado. La capacidad de calefacción indicada es únicamente la de las resistencias eléctricas, no la de la bomba de calor en el ciclo de calefacción. De acuerdo con las normas, las resistencias eléctricas deben ser capaces de suplir por lo menos 80% de la carga de calefacción de diseño, para asegurar condiciones mínimas en los ambientes aún en caso de falla del compresor. La ventaja de costo del sistema PTAC convencional se reduce debido al costo del sistema suplementario de ventilación. Si la calidad del aire interior (IAQ) o las exigencias de que se cumplan los caudales de ventilación o extracción requeridos por las normas son criterios de peso en el proyecto, la ventilación suplementaria sería un requisito indispensable. Si la ventilación debe compensar los caudales de extracción para los baños fijados en las normas de construcción (2 CFM/pie cuad. de área del baño) las suites de dos camas requerirán 80 CFM de aire exterior pero las unidades “PTAC” escasamente pueden alcanzar 40 CFM en las condiciones más favorables. Además, la diferencia de presión entre interior y exterior también afecta la capacidad de ventilación de la “PTAC”. Estas limitaciones justifican la necesidad de la ventilación suplementaria. Una manejadora de aire instalada en la azotea suministra el aire de ventilación a las condiciones aproximadas de temperatura y humedad que se desea mantener en los espacios acondicionados. Con la carga del aire de ventilación suministrada por el sistema suplementario se reduce notablemente la capacidad requerida de las terminales, comparado con el sistema “PTAC” convencional, lo cual reduce levemente el costo de estos equipos y esta diferencia, aunque pequeña, ayuda a cubrir el costo adicional del sistema de ventilación. En este ejemplo se elimina la necesidad de instalar dos equipos en todos los ambientes que así lo requerían con el sistema “PTAC” convencional. El sistema de ventilación termina en cada habitación en una rejilla de aluminio extruido suministrada por un conducto que corre encima del cielo raso instalado en la entrada. El sistema de extracción tiene una rejilla similar en el baño. Los conductos de ventilación y extracción corren sobre el cielo raso instalado en el pasillo. La capacidad de los dos sistemas de expansión directa que acondicionan el pasillo y acceso al piso es 1.5 tons cada uno con las unidades condensadoras montadas en las paredes a ambos extremos. El sistema de ventilación descarga 90 CFM de aire exterior en el pleno encima del cielo raso donde se mezcla con el aire que retorna al “fancoil” montado en el plenum. El aire se suministra al pasillo y área de acceso frente a los ascensores por un conducto convencional y difusores. Los conductos de ventilación y extracción corren por el foso entre los ascensores. Se requerirán compuertas cortafuegos donde los troncales que salen en los pisos atraviesan paredes levantadas para retardar la propagación del fuego. Una gran ventaja del sistema PTAC es la facilidad con que se mantienen equipos de reserva para uso en caso de falla de cualquiera de ellos. Cualquier falla solo afecta al área servida por el equipo y es fácil atenderla pues solo se necesita desmontar y sacar la unidad dañada y substituirla por una de la reserva. El equipo dañado se puede mandar a reparar a un taller lo que hace innecesario mantener personal especializado de servicio en la obra. También se evita las situaciones de crisis que ocurren con sistemas centrales cuando falla un elemento que afecta a muchos ambientes.


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HOTEL RASCACIELO “FANCOILS” DE AGUA FRIA CON VENTILACION SUPLEMENTARIA

DESVENTAJAS

VENTAJAS • • • • •

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Buena circulación y mezcla del aire en el ambiente. Ventilación apropiada y continua aún si hay fumadores. Bajo nivel de ruido (el ventilador es el único elemento móvil). Bajo nivel de ruido en el exterior. Aproximadamente 15% mas eficiente que un sistema “PTAC” (puede significar un ahorro de $80,000 a $100,000 por año lo que permite que su mayor costo se pueda recuperar en aproximadamente tres años). Mayor vida útil que el sistema “PTAC” (aproximadamente 7 años). Selección simple. Un modelo para las esquinas y otro para el resto. La integridad visual y mecánica de la pared exterior permanece intacta ya que no necesita hacerse perforaciones. Montantes de las tuberías de agua fría y condensado dimensionadas y suplidas por la fábrica; solo necesita armarse en la obra. Controles suministrados por la fábrica. Requiere un mínimo de espacio en los ambientes para equipos mecánicos. Un solo sistema satisface todas las necesidades. No necesita otros sistemas. Equipo mecánico centralizado. No requiere servicio en las áreas ocupadas.


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Costo instalado como 30% mayor al de un sistema “PTAC”. Requiere el servicio especializado del contratista de prueba, ajuste y balanceo para el arranque inicial. Requiere personal técnico en el plantel o contratar el servicio con el fabricante del enfriador. La paralización de un enfriador por mantenimiento o servicio puede dejar al sistema críticamente corto de capacidad y significar que no se logren las condiciones de confort esperadas. Las reparaciones tienden a ser más demoradas. El diseño e instalación es más complejo que para un sistema “PTAC”. Requiere conocimientos de hidráulica. Requiere que se perforen las lozas para el paso de las tuberías a las terminales. La instalación debe coordinarse con el constructor, plomero, electricista e instalador de rociadores contra fuegos. La coordinación de su instalación es crucial ya que las terminales deben identificarse y ubicarse correctamente para asegurarse que los diámetros del montante correspondan con lo marcado en planos.

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HOTEL RASCACIELO


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COMENTARIOS AL SISTEMA •

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“FANCOILS” DE AGUA FRIA CON VENTILACION SUPLEMENTARIA Los “fancoils” suministran enfriamiento y calefacción a todos los cuartos así como a los pasillos. Se tiene previsto un “fancoil” en cada habitación y otros tres en el pasillo uno a cada lado y otro en el área de acceso. Cada “fancoil” tiene un termostato remoto montado en la pared para regular la capacidad del serpentín de enfriamiento por medio de una válvula de dos vías instalada en la unidad. En climas húmedos pudiera ser más conveniente regular la velocidad del ventilador. Dos enfriadores de agua centrífugos suministran el agua fría a 44°F. Se ha considerado usar dos enfriadores para asegurar una mayor confiabilidad y eficiencia en la operación apagando uno de ellos tan pronto la carga de enfriamiento del sistema lo permite. El sistema de control debe poder alternar el orden de operación de los enfriadores para asegurar un desgaste mas o menos parejo de ambos. La capacidad de cada enfriador puede ser del orden del 70% de la capacidad total para asegurar que en el caso de falla o parada por mantenimiento de uno de ellos se dispondrá de por lo menos esta capacidad. Los “chillers” se instalarán en la sala de máquinas del sótano y las torres de enfriamiento en la azotea del edificio. La calefacción se suministra mediante resistencias eléctricas instaladas en los “fancoils”. Se desechó la opción de usar agua caliente porque se consideró que la inversión adicional requerida en calderas y distribución de agua caliente no era económicamente justificable puesto que las cargas de calefacción en Las Vegas son moderadas y el invierno es corto. Los “fancoils” están diseñados para empalmarse verticalmente de un piso al otro. El gabinete que encierra a todos los componentes del “fancoil”, más las tuberías de suministro, retorno y condensado, se extiende de piso a techo de la habitación y todos estos elementos son suministrados por el fabricante. No se requiere cielo raso en las habitaciones para ocultar los “fancoils” ni tuberías o fosos para el paso de montantes. Muchos de los “fancoils” se montarán “espalda con espalda” en las paredes que separan las habitaciones para así reducir el número de montantes de tubería y simplificar la instalación. La tubería de mayor diámetro es escasamente 1-1/4”. Se tiene previsto un retorno invertido en el montante lo que demanda 3 líneas de agua fría en vez de las 2 requeridas en un montante de retorno directo. Si se instala un circuito de retorno invertido en la azotea los montantes podrán ser de 2 tubos y aun obtener los beneficios del retorno inverso pero a menor costo. El retorno invertido tiende a hacer mas fácil el “balanceo” del agua fría y a reducir el ruido del agua al pasar por la válvula de control, ambos son beneficios importante en una obra de esta naturaleza. El circuito de alimentación de los montantes seguramente estará en el primer piso donde también debe considerarse la necesidad de un retorno invertido. Los “fancoils” que sirven las habitaciones con solo una orientación son de 300 CFM y los de las esquinas de 600 CFM. El aire descarga horizontalmente hacia la pared exterior por la parte superior del “fancoil” y retorna en un punto bajo como muestran las flechas, para asegurar una mejor circulación en la habitación. El aire de ventilación es suministrado a las condiciones requeridas por los ambientes y a un caudal igual al de la extracción por una manejadora que seguramente se instalará en la azotea. La carga del aire de ventilación se asigna a la manejadora que opera independiente de los “fancoils”. La extracción de los baños y pasillos se logra con un ventilador que seguramente también se instalará en la azotea. El sistema de ventilación termina en cada cuarto en una rejilla de aluminio alimentada por un conducto que corre oculto encima del closet al lado de la entrada. El sistema de extracción igualmente termina con una rejilla de aluminio en cada baño. El pasillo tiene rejillas de ventilación y extracción conectadas a sus respectivos conductos que corren ocultos encima del cielo raso. Los caudales respectivos aparecen en el diagrama. Los montantes de la extracción y ventilación se instalarán en el foso que queda entre los ascensores. Será necesario instalar compuertas corta fuegos en los troncales que salen en cada piso y atraviesan paredes construidas para retardar la propagación del fuego.


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HOTEL RASCACIELO SISTEMA DE INDUCCION VENTAJAS • • • • • • • • • • • • • • •

Circulación continua de aire (calidad del aire interior - IAQ). Ventilación continua de aire exterior (calidad del aire interior - IAQ). Filtrado del aire de buena calidad (calidad del aire interior IAQ). El sistema con posible mayor vida útil. Las terminales no ocupan área rentable. No requiere ventilador en el ambiente. No necesita conexión eléctrica en el ambiente. No tiene piezas móviles en el ambiente, solo la válvula de control. No requiere servicio en la zona. Muy silencioso. No hay compresor ni ventilador en el ambiente. Puede aprovechar el ciclo economizador para el aire primario. No se necesita perforar la pared exterior (estética y minimiza el esparcimiento del humo). La ventilación es parte integral de la terminal. Permite el uso de un sistema centralizado de calefacción. Menor consumo de energía - caudal de agua variable a menores cargas de enfriamiento.


DESVENTAJAS • • • • • • • • •

Algunas zonas pueden requerir calor adicional. La calefacción eléctrica suplementaria debe montarse aparte (En este caso se piensa utilizar calefacción de zócalo). Requiere cielo raso suspendido para el montaje de la terminal. Falla de la manejadora del aire primario puede crear una crisis. Costo instalado mayor que un “PTAC” con ventilación suplementaria. Ventilación es 6% mayor a la requerida por normas. Selección de las terminales es mas compleja que la de los “fancoils” o “PTAC”. Su rendimiento es muy sensible al caudal de aire primario lo que hace muy crítico su arranque correcto por personal conocedor del sistema. Con un enfriador fuera de servicio por cualquier causa se dispondría tan solo de uno que representaría un 70% de la capacidad de diseño que puede significar un problema serio para la instalación total.

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HOTEL RASCACIELO SISTEMA DE INDUCCIÓN

PISO INTERMEDIO TIPICO •

• •

Dos manejadoras de aire suministran 100% de aire exterior como aire primario; una (N) a todos los cuartos con orientación norte mas las esquinas de los pisos intermedios y todos los cuartos de la ultima planta y la otra (S) a todos los cuartos con orientación sur mas los pasillos de los pisos intermedios. Los caudales de aire primario a cada terminal aparecen en el diagrama (el caudal total que circula la terminal es mayor al aire primario) Las capacidades de calefacción indicadas son solo las de aire primario (agréguese la de los calentadores de zócalo para obtener el total)


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COMENTARIOS AL SISTEMA SISTEMA DE INDUCCION •

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Las terminales de inducción que enfrían o calientan las habitaciones se montan encima del cielo raso a la entrada de cada habitación. Las terminales del pasillo se montan en la pared. Cada terminal cuenta con un serpentín de agua fría capaz de suministrar un alto porcentaje de la carga de enfriamiento del ambiente. La capacidad de enfriamiento es controlada por un termostato remoto de pared que regula el caudal de agua fría admitido al serpentín mediante una válvula modulante de dos vías. Cada terminal de inducción recibe una pequeña cantidad fija de aire primario a alta velocidad que además de ventilar debe neutralizar la carga latente y la carga de transmisión del ambiente. La temperatura del aire primario se controla para que varíe de forma inversa a la temperatura del aire exterior lo que le dá capacidad para enfriar o calentar. El aire primario suministra también la fuerza motriz para lograr la circulación y mezcla del aire en el ambiente. El aire primario ingresa a la terminal por un pleno/ cámara acústica de donde unas toberas instaladas a lo largo lo descargan a alta velocidad detrás del serpentín de enfriamiento para inducir el flujo de aire del ambiente (aire secundario) por el serpentín y mezclarse a la descarga. Los valores que aparecen en el diagrama son los del aire primario. El aire total (primario + secundario) es aproximadamente 2 a 3 veces mayor. La terminal de inducción es un elemento pasivo pues no requiere suministro externo de energía ya que la presión del aire primario que recibe es suficiente para lograr la inducción/circulación del aire del cuarto sin la necesidad de un moto-ventilador. Dos manejadoras de aire suministran el aire primario (100% aire exterior) por dos montantes. La unidad del montante (N) sirve a todas las habitaciones con orientación Norte, las que hacen esquina y todas las del último piso ya que serán las que tendrán mayor demanda de calefacción. La unidad del montante (S) atiende a todas las habitaciones de los pisos intermedios con orientación Sur y los pasillos ya que posiblemente requerirán enfriamiento aun en invierno. La temperatura del aire primario se programará para que varíe en relación inversa a la del aire exterior para reducir el consumo de energía. El caudal de aire primario es igual al de extracción para cada zona. La extracción de cada habitación se toma por una rejilla de aluminio en el baño y la del pasillo por rejillas similares montadas en el cielo raso que oculta los servicios que corren encima. Los caudales son los que aparecen en cada zona. El ventilador de extracción se montará en la azotea. El conducto es redondo/espiral, montado encima del cielo raso del pasillo. Para el aire primario se requiere un máximo de 7” de diámetro para el troncal de cada piso mientras que para la extracción se requiere 9”. La alimentación a cada habitación requerirá tramos de 4” de diámetro para el aire primario y la extracción. El conducto debe ser compacto y lo más simple posible, con accesorios, como tes y cruces, que pueden ser en ángulo recto. En 150 de las 558 zonas se ha considerado usar calentadores eléctricos de zócalo bajo las ventanas para retardar el uso del aire primario para calefacción y así prevenir que se sobrecalienten las zonas con menor demanda de calor y evitar desperdiciar más energía en enfriarlas. A condiciones de diseño el aire primario se suministra a las terminales a 55°F en verano y 98°F en invierno y el agua fría a 46°F en el verano. Se circulará agua fría todo el año para satisfacer las habitaciones con orientación sur así como los pasillos. Dos centrífugos enfriados por agua producen agua fría a 44°F. Se decidió usar dos enfriadores para tener una reserva que dá mayor confiabilidad a la instalación y además reduce el costo de operación por el mayor número de horas que se podrá operar con un solo enfriador. Cada enfriador puede producir 70% de la capacidad de diseño para asegurar que se tiene capacidad de reserva cuando tenga que sacarse de servicio uno de los enfriadores por cualquier motivo. Para la tubería de distribución del agua fría se considera el uso del retorno inverso para facilitar el balanceo y reducir el ruido del agua al pasar por la válvula de control. Se considera usar un sistema de dos tuberías sin inversión del ciclo. Se dispondrá de agua fría todo el año mientras el aire primario se suministrará entre 55°F (verano) y 98°F (invierno), satisfactorio para Las Vegas. En climas más fríos puede requerirse la inversión del ciclo o el uso de cuatro tubos.


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RESTAURANT DE SERVICIO RAPIDO CORTE DE PARED (TIPICO)

DATOS DE PROYECTO

DIMENSIONES DIMENSIONES EXTERNAS: • • • • • •

100’ x 60’ x 12’ de alto 9’-0” al cielo raso Cocina: 57’ x 40’ Comedor - Sur: 54’ x 30’ Comedor - Este: 40’ x 20’ Puertas: 7’-3”

PESO: • • •

Edificio: Mediano (110 Lb) Paredes: Pesadas (U=.06) Techo: Liviano (U=.08)

•

6 AM - 10 PM (16 horas)

FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO: COND. DE DISEÑO INTERIOR: • •

•

Verano: 75°F BS/50% HR Invierno: 70°F BS Desocupado: 10°F Reajuste

ENERGIA: •

Electricidad: 230V - 3f 60Hz Gas natural disponible

• EXTRACCION: •


Cocina: Campanas 1 y 2: 1500 y 1200 CFM respectivamente que lo compensan inyectando igual caudal de aire

•

exterior. Campanas 3 y 4: 600 y 300 CFM respectivamente que debe ser compensado por el resto del sistema. La extracción total de la cocina debe ser ≥ 1.5 CFM/Pie cuad. Baños: 2 CFM/Pie cua. sin retorno (extracción: 704 CFM)

VENTILACION: • •

Comedor: 20 CFM/persona Cocina: ≥ 15 CFM/persona

• • •

Marco metálico con separación térmica Doble, con tinte, absorbente (U= 0.55) Fijo, sellado

•

Fluorescentes, empotradas, no ventiladas con 4 tubos de 40W c/u, y transformador std. (Mult.=1.25) para alcanzar 2 W/pie cuad. en comedor y cocina. Iluminación adicional, en áreas específicas de la cocina, si se requiere.

VIDRIO:

LUCES:

PERSONAS:

Incluye calor de la comida • Comedor: 500/550 BTU/persona Comedor S = 50 personas Comedor E = 40 personas • Cocina: 800/750 BTU/persona Cocina = 11 personas • Máximo por norma del Depto. de Bomberos = 150 Total

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•

RESTAURANT DE SERVICIO RAPIDO - RESUMEN DE CARGAS RETORNO DUCTADO Identific.

No.

Zona Pers. TS Comedor 96 55 Bloque Comedor - E 46 54 y baños Comedor 50 55 South Comedor 40 52 Este Cocina 11 55 y Despacho Baño 3 55 Oeste Baño 3 55 Este CSZ = Carga Sensible de la Zona

CFM Zona 4,874 1,827 2,977 1,282 5,278 214 231

Carga de Enfriamiento CSZ/CLZ CSS CTS 101,519 144,359 223,699 55,634 39,962 58,449 94,064 26,224 62,005 86,205 130,347 29,410 30,706 48,435 79,804 22,000 109,929 121,018 140,354 15,745 4,451 4,768 6,880 2,112 4,805 5,147 7,259 2,112 CLZ = Carga Latente de la Zona

Carga

TEA 82.0/68.4

CFM

Ventilación

Calefac. Extrac. CFM 138,868 1,435 1,800

TAE 94.0/74.0

BTUHE 59,320

BTUHC 99,344

83.3/69.3

56,114

800

800

94.0/74.0

24,535

44,153

81.4/67.8

82,754

635

1,000

94.0/74.0

34,518

55,191

86.9/70.9

52,681

800

800

94.0/74.0

25,197

44,153

75.6/62.5

31,571

165

165

94.0/74.0

6,856

9,107

75.0/64.4

1,087

0

0

94.0/74.0

0

0

75.0/64.1

2,346

0

0

94.0/74.0

0

0

CSS = Carga Sensible del Serpentín

CTS = Carga Total del Serpentín

NOTAS: • • • • • • • • •

Ubicación: Atlanta, Georgia (Altitud = 1,055’ / Latitud = 33.7° N) Condiciones Exteriores de Diseño (1% ASHRAE): Verano: 94.0°F BS/74.0°F BH; 19°F Variación Diaria; Invierno: 17°F BS Condiciones Interiores de Diseño: Enfriamiento: 75°F BS/60% HR; Calefacción: 70°F BS Ciclo de Operación Ocupado: 16 Horas Los valores de los CFM de las zonas han sido corregidos por altitud TS = Temperatura de suministro en la descarga del difusor (Bulbo seco) TEA = Temperatura de entrada del aire al serpentín evaporador (Bulbo seco/Bulbo húmedo) TAE = Temperatura del aire exterior (Bulbo seco/Bulbo húmedo) Subíndices: E = Enfriamiento C = Calentamiento


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RESTAURANT DE SERVICIO RAPIDO UNIDADES DE TECHO

VENTAJAS • • • • • • • •

Costo instalado más bajo de cualquier sistema ductado. Fácil de diseñar e instalar. Servicio por fuera de las áreas ocupadas. Controles simples. No requiere instalación de tubería de refrigeración. No requiere instalación de tubería de desagüe de condensado. Un solo punto de conexión eléctrica por sistema. Economizador incorporado, no requiere conductos en obra.


DESVENTAJAS • • • • • •

Perforaciones múltiples en el techo. Servicio difícil cuando hay mal tiempo. Deshumedecimiento deficiente a carga parcial. Ruido del equipo encima de las áreas ocupadas. Riesgo de contaminación de la ventilación con el aire de extracción bajo condiciones adversas del viento. Puede desfavorecer la estética exterior del edificio.

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RESTAURANT DE SERVICIO RAPIDO UNIDADES DE TECHO


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COMENTARIOS AL SISTEMA UNIDADES DE TECHO • • • • • • • • • • •

• •

Se ha dividido en tres zonas de control: comedor sur, comedor este más baños y la cocina y mostrador de despacho; cada una con su respectiva unidad de techo. Las unidades se han ubicado principalmente para reducir el recorrido y costo de los conductos. Los difusores de techo son cuadrados, concéntricos, de 24”x24” con cuellos de 10” de diámetro. Los collares de conexión de los conductos flexibles tienen compuertas de ajuste donde se montan en el troncal de suministro. Los ramales de suministro a los difusores son conductos flexibles reforzados con un alambre helicoidal, aislados y forrados en fábrica con barrera de vapor vinílica, de 10” D.I. en el comedor este y baños y 12” D.I. en el comedor sur y cocina. El troncal de suministro es de lámina galvanizada, forrado interiormente con 2” de aislamiento con la superficie rociada contra la erosión. Las juntas transversales están selladas con cinta para conductos. Las dimensiones indicadas son exteriores (D.E.). Los conductos de retorno son de lámina galvanizada forrados interiormente con 1” de aislamiento con la superficie rociada contra la erosión. Las juntas transversales están selladas con cinta para conductos. Las dimensiones indicadas son exteriores (D.E.). Las rejillas de retorno son de 2’ x 4’ con parrilla de cuadrícula pequeña para descansar sobre las barras T del cielo raso. Las cajas de lámina galvanizada forradas interiormente encima de las rejillas conducen el aire al conducto de retorno y cumplen además una función acústica. Los CFM de cada zona corresponden a los valores requeridos para que las unidades produzcan la capacidad requerida por la carga de diseño de la zona. La unidad que sirve el comedor sur suministra 3.200 CFM, o sea 400 CFM por difusor. 2.200 CFM retornan a la unidad para mezclarse con 1.000 CFM de aire exterior, 635 CFM son expulsados por los extractores de la cocina y 365 CFM presurizan el restaurant y se exfiltran por puertas y ventanillas por las que se atiende a los vehículos. La unidad que sirve la zona que incluye el comedor este y baños suministra 1.919 CFM de los cuales 800 CFM son de aire exterior. 700 CFM son expulsados de los baños y 100 CFM contribuyen a satisfacer los requisitos de extracción de la cocina. La unidad que sirve la cocina y el área de despacho fue escogida para suplir 5.278 CFM, o sea aproximadamente 1.760 CFM por cada uno de los tres troncales de suministro. 165 CFM del total es aire exterior. Las campanas 3 y 4 expulsan 900 CFM de la cocina que provienen tanto del comedor sur (635 CFM), como del comedor este (100 CFM) y de la unidad que sirve a la cocina y al área de despacho (165 CFM). Las unidades de techo suministran todo el enfriamiento y la calefacción requeridos en las respectivas zonas en los ciclos ocupado y desocupado. Cada unidad incluye un economizador por aire exterior controlado por entalpía.


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RESTAURANT DE SERVICIO RAPIDO SISTEMA DIVIDIDO

VENTAJAS • • • • • • • •

Fácil de diseñar e instalar. Costo instalado bajo. Servicio por fuera de las áreas ocupadas. Acceso fácil para servicio en unidades montadas en el suelo. No se requiere hacer huecos en el techo. Mayores opciones en la ubicación de las tomas de aire exterior para prevenir su contaminación por los extractores. Fuentes de ruido alejadas de los recintos ocupados. Afectan menos a la estética exterior pues son menos notorias.


DESVENTAJAS • • • • •

Requiere tubería de refrigeración. Requiere tubería de condensado. Dos puntos de alimentación eléctrica por sistema. El uso del economizador requiere conductos adicionales. Deshumedecimiento deficiente a carga parcial.

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RESTAURANT DE SERVICIO RAPIDO SISTEMA DIVIDIDO


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COMENTARIOS AL SISTEMA SISTEMA DIVIDIDO • • • • • • • • • • •

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•

Se ha dividido en tres zonas de control: comedor sur, comedor este más baños y la cocina y mostrador de despacho; cada una con su respectivo sistema dividido (manejadora de aire paquete instalada en el interior y la unidad condensadora enfriada por aire instalada al exterior). Las manejadoras de aire se ubicaron con miras a reducir el costo del conducto, ruido en la zona ocupada y facilitar su servicio. Las unidades condensadoras pueden montarse en el suelo o el techo. Los difusores son concéntricos, cuadrados, de 24” x 24”, con collar de conexión de 10” o 12” de diámetro. Las compuertas de ajuste de caudal se encuentran en el empalme del ramal que alimenta al difusor con el troncal de suministro. Los ramales son conductos flexibles, reforzados con alambre helicoidal, cubiertos en fábrica con aislamiento y barrera de vapor. Para el comedor este y los baños se requiere 10” D.I. y para el comedor Sur y cocina 12” D.I.. El troncal de suministro es de lámina galvanizada, forrado interiormente con 2” de aislamiento con la superficie rociada contra la erosión. Las juntas transversales son selladas con cinta para conductos. Las dimensiones indicadas son exteriores (D.E.). Los conductos de retorno son de lámina galvanizada forrados interiormente con 1” de aislamiento con la superficie rociada contra la erosión. Las juntas transversales están selladas con cinta para conductos. Las dimensiones indicadas son exteriores (D.E.). Las rejillas de retorno son de 2’ x 4’ con parrilla de cuadrícula pequeña para descansar sobre las barras T del cielo raso. Las cajas de lámina galvanizada forradas interiormente encima de las rejillas conducen el aire al conducto de retorno y cumplen además una función acústica. Los CFM de cada zona corresponden a los valores requeridos para que las unidades produzcan la capacidad requerida por la carga de diseño de la zona. La unidad que sirve el comedor sur suministra 3.200 CFM, o sea 400 CFM por difusor. 2.200 CFM retornan a la unidad para mezclarse con 1.000 CFM de aire exterior, 635 CFM son expulsados por los extractores de la cocina y 365 CFM presurizan el restaurant y se exfiltran por puertas y ventanillas por las que se atiende a los vehículos. La unidad que sirve la zona que incluye el comedor este y baños suministra 1.919 CFM de los cuales 800 CFM son de aire exterior. 700 CFM se expulsan de los baños y 100 CFM contribuyen a satisfacer los requisitos de extracción de la cocina. La unidad que sirve la cocina y el área de despacho fue escogida para suplir 5.278 CFM, o sea aproximadamente 1.760 CFM por cada uno de los tres troncales de suministro. 165 CFM del total es aire exterior. Las campanas 3 y 4 expulsan 900 CFM de la cocina que provienen tanto del comedor sur (635 CFM), como del comedor este (100 CFM) y de la unidad que sirve a la cocina y al área de despacho (165 CFM). Las manejadoras de aire suministran todo el enfriamiento y la calefacción requeridos en las respectivas zonas en los ciclos ocupado y desocupado. Los tres sistemas tienen previsto un economizador por aire exterior controlado por entalpía que no aparece en el diagrama. Es necesario dimensionarlo y añadirlo al diseño.


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SISTEMAS • • •

Descripción de sistemas genéricos con diagramas, planos de muestra y correspondientes ventajas/desventajas Cuadro con los componentes de sistemas genéricos Controles de sistemas y terminales genéricos con diagramas

Esto me permite: •

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•

• •

Página

Aprender/repasar los conceptos básicos, características, configuraciones, virtudes y defectos de 11 sistemas, incluyendo la siguiente información para cada uno: 122 - 169 - Descripción verbal breve - Esquema de sistema genérico (vista de elevación) - Ventajas y desventajas del sistema genérico Usar el cuadro de Variaciones Sobre el Tema para aprender o repasar cuales son los tipos de productos que se usan con los 11 sistemas. Se mencionan las diferencias, si así se requiere, entre áreas perimetrales e interiores en edificios bajos, medianos y altos. En cada sistema se considera las siguientes categorías de equipos: 170 -181 - Refrigeración mecánica - Calefacción - Manejadoras de aire - Terminales Aprender/repasar las secuencias de control del sistema para los 11 sistemas por medio de diagramas y las descripciones para los siguientes ciclos de operación: 183 - 227 - Ocupado - Enfriamiento - Ocupado - Calefacción - Desocupado - Enfriamiento - Desocupado - Calefacción - Inversión del sistema Aprender/repasar las secuencias de control de las terminales para los 11 sistemas por medio de diagramas y las descripciones de las siguientes estrategias de control de la capacidad: 183 - 227 - Capacidad de enfriamiento - Mitigación de la humedad - Capacidad de calefacción - Ventilación con aire exterior - Circulación de aire en el cuarto


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INTRODUCCION Utilice las descripciones y esquemas de los sistemas para familiarizarse con aquellos que le son nuevos o para refrescar su memoria sobre peculiaridades, funcionalidad, requisitos de diseño y ventajas o desventajas de varios sistemas.

particular, tanto en el equipo central como en las terminales que acondicionan las zonas de control de temperatura. Utilice los diagramas ampliados para visualizar mejor las descripciones en los cuadros.

Use los cuadros de variaciones sobre el tema para ver como varios productos pueden combinarse en diferentes formas para crear un sistema particular. Use los cuadros del control del sistema y terminales para comprender la estrategia de control típica para un sistema en

Muchos factores influyen en la selección de un sistema. No hay un método único para llegar a una selección. El diagrama que aparece a continuación muestra el proceso seguido por muchos proyectista.


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SISTEMAS •

Descripción de sistemas genéricos con diagramas, planos de muestra y correspondientes ventajas/desventajas

•

Cuadro con los componentes de sistemas genéricos

•

Controles de sistemas y terminales genéricos con diagramas


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ZONIFICACION CON UNIDADES PAQUETE DE CAUDAL DE AIRE CONSTANTE

COMPONENTES DEL SISTEMA:

1- REJILLA DE RETORNO 2- DIFUSOR DE SUMINISTRO 3- TERMOSTATO DE LA ZONA


4- UNIDAD DE PAQUETE 5- CONDUCTO DE SUMINISTRO 6- CONDUCTO DE RETORNO

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ZONIFICACION CON UNIDADES PAQUETE DE CAUDAL DE AIRE CONSTANTE Simplicidad, modularidad, calidad del aire interior y costo instalado bajo son razones poderosas para zonificar un edificio con unidades monozonas paquete de caudal de aire constante. Al igual que las unidades PTAC, cada sistema de refrigeración sirve una zona pero con la ventaja de que las unidades paquete de techo o verticales de interior permiten mejor ventilación, eficiencia del filtrado de aire y disponibilidad del ciclo economizador que las PTAC y otras terminales pequeñas no lo permiten. No hay equipos mecánicos en los ambientes ocupados o encima del cielo raso. No se requiere acceso a los espacios ocupados por parte del personal de mantenimiento o servicio para atender a estos equipos si así fue previsto en su diseño e instalación. Requiere espacio encima del cielo raso para el paso de conductos. Cuando se maneja una renovación o expansión dividiéndola en módulos, este tipo de zonificación puede ser la más apropiada. Una vez completada la instalación, no es fácil modificar las zonas pero siempre queda la posibilidad de aumentar el número de zonas de un sistema mediante el uso de las terminales VVT (seguramente se hará necesario modificar los conductos del sistema).


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ZONIFICACION CON UNIDADES PAQUETE DE CAUDAL DE AIRE CONSTANTE (PARA TECH0)

ESQUEMA SIMPLIFICADO DE UN LABORATORIO DE ESCUELA – 30´X 50´ COMPONENTES DEL SISTEMA: 1- REJILLA DE RETORNO 3- TERMOSTATO DE LA ZONA 5- CONDUCTO DE SUMINISTRO 2- DIFUSOR DE SUMINISTRO 4- UNIDAD DE PAQUETE 6- CONDUCTO DE RETORNO


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ZONIFICACION CON UNIDADES PAQUETE DE CAUDAL DE AIRE CONSTANTE DE TECHO O VERTICAL VENTAJAS • • • • • • • • • • • • • • • • •

Costo instalado de bajo a muy bajo. No necesita que se suministre aparte la ventilación, extracción o desagüe. Costo de operación razonable cuando se zonifica correctamente. La mayoría de estos equipos cuentan con economizador por aire exterior. Sistema de diseño fácil. La medición individual permite obtener un reporte del consumo de energía de cada zona. El servicio se limita a un punto por zona y no se necesita entrar a las áreas ocupadas para hacerlo. Controles suministrados e instalados en fábrica. Selección variada de opciones y accesorios. Circulación de aire, ventilación y filtración estables. Mantiene control de la presurización en los ambientes. Las zonas pueden subdividirse usando VVT y modificando los conductos. La falla de un equipo no afecta a las zonas atendidas por los otros equipos. Mejor apariencia de los ambientes interiores con los equipos en el techo o con los paquetes verticales instalados en salas de máquinas. Facilita la expansión modular de la instalación. Brinda las ventajas del control electrónico incorporado a un precio razonable. Control centralizado digital con comunicación disponible ya instalado en el equipo o como adicional para instalarse en la obra.


DESVENTAJAS • • • • • • • • •

Aparejo e izamiento de muchos equipos (unidades de techo). Muchos boquetes en el techo(unidad de techo). Muchas salas de máquina y espacio ocupado por unidades verticales. Muchos puntos de alimentación eléctrica. Muchos puntos de servicio por edificio. Desentona con la estética exterior del edificio a no ser que se tomen precauciones en su arquitectura (unidades de techo). Mayor posibilidad de ruidos de baja frecuencia (unidades de techo). Ruido del equipo en el ambiente o cerca de él (unidades verticales interiores - VPAC). Aumento de la humedad relativa a carga parcial de enfriamiento (equipo standard).

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UNIDAD VENTILADORA* Terminal para instalarse en el ambiente , similar al “fancoil”, diseñada con mayor capacidad latente para permitir mayores caudales de aire exterior. • REQUIERE TUBERÍA DE SUMINISTRO Y RETORNO PARA EL AGUA FRIA Y, SI SE TRATA DE UN SISTEMA FRIO/CALOR DE 4 TUBERIAS, LO MISMO PARA EL AGUA CALIENTE. • AIRE DE VENTILACIÓN SE ALIMENTA A TRAVES DE LA PARED EXTERIOR DETRÁS DE LA UNIDAD • TUBERÍA DE CONDENSADO PARA TODAS LAS UNIDADES QUE RECIBEN AGUA FRIA (ESQUEMA NO LO MUESTRA)

COMPONENTES DEL SISTEMA


1- TERMOSTATO DE ZONA 2- UNIDAD VENTILADORA 3- TUBERIA DE AGUA

130

UNIDAD VENTILADORA Tanto como parte de un sistema independiente de expansión directa así como en uno de agua fría, la unidad ventiladora es especial para uso en aulas o lugares similares donde se congrega la gente. Es capaz de admitir caudales generosos de aire de ventilación para cumplir con la mayoría de las normas. Sin embargo, la filtración del aire es de baja eficiencia pues no se tiene ni el espacio ni los ventiladores para permitir el uso de filtros de mayor eficiencia. Las unidades que se instalan en el piso suministran calor debajo de la ventana para cubrir el vidrio y la pared exterior con una capa de aire tibio que es la forma óptima de calentar un ambiente. No requiere espacio para el paso de conductos. Un diseño modularizado permite modificaciones de las zonas sin necesidad de tener que mover estas terminales. Su versión de agua fría no hace fácil la expansión del sistema ni es compatible con otros tipos de sistemas existentes. El servicio al equipo de refrigeración (enfriador o unidad condensadora) queda alejado y no afecta la rutina del ambiente ocupado pero el servicio a la unidad ventiladora requiere acceso a estos ambientes. El costo instalado de los sistemas de expansión directa es de bajo a moderado y el de agua fría es de moderado a alto por el costo del sistema central de agua fría pero seguramente menor al de un sistema comparable de “fancoils” o caudal de aire variable (VAV). El costo de operación va a depender en gran medida de la estrategia de control que se escoja y de la eficiencia de la planta de refrigeración (unidad condensadora o enfriador) pero se debe esperar que sea de bajo a moderado.


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UNIDAD VENTILADORA

LA TUBERÍA CORRE ENCIMA DEL CIELO RASO. MONTANTES DE SUMINISTRO Y RETORNO ALIMENTAN ALAS UNIDADES VENTILADORAS


1- TERMOSTATO DE LA ZONA 2- UNIDAD VENTILADORA


3- CAMISA PARA PASO DE VENTILACIÓN 4- TUBERIA DE AGUA

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UNIDAD VENTILADORA VENTAJAS • • • • • • • • • • •

Costo instalado competitivo con algunos sistemas Todo-Aire y menor que muchos sistemas que requieren ventilación suplementaria. Sistema probado y aceptado para uso en las escuelas. La distribución del agua requiere de muy poco espacio en el edificio. Costo de operación de bajo a moderado. Expectativa de larga vida útil. Opción en expansión directa y agua fría. Bajo nivel de ruido en operación. Calefacción desde debajo de la ventana. No requiere conductos Capaz de suministrar todo el aire exterior de ventilación requerido. Circulación estable del aire en el ambiente.

DESVENTAJAS • • • • • • • • • • • • • •


Costo instalado moderado a alto. Requiere un sistema de extracción para asegurar una ventilación adecuada. Requiere líneas de desagüe de condensado a cada unidad. Muchos puntos de alimentación eléctrica. Más difícil de diseñar que los sistemas modulares paquete. Mayor número de puntos de servicio. Acceso para servicio por los ambientes ocupados. Control deficiente de la humedad a carga parcial de enfriamiento. Filtración deficiente del aire. Se descuida la atención a los filtros de aire. La ventilación se ve afectada por la dirección y velocidad del viento y obstáculos próximos a la toma del equipo. Fallas en la planta central afectan su rendimiento y funcionamiento. Afecta la estética por fuera y por dentro del edificio. No se presta para la mejora o expansión de sistemas existentes.

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“FANCOIL” TERMINAL DE AGUA FRIA



1- DIFUSOR DE SUMINISTRO 2- TERMOSTATO DE LA ZONA 3- REJILLA DE RETORNO

4- “FANCOIL” 7- CONDUCTO 5- TUBERIA DE AGUA 6- MANEJADORA DE AIRE

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“FANCOIL” TERMINAL DE AGUA FRIA Se reducen los requisitos de espacio para el paso de conductos en los ambientes. Niveles de ruido razonablemente aceptables, especialmente con el ventilador a velocidad media o baja, puesto que el equipo de refrigeración queda alejado. Los requisitos de ventilación se cumplen con un sistema independiente que lo suministra ya enfriado, deshumedecido, atemperado o humedecido, como se haya previsto en el proyecto. Un filtrado de alta eficiencia del aire del cuarto es imposible pues no se dispone del espacio o ventilador en el “fancoil” para lograrlo. La facilidad o dificultad para su mantenimiento depende del número y donde van montadas las unidades, si en el piso o en el techo. El consumo de energía del ventilador es bajo porque las pérdidas del “fancoil” son pequeñas. El consumo de energía del sistema depende de la eficiencia de la planta central pero, a igualdad de condiciones, se puede esperar que consuma menos que un sistema todo-aire. El costo instalado es bajo si el sistema es de dos tuberías pero se corre el grave riesgo de tener una operación insatisfactoria durante las temporadas intermedias en los lugares que requieren frío y calor. Un sistema de cuatro tuberías suministra agua fría o caliente a cada ambiente y resuelve este problema pero a un mayor costo instalado. Naturalmente que el costo del acondicionamiento y distribución del aire de ventilación también afecta el costo de este sistema.


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“FANCOIL” TERMINAL DE AGUA FRIA

NOTA: SE MUESTRA EL RETORNO POR PLENO; EL RETORNO POR CONDUCTO ES TAMBIEN ACEPTABLE

ESQUEMA DE UN LABORATORIO DE ESCUELA – 30´X 50´ COMPONENTES DEL SISTEMA: 1- DIFUSOR 2- TERMOSTATO DE ZONA

3- REJILLA DE RETORNO 4- “FANCOIL”


5- TUBERIA DE AGUA 6- TUBO DE DESAGUE

7- CONDUCTO 8- COMPUERTA DE AJUSTE 136

“FANCOIL” TERMINAL DE AGUA FRIA VENTAJAS • • • • • • • • • •

Costo de operación de bajo a moderado. Menor espacio para los pasos de los servicios de agua fría, ventilación y extracción que los sistemas todo-aire. Larga vida útil. Operación silenciosa. Calor debajo de las ventanas en unidades perimetrales montadas en el piso. Versatilidad en estilos y ubicación de las terminales. Circulación de aire estable en los ambientes. No afecta la estética exterior. No afecta la estética interior (oculta por el cielo raso). Disponible con control electrónico centralizado.


DESVENTAJAS • • • • • • • • • • • •

Costo instalado de moderado a alto. Sistemas separados de ventilación y extracción. Tubo de desagüe de condensado a cada unidad. Muchos puntos de conexión eléctrica. Más complejo para diseñar que el sistema modular paquete. Muchos puntos de mantenimiento. El mantenimiento requiere acceso a áreas ocupadas. La humedad a carga parcial de enfriamiento depende del tratamiento que se le dé al aire de ventilación. Filtración del aire del ambiente de baja calidad. Debe preverse capacidad de reserva en la planta central. Unidades expuestas afectan la estética del ambiente. No se presta a la mejora o expansión de otros sistemas.

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SISTEMA DIVIDIDO SIN CONDUCTOS (“DUCT-FREE”)

COMPONENTES DEL SISTEMA: 1- “FANCOIL” DE E.D. SIN CONDUCTO 2- TERMOSTATO DE ZONA


3- TUBERIA DE REFRIGERACIÓN 4- UNIDAD CONDENSADORA

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SISTEMA DIVIDIDO SIN CONDUCTOS (“DUCT-FREE”) Bajo costo instalado, fácil diseño e instalación y simple de zonificar son algunas de las ventajas de este sistema. Sólo necesita la tubería de refrigeración y el alambrado de control para unir el “fancoil” con su respectiva unidad condensadora y formar un sistema. Minimiza el costo de modificación o expansión de una instalación así como los costos de preparación, subsanación y redecorado de los ambientes. Elimina la necesidad de conductos en los ambientes, excepto que en ambientes con mucha gente se hará necesario instalar un sistema aparte de ventilación pues este sistema cuenta con una capacidad de ventilación nula o muy limitada. Como es el caso con todos los sistemas “fancoil” de cualquier tipo, la calidad de filtración del aire es limitada. Todos los componentes del sistema vienen ya preseleccionados en fábrica, incluyendo los controles. Se hace muy difícil añadir zonas a la unidad condensadora de un sistema ya instalado.


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SISTEMA DIVIDIDO SIN CONDUCTOS (“DUCT-FREE”)

COMPONENTES DEL SISTEMA: 1- ”FANCOIL” SIN CONDUCTO 2- TERMOSTATO DE ZONA 3- TUBERIA DE REFRIGERACION


4- UNIDAD CONDENSADORA 5- REJILLA DE VENTILACIÓN

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SISTEMA DIVIDIDO SIN CONDUCTOS (“DUCT-FREE”) VENTAJAS • • • • • • • • •

Costo instalado entre bajo y moderado. Elimina la necesidad de los conductos de suministro y retorno. Instalación rápida. Diseño fácil - todo está preseleccionado en fábrica. Requiere poco espacio para el paso de la tubería de refrigeración y conducto de extracción. Costo de operación entre bajo y moderado. Posible suministro hasta 30% de aire exterior con ventilador, conducto y rejilla adicionales para toma en pared exterior (disponible solo en ciertos modelos). Reserva de capacidad. Daño a un sistema no afecta a los demás. Bueno en proyectos de renovación o adiciones pequeñas.

DESVENTAJAS • • • • • • • • • • • • • • •


Precisa sistema separado de extracción para una ventilación efectiva. Tubo de desagüe de condensado a cada “fancoil”. Ventilador de refuerzo para ventilación en cada “fancoil” o sistema separado de ventilación. Muchos puntos de alimentación eléctrica. Muchos puntos de servicio. Muchas perforaciones de paredes y techo para el paso de las tuberías y ventilación individual. Solo dispone de calefacción eléctrica- ni gas ni agua caliente. No tiene ciclo economizador. Cuando las zonas de un sistema tienen demandas térmicas opuestas no es posible obtener calefacción con la bomba de calor. Aumento de humedad a carga parcial de enfriamiento. Filtración pobre del aire. La limpieza del filtro en el ambiente tiende a descuidarse. Efecto sobre la estética interior y exterior. No acepta el aumento de zonas a la unidad condensadora. Control electrónico centralizado puede no estar fácilmente disponible.

141

BOMBAS DE CALOR AGUA-AIRE (BCAA) CIRCUITO CALIFORNIA

COMPONENTES DEL SISTEMA: 1- DIFUSOR 2- TERMOSTATO DE ZONA 3- BOMBA DE CALOR AIRE-AGUA


4- REJILLA DE RETORNO 5- MANEJADORA DE AIRE 6- TUBERIA DE AGUA

7- CONDUCTO

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BOMBAS DE CALOR AGUA-AIRE (BCAA) CIRCUITO CALIFORNIA Estas unidades paquete de expansión directa alcanzan notables reducciones en el consumo de energía en edificios con ambientes perimetrales que requieren calefacción y grandes áreas interiores que requieren enfriamiento cuando están ocupadas. El edificio debe tener estas características si se ha de considerar éste o cualquier otro sistema de recuperación. La inversión en el circuito de dos tubos de recuperación del calor de condensación y en los controles del sistema hacen posible el menor consumo de energía de este sistema pero también elevan su costo instalado por encima de otros sistemas individuales de expansión directa por zona. Estos equipos se ofrecen en versión horizontal y vertical. En la mayoría de las instalaciones se utilizan conductos de suministro para distribuir el aire por toda la zona lo que puede hacer necesario un cielo raso para ocultarlos pero que permita el acceso para el servicio de los equipos. Cada equipo debe tener una toma de aire exterior para ventilación o un sistema separado para este fín. Como todo sistema que utiliza “fancoils” instalados en el ambiente, la calidad de la filtración del aire es pobre debido a las limitaciones de espacio, potencia del ventilador y ruido en la unidad. Es un sistema versátil ya que fácilmente se le pueden agregar nuevas zonas y aumentar modularmente su capacidad. Tratar solo un pequeño porcentaje del área de un proyecto con estas unidades BCAA no tendría mucho sentido debido al mayor costo del sistema de apoyo requerido para su operación satisfactoria.


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BOMBAS DE CALOR AGUA-AIRE (BCAA) CIRCUITO CALIFORNIA NOTA: SE MUESTRA EL RETORNO POR PLENO, EL RETORNO POR CONDUCTO ES TAMBIEN ACEPTABLE

ESQUEMA DE UN LABORATORIO DE ESCUELA – 30´X 50´ COMPONENTE DEL SISTEMA: 1- DIFUSOR 2- TERMOSTATO DE ZONA

3- BOMBA DE CALOR AIRE-AGUA 4- REJILLA DE RETONO


5- DESAGUE DE CONDENSADO 6- TUBERIA DE AGUA

7- CONDUCTO 8- COMPUERTA DE AJUSTE

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BOMBAS DE CALOR AGUA-AIRE (BCAA) CIRCUITO CALIFORNIA

DESVENTAJAS

VENTAJAS • • • • • •

Costos de operación muy bajos cuando se tiene áreas interiores grandes y requisitos considerables de calefacción. Paquetes de control del propio fabricante. Circulación estable del aire en los ambientes. Falla de un equipo no afecta a otras zonas. No afecta la estética de la instalación. Control electrónico central.

• • • • • • • • • • • • • • •


Costo instalado de moderado a caro. Requiere mayor pericia en su instalación y configuración. Tubo de desagüe a todas las zonas. Sistema central de ventilación y extracción suplementario. Diseño más difícil que otros sistemas modulares paquete. Los problemas del sistema son más difíciles de diagnosticar. Muchos puntos de alimentación eléctrica. Ventaja del costo operativo deteriora rápidamente si el área interior o la demanda de calefacción del perímetro es pequeña. Muchos puntos de servicio. Acceso para servicio a los espacios ocupados si las unidades se instalan allí. No utiliza ciclo economizador. Aumento en la humedad a carga parcial de enfriamiento. La ventilación debe suministrar carga latente a carga parcial. Filtrado del aire de baja eficiencia. Limpieza del filtro en el ambiente tiende a descuidarse. No está diseñado para permitir otros tipos de sistemas en el circuito.

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ACONDICIONADOR DE AIRE PAQUETE TERMINAL (“PTAC”)

COMPONENTES DEL SISTEMA: 1- REJILLA DE EXTRACCIÓN 5- MANEJADORA DE AIRE DE VENTILACIÓN


2- DIFUSOR DE VENTILACIÓN 6- CONDUCTO DE VENTILACIÓN

3- TERMOSTATO DE ZONA 7- CONDUCTO DE EXTRACCIÓN

4- UNIDAD “PTAC”

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ACONDICIONADOR DE AIRE PAQUETE TERMINAL (“PTAC”) Costo instalado bajo, muy simple de diseñar, un mínimo de espacio requerido y rápida reparación son las ventajas principales de este sistema. El constructor instala fácilmente las camisas suministradas por la fábrica en las paredes exteriores para recibir a los “PTAC”. Una vez el electricista ha conectado todos los puntos de alimentación, la instalación es simplemente deslizar las unidades en sus camisas y enchufarlas. En caso de daño a un equipo solo se requiere deslizar la unidad dañada fuera de la camisa, substituirla por otra similar de la reserva y enchufarla - un servicio prácticamente instantáneo. Una vez instalados no pueden moverse pero un diseño modular puede permitir una redistribución de las zonas. El compresor y ventilador quedan dentro del área ocupada y su servicio requiere ingreso del personal de servicio a estas áreas pero, por otro lado, no se necesita espacio para el paso de conductos y las unidades ocupan un espacio mínimo. Las terminales solo pueden instalarse en paredes exteriores y descargan libremente en el ambiente lo que limita su alcance a unos 20 pies de estas paredes. Como todo sistema de “fancoil” en el ambiente, la calidad del filtrado del aire es pobre. El caudal de aire exterior para ventilación está también limitado a un máximo de unos 35 CFM lo cual hace la ventilación suplementaria obligatoria en ambientes donde se congrega mucha gente. Se pueden agregar zonas a una instalación existente sin ningún problema. La posible dificultad puede presentarse en la extensión del sistema de ventilación.


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ESQUEMA DE UN LABORATORIO DE ESCUELA – 30´X 50´ COMPONENTES DEL SISTEMA: 1- REJILLA DE EXTRACCIÓN 3- TERMOSTATO DE ZONA (EN PTAC) 5- CONDUCTO DE VENTILACIÓN 2- DIFUSOR DE VENTILACIÓN 4- UNIDAD “PTAC” 6- CONDUCTO DE EXTRACCION


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VENTAJAS • • • • • • • • • • •

Costo instalado muy bajo. No requiere tuberías o conductos. El sistema más fácil de diseñar - paquete de fábrica. Instalación rápida. Mínimo desperdicio de espacio en el edificio. Costo de operación entre moderado y bajo. Medición individual permite seguir el consumo eléctrico de cada zona. El servicio es rápido y de poca tecnología- desmontar unidad dañada, mandarla a reparar y substituirla por una de reserva. Circulación estable del aire en el ambiente. Daño a un equipo no afecta a las otras zonas. Se adapta fácilmente a una expansión o renovación.

DESVENTAJAS • • • • • • • • • • • • • • •


No puede atender áreas interiores. Necesita otro sistema. Tubo de desagüe para condensado en cada zona. Requiere ventilación y extracción suplementaria. Instalación de los “PTAC” no requiere contratista del ramo. No tiene ciclo economizador. Muchos puntos de conexión eléctrica. Hueco en la pared de cada zona afecta su integridad. Muchos puntos de servicio (en cada ambiente) Ruido de elementos mecánicos en los ambientes. Distribución limitada del aire- alcance efectivo es de 15 a 20 pies de la pared exterior. Aumento en la humedad a carga parcial de enfriamiento. La ventilación debe suministrar carga latente a carga parcial. Filtrado del aire de baja eficiencia. Limpieza del filtro en el ambiente tiende a descuidarse. La ventilación del “PTAC” depende de la dirección y velocidad del viento, presión interior y obstáculos próximos a la toma del equipo. Efecto sobre la estética interior y exterior.

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SISTEMA DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE (“VAV”)

COMPONENTES DEL SISTEMA: 1- REJILLA DE RETORNO 4- CAJA “VAV”


2- DIFUSOR DE SUMINISTRO 5- MANEJADORA DE AIRE

3- TERMOSTATO DE ZONA 6- CONDUCTO DE SUMINISTRO

150

SISTEMA DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE (“VAV”) Buena ventilación, calidad del aire interior y bajos niveles de ruido son ventajas importantes de este sistema. La calidad de la ventilación y el consumo de energía del sistema depende de cuan bajo sea el valor del caudal mínimo de aire permitido en el ajuste del control antes de que se active el serpentín de calefacción. Se pueden servir grandes áreas del edificio con una sola manejadora de aire ubicada en una sala de máquinas o en el techo. Casi todo el mantenimiento puede efectuarse fuera de los ambientes ocupados sin interferir con las actividades que se llevan a cabo en éstos, por lo tanto no es necesario hacerlo en horas especiales. Los ambientes pueden rezonificarse sin problema pues solo se requiere la modificación de los conductos de la zona y, si acaso, añadir alguna que otra terminal. El consumo de energía varía notablemente entre un sistema y otro pues depende en gran manera de la eficiencia del equipo de refrigeración, el caudal mínimo de aire permitido por los controles antes de activar la calefacción y las opciones de conservación/recuperación de energía que formen parte del sistema. Requiere mayor espacio para el paso de los conductos, característica de todos los sistemas todo-aire. El costo instalado del sistema con equipos paquete es moderado pero aumenta con el uso de equipos de agua fría instalados en salas de máquinas.


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SISTEMA DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE (“VAV”) NOTA: RETORNO POR PLENO ENCIMA DEL CIELO RASO; RETORNO POR CONDUCTO IGUALMENTE ACEPATABLE

ESQUEMA DE UN LABORATORIO DE ESCUELA – 30´X 50´ COMPONENTES DEL SISTEMA: 1 – REJILLA DE RETORNO 2 – DIFUSOR

3 – TERMOSTATO DE ZONA 4 – TERMINAL “VAV”


5 – CONDUCTO DE RETORNO 6 – CONDUCTO DE SUMINISTRO

7- COMPUERTA DE AJUSTE 8 – RECALENTAMIENTO DE ZONA

152

SISTEMA DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE (“VAV”) • • • • • • • • • • • • • • • •

VENTAJAS Costo instalado moderado - razonable para un sistema todo-aire. Sistema de distribución de aire simple y compacto. No requiere sistemas de ventilación y extracción adicionales. Está entre los sistemas de costos de operación más bajos. Se puede aprovechar el economizador con aire exterior. Mantenimiento rutinario limitado a las salas de máquinas (las cajas “VAV” muy rara vez requieren reparación). Operación silenciosa. No desperdicia área rentable (con equipos instalados en el techo). Menor pérdida de capacidad latente a carga parcial. Es posible lograr un filtrado excelente del aire. Ventilación centralizada. Control de la presurización de los ambientes. Ajuste del caudal mínimo del aire por el usuario. No afecta la estética de los ambientes. Terminales y difusores pueden reubicarse fácilmente si fuese necesario. Disponible con varias opciones de control para mayor adaptabilidad.

• • • • • • •

• •

• •


DESVENTAJAS Requiere equipos apropiados para operar con caudal de aire variable. Se dispone de accesorios y controles para el ventilador de la manejadora de aire para mejorar su operación y eficiencia. Requiere difusores apropiados para operar con caudales variables de aire (excepto con cajas de cierto tipo). Puntos de alambrado eléctrico (cajas con ventilador solamente). Es más difícil de diseñar que un sistema con paquetes modulares. Puntos de servicio encima del cielo raso (cajas con ventilador). La fijación del caudal mínimo de aire puede propiciar que se produzca el suministro simultáneo de frío y calor a las zonas que tengan muy poca carga de enfriamiento y un alto valor de caudal mínimo fijado. Cualquier falla en el equipo central afecta a todas las cajas del sistema. Las variaciones de caudal afectan la ventilación y circulación del aire en los ambientes (se recomienda fijar caudales mínimos en el control). El uso de difusores apropiados minimiza el efecto sobre la circulación. Un sistema de caudal constante no puede convertirse a caudal variable. No se presta para uso en pequeñas adiciones a una instalación.

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“VVT*” CON EQUIPO PAQUETE

, Variable Temperature (Caudal variable, Temperatura variable)

Variable Volumen

COMPONENTES DEL SISTEMA: 1 RIELES DE CONTROL 3 TERMOSTATO MONITOR 2 DESVIO 4 CONTROLADOR DEL DESVIO El Libro de Oro del Aire Acondicionado

5 DIFUSOR 6 TERMOSTATO DE ZONA

7 COMPUERTA VVT 8 UNIDAD CENTRAL

9 CONDUCTO 10 REJILLA DE RETORNO 154

“VVT” CON EQUIPO PAQUETE El sistema de caudal de aire variable y temperatura variable (“VVT”) con equipos paquete es ideal cuando se desean las ventajas de un sistema todo-aire zonificado pero a un menor costo inicial instalado. A menudo se lo llama también sistema de caudal de aire variable (“VAV”) con desvío. Utiliza equipos paquete convencionales de caudal de aire constante y por eso se utiliza mucho para mejorar instalaciones deficientes cuando se dispone del espacio para el paso de los conductos. Este sistema permite servir zonas de diversos tamaños con un solo equipo de refrigeración, no altera la estética interior y es capaz de mantener la calidad del aire interior. Los cambios en las zonas pueden hacerse con un mínimo de trabajo. El sistema es capaz de suministrar frío o calor a todas las zonas en todo momento y sus controles determinan lo que se suministra a cada zona para reducir a un mínimo el desperdicio que significa suministrar frío y calor simultáneamente a una zona.


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“VVT” CON EQUIPO PAQUETE

NOTA: RETORNO POR PLENO ENCIMA DEL CIELO RASO; RETORNO POR CONDUCTO IGUALMENTE ACEPTABLE

ESQUEMA DE UN LABORATORIO DE ESCUELA – 30´X 50´ COMPONENTES DEL SISTEMA: 1- CONTROLADOR DE ZONA 2- COMPUERTA DE AJUSTE


3- DIFUSOR PARA “VAV” 4- REJILLA DE RETORNO

5- CONDUCTO DE SUMINISTRO 6- COMPUERTA DEL “VVT”

7- RECALENTADOR DE ZONA

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“VVT” CON EQUIPO PAQUETE VENTAJAS • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Costo instalado entre bajo y moderado. Utiliza equipos convencionales de caudal de aire constante. Conducto de suministro convencional de baja presión, baja velocidad. No requiere sistema separado de ventilación o extracción. Puede utilizar economizador con aire exterior. Pocos puntos de mantenimiento. Mantenimiento del equipo central limitado a un punto de fácil acceso. Pocos puntos para alambrar eléctricamente (agua caliente para zonas). No requiere mantenimiento de rutina en los ambientes ocupados. No ocupa área rentable para montaje de equipos (unidades de techo). Permite un filtrado apropiado del aire. Ventilación central. Operación silenciosa. Capaz de mantener ambientes presurizados. Fácil de añadirlo para mejorar el funcionamiento de instalaciones deficientes. No altera la estética de los ambientes. Se adapta fácilmente a cambios en la distribución de la zona. Control electrónico digital y capacidad de comunicación permiten su uso en proyectos de gran envergadura con muchos de estos sistemas.


DESVENTAJAS • • • • • • • • • • •

No reduce el consumo de energía del ventilador de suministro. Pierde la capacidad latente a carga parcial cuando se apaga la unidad. Debe preverse/atenuarse posible “ruido ronco” de la unidad de techo. Diseño más difícil que el de un sistema modular paquete. Requisitos de caudal de aire mínimo de las zonas reducen el ahorro de energía del sistema. Requisitos mínimos de ventilación hacen necesario fijar valores mínimos de caudal por encima de los requeridos por la carga. Operación al caudal mínimo ocasiona la mezcla de frío y calor en la zona durante la calefacción en el ciclo ocupado. Operación de “tiempo compartido” en la unidad central (la unidad no suministra frío y calor simultáneamente). No hay capacidad de reserva si falla la unidad central. Requiere conocimiento de como configurar controles electrónicos. Operación óptima del sistema depende de un buen diseño del desvío.

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SISTEMA MULTIZONA

COMPONENTES DEL SISTEMA 1- REJILLA DE RETORNO 2- TERMOSTATO DE ZONA 3- MANEJADORA DE AIRE MULTIZONA


4- DIFUSOR 5- SERPENTIN DE CALEFACCIÓN DE LA ZONA (UNIDAD DE DOBLE DESCARGA) 6- CONDUCTO DE SUMINISTRO A LA ZONA

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SISTEMA MULTIZONA Excelente ventilación, calidad del aire interior y bajos niveles de ruido son ventajas importantes del sistema multizona. Otra ventaja es que no tiene equipos encima de los cielos rasos ni dentro de los ambientes ocupados lo que significa que su mantenimiento y servicio puede hacerse sin alterar la rutina de los usuarios de estos espacios. La mayor desventaja es su inflexibilidad a los cambios de zonificación pues cada zona requiere tener su propio conducto de suministro desde la unidad multizona. Esta condición puede mejorarse con el uso de controles electrónicos digitales que permiten subdividir grandes zonas en áreas más pequeñas. El consumo de energía del sistema depende en gran medida de la eficiencia del equipo de refrigeración y de la efectividad de los accesorios de recuperación de energía que sean parte del sistema. La mezcla de aire caliente o aire frío con aire neutro desviado es preferible a la mezcla de aire frío y caliente. Tanto los modelos de doble como los de triple descarga pueden efectuar esta mezcla de aire neutro con el aire frío o caliente. En unidades de doble descarga el serpentín de calentamiento central solo debiera usarse para el atemperamiento de los ambientes temprano en las mañanas o su calentamiento cuando no están ocupados pero una vez ocupados el calor requerido debe suministrarse con serpentines en cada zona. Requiere espacio para el paso de conductos, como ocurre con todo sistema todo-aire. El costo instalado es moderado si se utilizan equipos paquete pero aumenta cuando se utilizan equipos que requieren salas de máquinas y unidades centrales de agua fría.


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SISTEMA MULTIZONA

ESQUEMA DE UN LABORATORIO DE ESCUELA 30´X 50´ COMPONENTES DEL SISTEMA: 1- DIFUSOR 4- REJILLA DE RETORNO 2- TERMOSTATO DE ZONA 5- TUBERIA DE AGUA 3- COMPUERTA DE AJUSTE 6- CONDUCTOS DE SUMINISTRO


7- CONDUCTO DE RETORNO 8- CALEFACTOR DE ZONA (MULTIZONA DE DOBLE DESCARGA)

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SISTEMA MULTIZONA VENTAJAS • • • • • • • • • • • • •

Costo instalado competitivo con otros sistemas todo-aire, sistemas de agua fría y bomba de calor agua-aire. No se requiere adicionar sistemas de ventilación, extracción o desagüe. Permite el uso del economizador con aire exterior. Pocos puntos para alambrar eléctricamente. Pocos puntos para mantenimiento (el equipo central queda fuera del espacio ocupado). Larga vida útil. Operación silenciosa. Posible “sub-zonificar” con terminales “VVT”. Ventilación y circulación estable del aire en el ambiente. Capaz de lograrse un excelente filtrado del aire. Mantiene presurización de los ambientes. No afecta la estética de los ambientes. Permite el uso de un control central electrónico.


DESVENTAJAS • • • • • • • •

Costo instalado de moderado a alto. Debido en gran medida al mayor costo de la distribución de aire. Mayor costo operativo pues el caudal de aire que circula la manejadora es constante. Requiere mucho espacio para el paso de conductos. Limitado al número de zonas disponible en la manejadora. El costo y la logística de recorridos largos de conducto imponen límites a la zonificación del sistema. No tiene reserva en caso de falla del equipo central. No está diseñado para permitir adiciones de espacios pequeños o módulos. No se presta para uso en remodelaciones o modificaciones.

161

SISTEMA DE DOBLE CONDUCTO

COMPONENTES DEL SISTEMA: 1- REJILLA DE RETORNO 2- DIFUSOR 3- TERMOSTATO DE ZONA

4- MANEJADORA PARA DOBLE CONDUCTO 5- TERMINAL DE DOBLE CONDUCTO


6- CONDUCTO DE AIRE FRIO 7- CONDUCTO DE AIRE NEUTRO O TIBIO

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SISTEMA DE DOBLE CONDUCTO Excelente ventilación, calidad del aire interior y bajos niveles de ruido son ventajas importantes. Su comportamiento es muy similar al sistema multizona de caudal de aire constante pero le aventaja en que éste permite servir áreas de mayor tamaño con una manejadora de aire; estas manejadoras de mayor capacidad pueden instalarse en el techo a la intemperie o dentro de una sala de máquinas. Con la excepción de la terminal de doble conducto y su control no hay ningún equipo mecánico dentro del ambiente ocupado o de su cielo raso. Generalmente es posible hacer el mantenimiento rutinario al sistema sin tener que ingresar a los ambientes ocupados lo cual elimina la necesidad de que el personal de mantenimiento deba trabajar horas especiales para estos menesteres. Los cambios se hacen con facilidad; dentro de la zona se pueden reubicar difusores y mover los conductos de la zona; si se necesitan crear nuevas zonas, se agregan terminales, conductos y difusores. El consumo de energía del sistema depende en gran medida de la eficiencia del equipo de refrigeración y de la efectividad de las estrategias de control del consumo de energía adoptadas. Controles que brindan un control limitado de los caudales de aire producen una economía significativa en el consumo de energía con un efecto apenas notable en la ventilación o calidad del aire interior. Requiere espacio para el paso de conductos, como ocurre con todos los sistemas todo-aire. El costo instalado es moderado si se utilizan equipos paquete pero aumenta cuando se utilizan equipos que requieren salas de máquinas y unidades centrales de agua fría.


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SISTEMA DE DOBLE CONDUCTO NOTA: RETORNO POR PLENO ENCIMA DEL CIELO RASO, RETORNO POR CONDUCTO IGUALMENTE POSIBLE

ESQUEMA DE UN LABORATORIO DE ESCUELA 30´X 50´ COMPONENTES DEL SISTEMA: 1- REJILLA DE RETORNO 2- DIFUSOR 3- TERMOSTATO DE ZONA


4- RECALENTAMIENTO DE ZONA 5- TERMINAL DE DOBLE CONDUCTO 6- CONDUCTO DE AIRE FRIO

7- CONDUCTO DE AIRE TIBIO O DE DESVIO (NEUTRO) 8- CONDUCTO DE RETORNO

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SISTEMA DE DOBLE CONDUCTO VENTAJAS • • • • • • • • • • • • • •

No requiere sistemas de ventilación o extracción suplementarios ni tubería de desagüe. Costo operativo competitivo con otros sistemas de caudal de aire constante. Economizador con aire exterior. La manejadora puede servir áreas más grandes que en el sistema multizona. Pocos puntos de alambrado eléctrico. Mantenimiento de rutina limitado a sala de máquinas de la manejadora. Las terminales rara vez requieren mantenimiento o servicio. Larga vida útil. Bajo nivel de ruido. Es posible “sub-zonificar” con terminales “VVT” o “VAV”. Deshumedecimiento satisfactorio a carga parcial de enfriamiento. Ventilación y circulación estable del aire en el ambiente. Capaz de lograr un excelente filtrado del aire. Mantiene presurización de los ambientes. Permite el uso de un control central electrónico.


DESVENTAJAS • • • • •

Costo instalado alto. Espacio encima el cielo raso para paso de dos conductos troncales, ramales y terminales. No hay capacidad de reserva si falla la unidad central. No está diseñado para usarse en adiciones o módulos pequeños. No se presta para uso en remodelaciones o modificaciones

165

SISTEMA DE INDUCCION

COMPONENTES DEL SISTEMA: 1- TERMINAL DE INDUCCIÓN 2- TERMOSTATO DE ZONA


3- REJILLA DE EXTRACCIÓN 4- CONDUCTO DE EXTRACCIÓN

5- CONDUCTO DE SUMINISTRO 6- TUBERIA DE AGUA

7- TUBO DE DESAGüE

166

SISTEMA DE INDUCCION Estabilidad en la ventilación y circulación del aire en el ambiente son virtudes del sistema de inducción. El aire exterior acondicionado es distribuido a los ambientes a alta velocidad por conductos de pequeñas dimensiones para darles ventilación, neutralizar la carga latente, contribuir a la capacidad sensible de enfriamiento/calefacción de la terminal y promover la circulación del aire en el ambiente. A diferencia de muchas otras terminales, mantiene su capacidad latente aun a carga parcial de enfriamiento debido al suministro contínuo de un caudal constante de aire primario filtrado y acondicionado en la manejadora de aire central. La terminal no tiene elementos electromecánicos lo que reduce el costo de la instalación eléctrica, comparado con la de otras terminales con compresor y/o ventilador. La ausencia de estos elementos en la terminal significan un menor nivel de ruido y menor mantenimiento. Las terminales ordinariamente satisfacen los requisitos de ventilación, enfriamiento y calefacción de los ambientes en su totalidad pero, bajo ciertas condiciones, puede ser aconsejable instalar resistencias eléctricas adicionales en algunos ambientes para reducir los costos de operación y facilitar la operación en las estaciones intermedias. La capacidad de la terminal es una combinación de la capacidad del aire primario más la de su serpentín. Existen muchas estrategias para el control de las zonas y del sistema. Generalmente el aire primario neutraliza la carga del aire exterior, la carga de transmisión y, en el ciclo de enfriamiento, la carga latente de la zona. En climas de invierno benigno se puede usar la distribución de agua por dos tubos y beneficiarse de su menor costo; en climas de inviernos crudos, puede necesitarse un sistema de cuatro tubos.


167

SISTEMA DE INDUCCION

COMPONENTES DEL SISTEMA: 1- TERMINAL DE INDUCCIÓN 2- TERMOSTATO DE ZONA El Libro de Oro del Aire Acondicionado

3- REJILLA DE EXTRACCIÓN 5- RAMAL DE SUMINISTRO 4- CONDUCTO DE EXTRACCIÓN 6- TUBERIA DE AGUA

7- MONTAJE DE SUMINISTRO

168

SISTEMA DE INDUCCION VENTAJAS • • • • • • • • • • • •

No requiere sistemas adicionales para calentar y ventilar las zonas cuando se tiene una caldera. Excelente para uso en perímetro e interiores. La extracción puede hacer innecesario un sistema de retorno del aire. La terminal no requiere alimentación eléctrica. Menor costo de la instalación eléctrica. Ventilación excelente y continua con aire bien filtrado. Excelente capacidad latente aún a carga parcial de enfriamiento. Requiere un mínimo de espacio para los equipos electromecánicos. Versatilidad de estilo ayudan a su ubicación en el proyecto. Unidades montadas en el piso pueden suministrar calor debajo de las ventanas. Muy silencioso- no tiene ventilador ni compresor en la terminal. No tiene ventilador ni filtros que requieran mantenimiento en la zona ocupada. Controles electrónicos disponibles.


DESVENTAJAS •

• • • •

Costo instalado de moderado a alto. Al compararlo con otros sistemas debe asegurarse que se incluye el costo del sistema de ventilación y el alambrado eléctrico de las terminales. Requiere espacio para paso del conducto de aire primario muy similar al requerido por el conducto de ventilación de otros sistemas. Se requieren fosos en las paredes exteriores de rascacielos y edificios de mediana altura para alimentar aire a las terminales perimetrales. No cuenta con reserva si ocurriese una falla en el equipo central. No se presta para mejoras o complemento de sistemas existentes.

169

SISTEMAS •


•


•



170

ZONIFICACION CON EQUIPOS PAQUETE DE CAUDAL DE AIRE CONSTANTE VARIACIONES SOBRE EL TEMA

Perímetro

Uno o dos Pisos Interior

Perímetro Tres o más Pisos

Refrigeración Mecánica

Calefacción

Cada paquete es un sistema de rerefrigeración autocontenido, excepto si se trata de paquetes verticales sin condensador en cuyo caso el condensador remoto enfriado por aire se instala a una distancia razonable de la unidad.

1. Unidad de techo (edificios de una planta): resistencia eléctrica, bomba de calor, agua caliente (pocas), gas. 2. Paquete vertical con agua caliente, resistencias eléctricas o vapor 3. Sistema separado: resistencia eléctrica, agua caliente o vapor en el zócalo, zonificado según se requiera. 1. Igual que el perímetro. 2. Unidad de techo o paquete vertical, frío solo, por zona. Utilice las luces o “fancoil” de calefacción en el cielo raso para el atemperamiento de los ambientes en las madrugadas frías o en el ciclo desocupado. 1. Una unidad paquete vertical por zona con serpentín de agua caliente o vapor. 2. Calefacción en el zócalo, zonificada a voluntad: resistencia eléctrica, agua caliente o vapor.

Una unidad de techo de caudal de aire constante por zona o un paquete vertical de caudal de aire constante por zona, igual que las áreas perimetrales.

Cada paquete es un sistema de refrigeración autocontenido, excepto si se trata de paquetes verticales sin condensador en cuyo caso el condensador remoto enfriado por aire se instala a una distancia razonable de la unidad

Un paquete vertical de caudal de 1. aire constante por zona, al igual que 2. las zonas perimetrales del edificio.

Interior


Igual que el perímetro. Paquete vertical por zona. Utilice las luces o “fancoil” de calefacción en el cielo raso para el atemperamiento de los ambientes en las madrugadas frías o en el ciclo desocupado.

Manejadoras Para las áreas perimetrales e interiores, cada unidad de techo o paquete vertical es la manejadora para la zona que sirve. Todas pueden suministrar la ventilación de manera satisfactoria. Los paquetes verticales requieren un conducto para la toma de aire de ventilación o en su defecto deben instalarse en salas de máquinas selladas a las zonas ocupadas. Muchas unidades ofrecen como opción el economizador con aire exterior.

Para las áreas perimetrales e interiores, cada unidad de techo o paquete vertical es la manejadora para la zona que sirve. Todas pueden suministrar la ventilación de manera satisfactoria. Los paquetes verticales requieren un conducto para la toma de aire de ventilación o en su defecto deben instalarse en salas de máquinas selladas a las zonas ocupadas. Muchas unidades ofrecen como opción el economizador con aire exterior.

Terminales Puesto que cada unidad paquete sirve tan solo una zona no se requiere terminales de control. Los difusores pueden ser perforados, concéntricos, de hojas curvas, lineales o cualquier otro tipo apropiado para uso en sistemas de caudal de aire constante.

Igual que para el perímetro.

Puesto que cada unidad paquete sirve tan solo una zona no se requiere terminales de control. Los difusores pueden ser perforados, concéntricos, de hojas curvas, lineales o cualquier otro tipo apropiado para uso en sistemas de caudal de aire constante.

Igual que para el perímetro.

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UNIDAD VENTILADORA Refrigeración Mecánica Tipo Expansión Directa (D.E.) Unidad condensadora en el techo o piso. El evaporador es parte de la unidad ventiladora.

Perímetro

Tipo Agua Fría – Planta central de agua fría

Interior

Las unidades ventiladoras se usan generalmente en las áreas perimetrales y no en las interiores. Su aplicación más común es en el acondicionamiento de las aulas en las escuelas.

Uno o dos Pisos

El agua fría es más común en edificaciones de más de dos pisos. El sistema de refrigeración lo conforma la planta central de agua fría.


Interior

Las unidades ventiladoras se usan generalmente en las áreas perimetrales y no en las interiores. Su aplicación más común es en el acondicionamiento de las aulas en las escuelas.


VARIACIONES SOBRE EL TEMA Calefacción Manejadoras Tipo Expansión Directa Resistencias en la unidad ventiladora. Tipo Agua Fría 1. Resistencias 2. Serpentín de agua fría usado para calefacción con sistema de dos tubos con agua caliente. 3. Serpentín de agua caliente con sistema de cuatro tubos. Las unidades ventiladoras se usan generalmente en las áreas perimetrales y no en las interiores. Su aplicación más común es en el acondicionamiento de las aulas en las escuelas. Tipo Expansión Directa Resistencias en la unidad ventiladora. Tipo Agua Fría 1. Resistencias 2. Serpentín de agua fría usado para calefacción con sistema de dos tubos con agua caliente. 3. Serpentín de agua caliente con sistema de cuatro tubos. Las unidades ventiladoras se usan generalmente en las áreas perimetrales y no en las interiores. Su aplicación más común es en el acondicionamiento de las aulas en las escuelas.

Terminales

La unidad ventiladora es la manejadora de aire para su zona. El fabricante monta en el gabinete el ventilador, serpentines de enfriamiento (D.E. o agua fría) y calefacción y toma de aire exterior con compuerta. Hasta 100% de aire exterior. Descarga libre o con conducto.

Cada unidad ventiladora controla la zona que acondiciona. De expansión directa o agua fría con gabinete para instalarse horizontal o verticalmente en el ambiente. También está disponible en modelos horizontales para instalarse con conducto encima del cielo raso.

Las unidades ventiladoras se usan generalmente en las áreas perimetrales y no en las interiores. Su aplicación más común es en el acondicionamiento de las aulas en las escuelas


La unidad ventiladora es la manejadora de aire para su zona. El fabricante monta en el gabinete el ventilador, serpentines de enfriamiento (D.E. o agua fría) y calefacción y toma de aire exterior con compuerta. Hasta 100% de aire exterior. Descarga libre o con conducto.

Cada unidad ventiladora controla la zona que acondiciona. De expansión directa o agua fría con gabinete para instalarse horizontal o verticalmente en el ambiente. También está disponible en modelos horizontales para instalarse con conducto encima del cielo raso.



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TERMINALES “FANCOIL” DE AGUA FRIA VARIACIONES SOBRE EL TEMA

Perímetro


Perímetro


Calefacción

Manejadoras

Terminales

Los enfriadores de la planta central constituyen la refrigeración mecánica que enfría el agua y la distribuye a los “fancoil” terminales de las zonas.

1. La caldera suministra agua caliente al serpentín de cada “fancoil”. Los sistemas de dos tubos tienen un serpentín común. Los sistemas de cuatro tubos tienen dos serpentines distintos. 2. Resistencia en cada “fancoil”. 3. Calentador de zócalo con resistencia eléctrica, agua caliente o vapor, zonificado al gusto.

Orientación Norte (Hemisf. Norte)1. Tipo vertical en pared exterior. 2. “Fancoils” de empalme vertical (“stack”) en interior del ambiente. 3. Horizontal, descarga directa sobre el cielo raso. Orientación Sur (Hemisf. Norte) En orden inverso al de arriba.

El terminal es el “fancoil”. 1. Dos tubos con resistencias Vertical (pared exterior), horizontal (sobre cielo raso) o de empalme vertical (“stack”). 2. Cuatro tubos - Vertical (pared exterior), horizontal (sobre cielo raso) o “stack”. Ductada para áreas grandes Dos tubos con resistencia o cuatro tubos.


1. Resistencia en el “fancoil” para atemperamiento matutino y calefacción en ciclo desocupado. 2. El “fancoil” de cuatro tubos recibe agua caliente de la caldera (climas fríos y techo al exterior).


1. La caldera suministra agua caliente al serpentín de cada “fancoil”. Los sistemas de dos tubos tienen un serpentín común. Los sistemas de cuatro tubos tienen dos serpentines distintos. 2. Resistencia en cada “fancoil”. 3. Calentador de zócalo con resistencia eléctrica, agua caliente o vapor, zonificado al gusto.

Tres o más Pisos Interior



1. Resistencia en el “fancoil” para atemperamiento matutino y calefacción en ciclo desocupado. 2. El “fancoil” de cuatro tubos recibe agua caliente de la caldera (climas fríos y techo al exterior).

Solo “fancoils” en paredes exteriores tienen toma de ventilación 1. Horizontal con conductos a uno o más cuartos. 2. Vertical (closet) con conducto sobre el cielo raso. Toma de aire exterior a cada “fancoil”. Orientación Norte (Hemisf. Norte)1. Tipo vertical en pared exterior. 2. “Fancoils” de empalme vertical (“stack”) en interior del ambiente. 3. Horizontal, descarga directa sobre el cielo raso. Orientación Sur (Hemisf. Norte) En orden inverso al de arriba. Solo “fancoils” en paredes exteriores tienen toma de ventilación 1. Horizontal con conductos a uno o más cuartos. 2. Vertical (closet) con conducto sobre el cielo raso. Toma de aire exterior a cada “fancoil”.

1. Dos tubos con resistencia, horizontal con conducto. 2. Dos tubos con resistencia, vertical (en closet,etc.) con conducto sobre el cielo raso. 3. Dos tubos con resistencia, de piso, en pared interior. El terminal es el “fancoil”. 1. Dos tubos con resistencias Vertical (pared exterior), horizontal (sobre cielo raso) o de empalme vertical (“stack”). 2. Cuatro tubos - Vertical (pared exterior), horizontal (sobre cielo raso) o “stack”. Ductada para áreas grandes Dos tubos con resistencia o cuatro tubos. 1. Dos tubos con resistencia, horizontal con conducto. 2. Dos tubos con resistencia, vertical (en closet,etc.) con conducto sobre el cielo raso. 3. Dos tubos con resistencia, de piso, en pared interior.

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DIVIDIDOS SIN CONDUCTO (“DUCT-FREE”) VARIACIONES SOBRE EL TEMA

Perímetro


Perímetro Tres o más Pisos Interior


Calefacción

Manejadoras

También es conocido como “multi-split” o “multiplex”. El “fancoil” es un evaporador de expansión directa. Uno o más “fancoils” se conectan a una unidad condensadora para formar un sistema.

1. Versión bomba de calor de este sistema 2. Calor auxiliar por zócalo (resistencia, agua caliente o vapor) 3. Sistema separado de calefacción con conducto.


Versión bomba de calor de este sistema para atemperamiento matutino y calefacción en el ciclo no ocupado.

Cada “fancoil” de este sistema es la manejadora de aire de la zona que sirve. No precisa conductos excepto para la ventilación suplementaria, si se usa. Fancoils de pared no cuentan con ventilación pero modelos horizontales suspendidos sí. Dispone de ventilador para aire fresco como accesorio. 1. Tipo “cassette” expuesto. 2. Modelos suspendidos del techo. 3. Con conducto sobre cielo raso. Todos estos aceptan aire de ventilación. Si las normas lo requieren será necesario instalar conductos adicionales.

Tambien es conocido como “multi-split” o “multiplex”. El “fancoil” es un evaporador de expansión directa. Uno o más “fancoils” se conectan a una unidad condensadora para formar un sistema.

1. Versión bomba de calor de este sistema 2. Calor auxiliar por zócalo (resistencia, agua caliente o vapor) 3. Sistema separado de calefacción con conducto.


Versión bomba de calor de este sistema para atemperamiento matutino y calefacción en el ciclo no ocupado.


Cada “fancoil” de este sistema es la manejadora de aire de la zona que sirve. No precisa conductos excepto para la ventilación suplementaria, si se usa. Fancoils de pared no cuentan con ventilación pero modelos horizontales suspendidos sí. Dispone de ventilador para aire fresco como accesorio. 1. Sistema dividido sin conducto. 2. Zonificado con conducto: • Una manejadora paquete por piso. • Una manejadora comercial con serpentín de expansión directa o agua fría por piso o grupo de pisos.

Terminales “Fancoil” múltiple sin conducto De pared, suspendidas, “cassettes” y de conducto. Descarga libre. Solo las unidades para conducto requieren conducto y difusores.

“Fancoil” múltiple sin conducto De pared, suspendidas, “cassettes” y de conducto. Descarga libre. Solo las unidades para conducto requieren conducto y difusores.

“Fancoil” múltiple sin conducto De pared, suspendidas, “cassettes” y de conducto. Descarga libre. Solo las unidades para conducto requieren conducto y difusores.

“Fancoil” multiple sin conducto De pared, suspendidas, “cassettes” y de conducto. Descarga libre. Solo las unidades para conducto requieren conducto y difusores.

174

BOMBAS DE CALOR AGUA-AIRE (CIRCUITO CALIFORNIA) VARIACIONES SOBRE EL TEMA

Perímetro




Calefacción

Manejadoras

Terminales

Cada bomba de calor es un sistema completo y autónomo de refrigeración. Al enfriar cada unidad bota calor al circuito de agua. Para calentar las zonas que lo requieren, recupera el calor del circuito de agua. El excedente de calor lo elimina la torre. Una o más bombas de calor por piso. Cada unidad vertical es un sistema completo y autónomo de refrigeración. El calor de condensación lo disipa en el circuito de agua que lo une a las otras bombas. Cada bomba de calor es un sistema completo y autónomo de refrigeración. Al enfriar cada unidad bota calor al circuito de agua. Para calentar las zonas que lo requieren, recupera el calor del circuito de agua. El excedente de calor lo elimina la torre. Una o más bombas de calor por piso. Cada unidad vertical es un sistema completo y autónomo de refrigeración. El calor de condensación lo disipa en el circuito de agua que lo une a las otras bombas.

Las bombas de calor suministran el calor recuperado del agua en el circuito de dos tubos sin aislar del condensador al que van conectadas. El calor que recibe este circuito sirve a las bombas que necesitan suministrar calor a sus zonas. Cualquier deficiencia la cubre una caldera. No necesita ciclo de descarche. Típicamente sólo requiere calor para el atemperamiento matutino o durante el ciclo no ocupado cuando no hay contribución de cargas internas. El tipo de sistema es el que se usa para calentar las áreas interiores.

La bomba de calor es la manejadora de la zona que sirve. Disponible con descarga libre para montarse en el ambiente (½ a 2½ tons) y ductadas, estilo “fancoil”, en arreglo horizontal o vertical (½ a 20 tons). El conducto de ventilación puede llegar directamente a las unidades estilo “fancoil”. Paquete vertical enfriado por agua con resistencia eléctrica o serpentín de agua caliente o vapor. Distribución de aire zonificada (VVT o VAV) es importante con iluminación zonificada. Requiere conducto para llevar aire de ventilación a los paquetes verticales. La bomba de calor es la manejadora de la zona que sirve. Disponible con descarga libre para montarse en el ambiente (½ a 2½ tons) y ductadas, estilo “fancoil”, en arreglo horizontal o vertical (½ a 20 tons). El conducto de ventilación puede llegar directamente a las unidades estilo “fancoil”. Paquete vertical enfriado por agua con resistencia eléctrica o serpentín de agua caliente o vapor. Distribución de aire zonificada (VVT o VAV) es importante con iluminación zonificada. Requiere conducto para llevar aire de ventilación a los paquetes verticales.

Unidad vertical de gabinete, montada en el piso descarga directamente al ambiente. Unidades ductadas horizontales o verticales suministran aire a caudal constante por difusores convencionales. Las bombas de calor suministran frío o calor accionadas por un control electrónico digital (DDC).


Las bombas de calor suministran el calor recuperado del agua en el circuito de dos tubos sin aislar del condensador al que van conectadas. El calor que recibe este circuito sirve a las bombas que necesitan suministrar calor a sus zonas. Cualquier deficiencia la cubre una caldera. No necesita ciclo de descarche. Típicamente sólo requiere calor para el atemperamiento matutino o durante el ciclo no ocupado cuando no hay contribución de cargas internas. El tipo de sistema es el que se usa para calentar las áreas interiores.

Las áreas interiores no necesitan bombas de calor ya que mientras estén ocupadas no requieren calefacción con la posible excepción del último piso en climas fríos. Los mejores sistemas para interiores utilizan VAV o VVT. Unidad vertical de gabinete, montada en el piso descarga directamente al ambiente. Unidades ductadas horizontales o verticales suministran aire a caudal constante por difusores convencionales. Las bombas de calor suministran frío o calor accionadas por un control electrónico digital (DDC). Las áreas interiores no necesitan bombas de calor ya que mientras estén ocupadas no requieren calefacción con la posible excepción del último piso en climas fríos. Los mejores sistemas para interiores utilizan VAV o VVT.

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ACONDICIONADORES DE AIRE PAQUETE TERMINAL (“PTAC”) VARIACIONES SOBRE EL TEMA

Refrigeración Mecánica Cada unidad “PTAC” es un sistema paquete completo y autónomo de refrigeración. Perímetro Uno o dos Pisos

Interior

1. Unidad paquete de techo. 2. Unidad paquete vertical por piso.

Cada unidad “PTAC” es un sistema paquete completo y autónomo de refrigeración. Perímetro Tres o más Pisos

Interior

1. Paquete vertical por piso. 2. Una unidad condensadora por manejadora de expansión directa. 3. Enfriadores de agua para abastecer a las manejadoras de aire.


Calefacción

Manejadoras

1. Del “PTAC” - Resistencia eléctrica, bomba de calor, agua caliente (accesorio), gas (poco común). 2. Sistema separado (pequeño porcentaje) - Zócalo con resistencia eléctrica, agua caliente o vapor.

El “PTAC” es la manejadora de la zona que sirve. Camisa de instalación para pared exterior, disponible como accesorio, permite no más de 35 CFM de aire exterior. Normas pueden hacer mandatoria la ventilación suplementaria. La unidad “PTAC” no necesita conducto, excepto para la ventilación suplementaria, si se tiene. 1. Paquete de techo, resistencia. 2. Paquete de techo, gas. 3. Paquete vertical por piso.

“PTAC” no se instala en interiores. Suministra atemperamiento matutino y en ciclo no ocupado. 1. Paquete de techo Resistencia eléctrica, bomba de calor o gas. 2. Paquete vertical Resistencia eléctrica, agua caliente o vapor. 1. Del “PTAC” - Resistencia eléctrica, bomba de calor, agua caliente (accesorio), gas (poco común). 2. Sistema separado (pequeño porcentaje) - Zócalo con resistencia eléctrica, agua caliente o vapor. “PTAC” no se instala en interiores. Suministra atemperamiento matutino y en ciclo no ocupado con resistencia eléctrica, agua caliente o vapor.

Sistema de conductos por manejadora.

El “PTAC” es la manejadora de la zona que sirve. Camisa de instalación para pared exterior, disponible como accesorio, permite no más de 35 CFM de aire exterior. Normas pueden hacer mandatoria la ventilación suplementaria. La unidad “PTAC” no necesita conducto, excepto para la ventilación suplementaria, si se tiene. 1. Paquete vertical por piso. 2. Manejadora de aire con serpentín de expansión directa o agua fría por piso o grupo de pisos.

Terminales Unidades “PTAC” - Frío solo, frío y resistencia eléctrica, bomba de calor, frío y agua caliente, frío y calor por gas. Cada “PTAC” es un sistema autocontenido con chasís deslizante dentro de una camisa que se instala en una pared exterior. 1. Cajas “VVT” con difusores apropiados. 2. Unidades múltiples de techo o verticales de caudal de aire constante. 3. Cajas “VAV” con difusores apropiados.

Unidades “PTAC” - Frío solo, frío y resistencia eléctrica, bomba de calor, frío y agua caliente, frío y calor por gas. Cada “PTAC” es un sistema autocontenido con chasís deslizante dentro de una camisa que se instala en una pared exterior. 1. Cajas “VVT” con difusores apropiados. 2. Cajas “VAV” con difusores apropiados.

Conducto zonificado de distribución de aire por manejadora.

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SISTEMA DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE (“VAV”) VARIACIONES SOBRE EL TEMA


Perímetro



1. Unidad paquete de techo (versión especial “VAV”). 2. Paquete vertical por piso (versión especial “VAV”). 3. Unidad condensadora por manejadora comercial con serpentín de expansión directa.

Calefacción

Manejadoras

Terminales

Serpentín en la manejadora para atemperamiento matutino y en ciclo desocupado. Para calefacción en ciclo ocupado o atemperar caudal de aire mínimo para no enfriar los ambientes: 1. Resistencia o agua caliente en cada caja “VAV”. 2. Sistema separado por zócalo.

1. Paquete “VAV” de techo con resistencia, agua caliente o gas. 2. Paquete “VAV” vertical con condensador enfriado por agua o sin condensador, con resistencias, agua caliente o vapor. Requiere ventilación suplementaria. 3. Manejadora comercial de aire con enfriamiento por expansión directa.

1. Cajas con ventilador en serie o paralelo suministran aire a la zona por conducto y difusores. 2. Cajas “VAV” suministran sus zonas por conductos y difusores apropiados. 3. Difusores “VAV” con compuerta integral sirven apropiadamente las zonas pequeñas . Terminales iguales a las del perímetro. El control individual de la iluminación justifica zonificación de las áreas interiores. En el perímetro se tiene además el efecto de las orientaciones, esquinas y sombreado por estructuras vecinas. 1. Cajas con ventilador en serie o paralelo suministran aire a la zona por conducto y difusores. 2. Cajas “VAV” suministran sus zonas por conductos y difusores apropiados. 3. Difusores “VAV” con compuerta integral sirven apropiadamente las zonas pequeñas . Terminales iguales a las del perímetro. El control individual de la iluminación justifica zonificación de las áreas interiores. En el perímetro se tiene además el efecto de las orientaciones, esquinas y sombreado por estructuras vecinas.

Serpentín en la manejadora para atemperamiento matutino y en ciclo desocupado. Para calefacción en ciclo ocupado o atemperar caudal de aire mínimo para no enfriar los ambientes: 1. Resistencia o agua caliente en cada caja “VAV”. 2. Sistema separado por zócalo. Serpentín en la manejadora para atem1. Enfriadores de agua. 2. Unidad condensadora de ma- peramiento matutino y en ciclo desocunejadora de aire de expansión pado. Para calefacción en ciclo ocupado o atemperar caudal de aire mínimo directa. 3. Paquete vertical enfriado por para no enfriar los ambientes: agua (versión “VAV”) por piso. 1. Resistencia o agua caliente en cada caja “VAV”. 4. Paquete vertical con conden2. Sistema separado por zócalo. sador remoto (versión “VAV”) por piso. Serpentín en la manejadora para atemperamiento matutino y en ciclo desocuIgual que el perimetro pado. Para calefacción en ciclo ocupado o atemperar caudal de aire mínimo para no enfriar los ambientes: 1 Resistencia o agua caliente en cada caja “VAV”. 2. Sistema separado por zócalo. 1. Unidad paquete de techo (versión especial “VAV”). 2. Paquete vertical por piso (versión especial “VAV”). 3. Unidad condensadora por manejadora comercial con serpentín de expansión directa.


1. Una manejadora de aire con serpentín de agua fría o expansión directa para todo el edificio. 2. Una manejadora de aire con serpentín de agua fría o expansión directa por piso o grupo de pisos. 3. Paquete vertical (versión “VAV”) de condensación por agua o condensador remoto, con ventilación, por piso o grupo de pisos. El recorrido de las tuberías de refrigerante hace menos recomendable el uso del condensador remoto en edificios más altos.

177

“VVT” CON EQUIPO PAQUETE VARIACIONES SOBRE EL TEMA

Perímetro




Calefacción

Manejadoras

Terminales

1. Paquete vertical (condensación por agua) por piso. 2. Paquete vertical con condensador remoto enfriado por aire por piso. 3. Unidad condensadora con manejadora de aire de expansión directa por piso.

1. Cada caja “VVT” tiene una resistencia o serpentín de agua caliente o vapor para dar calor a su zona y evitar que se siga enfriando cuando está al caudal mínimo y el sistema está en frío. 2. Con la manejadora mientras el sistema esté en calefacción.

Una caja “VVT” por zona con los controles DDC necesarios. Las unidades perimetrales cuentan con una fuente de calor (resistencia, agua caliente o vapor).

Igual que el perímetro. El mismo sistema acondiciona las áreas perimetrales e interiores.

Generalmente no necesita serpentín de calefacción a menos que el caudal mínimo requerido para la zona sea muy alto o esté en el último piso en un lugar de clima muy frío. La manejadora suministra el calor para el atemperamiento y ciclo desocupado. 1. Cada caja “VVT” tiene una resistencia o serpentín de agua caliente o vapor para dar calor a su zona y evitar que se siga enfriando cuando está al caudal mínimo y el sistema está en frío. 2. Con la manejadora mientras el sistema esté en calefacción. Generalmente no necesita serpentín de calefacción a menos que el caudal mínimo requerido para la zona sea muy alto o esté en el último piso en un lugar de clima muy frío. La manejadora suministra el calor para el atemperamiento y ciclo desocupado.

1. Paquete de techo (calor a gas, resistencia o bomba de calor) con juego de relés para “VVT”. 2. Paquete vertical (condensación por agua o remoto por aire) con juego de relés para “VVT”. La ventilación y el economizador por aire exterior son adicionales. 3. Manejadora de expansión directa. La ventilación y el economizador por aire exterior requiere instalación suplementaria.

1. Paquete vertical (condensación por agua) por piso. 2. Paquete vertical con condensador remoto enfriado por aire por piso. 3. Unidad condensadora con manejadora de aire de expansión directa por piso. Igual que el perímetro. El mismo sistema acondiciona las áreas perimetrales e interiores.

Interior


1. Paquete vertical de condensación por agua o remoto por aire con juego de relés para “VVT”. La ventilación y el economizador por aire exterior requiere instalación suplementaria. 2. Manejadora de expansión directa. La ventilación y el economizador por aire exterior requieren instalación suplementaria. 3. Una manejadora comercial por piso o grupo de pisos.

Un conducto de baja velocidad, baja presión les alimenta aire. Generalmente no cuentan con fuente de calor. Todas las terminales reciben aire por un conducto de baja velocidad baja presión.

Una caja “VVT” por zona con los controles DDC necesarios. Las unidades perimetrales cuentan con una fuente de calor (resistencia, agua caliente o vapor). Un conducto de baja velocidad, baja presión les alimenta aire. Generalmente no cuentan con fuente de calor. Todas las terminales reciben aire por un conducto de baja velocidad baja presión.

178

SISTEMA MULTIZONA* VARIACIONES SOBRE EL TEMA

Perímetro



Calefacción

Manejadoras

Terminales

1. Paquete multizona de techo con serpentines de expansión directa para cada zona. 2. Unidad condensadora con manejadora multizona de tiro forzado con un serpentín de expansión directa.

1. Resistencias o serpentín de agua caliente o vapor en el conducto de cada zona o sección para el suministro de la calefacción por zona. 2. (No aplica a equipos paquete) Los serpentines de zona satisfacen los requisitos de calefacción de las zonas en el ciclo ocupado. El serpentín de la manejadora lo hace en el ciclo no ocupado y para atemperamiento. En muchos casos esto permite eliminar la calefacción en las zonas interiores. 3. Sistema auxiliar por zócalo (agua caliente, vapor o resistencias), zonificado a gusto, suministra toda la calefacción requerida por la zona.

1. Multizona paquete de techo por piso y conductos individuales a cada zona. Ventilación y economizador incluidos. Cada zona con serpentín de agua caliente, vapor o resistencias y serpentín de expansión directa. 2. Multizona comercial por piso con doble descarga, con serpentín evaporador para aire frío y la otra sin serpentín para aire neutro. Compuertas a la descarga mezclan las dos corrientes segun la demanda de cada zona. 3. Multizona comercial con descarga triple (frío, neutro y caliente) y compuertas a la descarga.

No tiene terminales; la capacidad de enfriamiento enviada a cada zona se dosifica en la manejadora. El único elemento controlado por la zona sería el serpentín de calefacción que pudiera estar instalado en el conducto que alimenta la zona.

1. Resistencias o serpentín de agua caliente o vapor en el conducto de cada zona o sección para el suministro de la calefacción por zona. 2. (No aplica a equipos paquete) Los serpentines de zona satisfacen los requisitos de calefacción de las zonas en el ciclo ocupado. El serpentín de la manejadora lo hace en el ciclo no ocupado y para atemperamiento. En muchos casos esto hace posible eliminar la calefacción en las zonas interiores. 3. Sistema auxiliar por zócalo (agua caliente, vapor o resistencias), zonificado a gusto, suministra toda la calefacción requerida por la zona.

1. Multizona comercial por piso con doble descarga, con serpentín de agua fría para suministrar aire frío por una descarga y en la otra un serpentín de calefacción desactivado en el ciclo ocupado o sin serpentín para suministrar aire neutro. Compuertas a la descarga mezclan las dos corrientes según la demanda de cada zona. Este arreglo se conoce como la Multizona de Texas. 2. Multizona comercial con descarga triple (frío, neutro y caliente) y compuertas a la descarga.

No tiene terminales; la capacidad de enfriamiento enviada a cada zona se dosifica en la manejadora. El único elemento controlado por la zona sería el serpentín de calefacción que pudiera estar instalado en el conducto que alimenta la zona.

1. Paquete multizona de techo con serpentines de expansión directa para cada zona. 2. Unidad condensadora con manejadora multizona de tiro forzado con un serpentín de expansión directa. Planta central de enfriamiento de agua.


Interior

Planta central de enfriamiento de agua.

Cada zona tiene su conducto individual de alimentación que le suministra una corriente de aire de caudal constante y temperatura variable. El conducto y los difusores son convencionales.

Cada zona tiene su conducto individual de alimentación que le suministra una corriente de aire de caudal constante y temperatura variable. El conducto y los difusores son convencionales.

* Generalmente no es usado más alla de la planta baja en edificios de muchos pisos. El Libro de Oro del Aire Acondicionado

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SISTEMA DE DOBLE CONDUCTO VARIACIONES SOBRE EL TEMA


Calefacción

Manejadoras

Terminales

Unidad condensadora con manejadora de tiro forzado y serpentín de expansión directa.

1. Serpentín de agua caliente, vapor o resistencias en cada caja terminal suministran todo el calor requerido en la zona. 2. Los serpentines de zona satisfacen los requisitos de calefacción de las zonas en el ciclo ocupado. El serpentín de la manejadora lo hace en el ciclo no ocupado y para atemperamiento. En muchos casos esto permite eliminar la calefacción en las zonas interiores. 3. Sistema auxiliar por zócalo (agua caliente, vapor o resistencias) suministra toda la calefacción requerida por la zona. 1. Serpentín de agua caliente, vapor o resistencias en cada caja terminal suministran todo el calor requerido en la zona. 2. Los serpentines de zona satisfacen los requisitos de calefacción de las zonas en el ciclo ocupado. El serpentín de la manejadora lo hace en el ciclo no ocupado y para atemperamiento. En muchos casos esto permite eliminar la calefacción en las zonas interiores. 3. Sistema auxiliar por zócalo (agua caliente, vapor o resistencias) suministra toda la calefacción requerida por la zona.

Manejadora de tiro forzado con descarga para doble conducto por piso o grupo de pisos. Un serpentín de expansión directa suministra aire frío por una boca y un serpentín de calefacción (desactivado en el ciclo ocupado) o sin serpentín para suministrar aire neutro en el ciclo ocupado por la otra boca . Dos conductos recorren todo el edificio, uno con aire frío y el otro con aire neutro.

Cada zona tiene una caja sobre el cielo raso conectada a los troncales de aire frío y aire neutro provenientes de la manejadora. La caja mezcla los dos según las necesidades de la zona y lo suministra a la zona por un conducto y difusores convencionales. Los calentadores en la terminal suministran la calefacción requerida en el ciclo ocupado. El serpentín de la manejadora suministra atemperamiento y calor en el ciclo no ocupado. Las terminales de zonas interiores probablemente no requieran calefacción. Cada zona tiene una caja sobre el cielo raso conectada a los troncales de aire frío y aire neutro provenientes de la manejadora. La caja mezcla los dos según las necesidades de la zona y lo suministra a la zona por un conducto y difusores convencionales. Los calentadores en la terminal suministran la calefacción requerida en el ciclo ocupado. El serpentín de la manejadora suministra atemperamiento y calor en el ciclo no ocupado. Las terminales de zonas interiores probablemente no requieran calefacción.

Perímetro


Unidad condensadora con manejadora de tiro forzado y serpentín de expansión directa.

Planta central de enfriadores de agua.


Planta central de enfriadores de agua.

Interior


Manejadora de tiro forzado con descarga para doble conducto por piso o grupo de pisos. Un serpentín de expansión directa suministra aire frío por una boca y un serpentín de calefacción (desactivado en el ciclo ocupado) o sin serpentín para suministrar aire neutro en el ciclo ocupado por la otra boca. Dos conductos recorren todo el edificio, uno con aire frío y el otro con aire neutro.

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SISTEMA DE INDUCCION VARIACIONES SOBRE EL TEMA

Perímetro



Interior


Calefacción

Manejadoras

Terminales

Planta central de enfriadores de agua suministran agua fría a las terminales de inducción de cada zona. Enfriadores recíprocos o “scroll” en edificios de una o dos plantas.

Dos tubos con inversión del ciclo Serpentín para frío y calor en la terminal de inducción. Con agua fría en el circuito la calefacción la dá el aire primario. Con agua caliente en el circuito el serpentín suministra la calefacción. Dos tubos sin inversión del ciclo Agua fría en el circuito todo el año. El aire primario suministra la calefacción (más calor suplementario en áreas que así lo requieran). Cuatro tubos - Serpentines separados (frío y calor) en cada terminal. El agua caliente y aire primario caliente suministran calefacción conforme desciende la temperatura exterior.

Manejadoras comerciales/industriales con serpentines de agua fría y agua caliente suministran 100% de aire exterior, acondicionado, a alta velocidad a las terminales para ventilar, enfriar, calentar, deshumedecer y poner en circulación el aire en los ambientes. Conductos redondos de alta presión suministran entre 20 y 150 CFM de aire primario a cada terminal por ramales flexibles de 3” ó 4”. El aire puede pasar en serie por una unidad a la siguiente. El conducto corre por fosos o encima del cielo raso.

Una terminal de inducción horizontal o vertical por zona. La terminal cuenta con un serpentín de agua, pleno de aire atenuado, compuerta de ajuste y controles. No tiene ventilador. El aire primario induce aire por el serpentín. El sistema de dos tubos es apropiado para climas cálidos o moderados; el de cuatro tubos para climas fríos. Una terminal de inducción por zona. La terminal cuenta con un serpentín de agua, pleno de aire atenuado y compuerta de ajuste. No tiene ventilador. El aire primario induce aire por el serpentín. Unidades para dos y cuatro tubos, verticales y horizontales para instalación vista y oculta.

Similar al de edificios de uno o dos pisos. En climas fríos el perímetro y el último piso con techo al exterior requieren un sistema con inversión de ciclo o cuatro tubos para operar eficientemente.

Similar a edificios de una o dos plantas excepto que la probabilidad es mayor que sean manejadoras múltiples. El conducto para las terminales perimetrales a menudo corre en cavidades preparadas dentro de las paredes exteriores.

Opciones similares a las de uno o dos pisos.

La misma planta que suministra agua al perímetro sirve también a las áreas interiores del edificio. La terminal de inducción de cada zona recibe agua de la planta.

Planta central de enfriadores de agua suministran agua fría a las terminales de inducción de cada zona. Enfriadores centrífugos o de tornillo posiblemente serán los preferidos para edificios de tres o más plantas. La misma planta que suministra agua al perímetro sirve también a las areas interiores del edificio. La terminal de inducción de cada zona recibe agua de la planta.


Las mismas opciones que edificios de una o dos plantas. Las áreas interiores rara vez requieren calefacción de zona mientras están ocupadas con luces prendidas con la posible excepción del ultimo piso en climas fríos. Véase notas en la columna de manejadoras.

La probabilidad de que se prefieran gabinetes especiales hechos en obra aumenta cuanto más alto sea el edificio.

Generalmente no requiere retorno pero extracción probablemente sí. Se mejora el costo de operación cuando las manejadoras sirven áreas con perfiles de carga similares.

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SISTEMAS •


•


•



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ZONIFICACION CON EQUIPO PAQUETE DE CAUDAL DE AIRE CONSTANTE CONTROL DEL SISTEMA El uso de unidades paquete de techo o paquete vertical de caudal de aire constante es la estrategia de control más simple ya que es una sola tanto para el sistema como para la terminal (zona) puesto que se tiene una unidad paquete de expansión directa por zona. El sistema y la terminal son la misma cosa - la unidad paquete. Ocupado - Calefacción Ocupado - Enfriamiento Esquema del Sistema • Al iniciarse el ciclo “Ocupado” de la programación, la compuerta de aire exterior se abre a su posición mínima. • Caudal constante, temperatura variable. El ventilador del serpentín de enfriamiento opera durante todo el ciclo ocupado. • El termostato de la zona controla la operación de (el/los) compresor(es) - encendido, carga, descarga y apagado - para mantener la temperatura de enfriamiento al punto de control fijado.

• Al iniciarse el ciclo “Ocupado” de la programación, la compuerta de aire exterior se abre a su posición mínima. • Caudal constante, temperatura variable. El ventilador del serpentín de enfriamiento opera durante todo el ciclo ocupado. • El termostato de la zona modula la válvula de calefacción, o activa/desactiva la válvula de gas (alta/baja), etapas de resistencia eléctrica o la operación del compresor de la bomba de calor para mantener la temperatura de calentamiento al punto de control fijado.

Desocupado - Enfriamiento

Desocupado - Calefacción

Inversión del Sistema

• Al llegar al ciclo “Desocupado” de la programación se cierra la compuerta de aire exterior. • Al llegar a la temperatura tope fijada para la zona en el ciclo desocupado, arranca el ventilador. • Con economizador por aire exterior, la primera etapa es enfriamiento nocturno gratis, si así lo permiten las condiciones exteriores. • Se activan etapas adicionales de enfriamiento con el compresor o los compresores, conforme se requieran.

• Al llegar al ciclo “Desocupado” de la programación se cierra la compuerta de aire exterior. • Al llegar a la temperatura mínima fijada para la zona en el ciclo desocupado, arranca el ventilador. • La capacidad de calentamiento se ajusta según los dictados del termostato de la zona.

• Tanto en el ciclo “Ocupado” como “Desocupado”, la modalidad de operación (frío/calor) del sistema lo determina la temperatura de la zona. • La calefacción funciona cuando la temperatura de la zona cae por debajo de su punto de control. • El enfriamiento funciona cuando la temperatura de la zona se eleva por encima de su punto de control. • Los puntos de control de frío y calor para los ciclos “Ocupado” y “Desocupado” se fijan en el termostato con reloj semanal. • No permite que el sistema suministre frío y calor simultáneamente para control de la humedad relativa por ejemplo, excepto con recalentadores en el conducto. Requiere modificación del sistema y del control.


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DIAGRAMA DE CONTROL DEL SISTEMA ZONIFICACION CON EQUIPO PAQUETE


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ZONIFICACION CON EQUIPO PAQUETE DE CAUDAL DE AIRE CONSTANTE CONTROL DE LA TERMINAL Cuando se zonifica con equipos paquete de caudal de aire constante no existe específicamente “la terminal”. Esta es una manera de zonificar un edificio con un sistema no zonificable. Cada zona es servida por un sistema paquete de refrigeración mecánica que descarga directamente al ambiente, en el caso de paquetes verticales de menor capacidad, o, como es más común, por una red de conductos y difusores convencionales. Mitigación de la Humedad Capacidad de Enfriamiento Esquema de la Terminal • Con economizador por aire exterior, si las condiciones del aire exterior lo permiten, la primera etapa de enfriamiento se logra con el aire exterior. La compuerta de aire exterior modula para alcanzar el punto de control propio para la primera etapa. • Sin economizador, si la capacidad del aire exterior de ventilación no es adecuada y la temperatura interior es muy elevada, se activa la refrigeración mecánica. La capacidad varía en incrementos si la unidad tiene compresores múltiples o compresores con descargadores (mayores de 7½ ton). Unidades de una sola etapa arrancan y paran el compresor para satisfacer la carga sensible.

• Las paradas continuas del compresor causan una mayor humedad en el ambiente debido a la reevaporación del condensado acumulado en el evaporador y el mayor valor promedio de su punto de rocío (ADP). • Los equipos con etapas de capacidad, en unidades dimensionadas correctamente, mantienen mejor control de la humedad porque el compresor opera por ciclos mas largos, comparado con equipos de una sola etapa. • En climas húmedos se agregan a veces serpentines de recalentamiento a instalaciones existentes para corregir problemas ocasionados por la humedad como ser moho, malos olores, etc.

Ventilación

Circulación de Aire

Capacidad de Calentamiento • Las fuentes de calor para unidades de techo son gas natural, gas propano, resistencias eléctricas, bombas de calor y agua caliente. Los paquetes verticales usan agua caliente, vapor o resistencias eléctricas. • La calefacción se activa en ciclos para neutralizar las pérdidas sensibles del ambiente. El agua caliente puede controlarse con válvulas modulantes de 2 ó 3 vías y el vapor con válvulas de 2 vías, las resistencias típicamente en etapas de 5 Kw y la bomba de calor con las etapas del compresor, a menudo suplementado por resistencias eléctricas.


•

• •

Las compuertas de ventilación son parte integral de muchas unidades de techo pero opcionales en los paquetes verticales (la toma en estas últimas se deben fabricar en la obra). El ajuste de la compuerta para el mínimo requerido asegura un porcentaje constante de aire exterior. Porcentaje variable con economizador con ajuste a un límite menor por el usuario. Cuando lo permiten las condiciones exteriores, se mezcla aire exterior con aire de retorno para lograr la temperatura de suministro deseada sin uso alguno de la refrigeración mecánica o con solo su asistencia.

• Flujo continuo de aire en el ciclo “ocupado”. • No necesita controlarse para asegurar una circulación adecuada del aire en el ambiente ya que tal cosa es inherente a todo sistema todo-aire de caudal de aire constante.

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DIAGRAMA DE CONTROL DE LA TERMINAL ZONIFICACION CON EQUIPO PAQUETE


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UNIDAD VENTILADORA CONTROL DEL SISTEMA

Existen varias opciones de control para un sistema con una planta central de agua fría como la que sirve a un grupo de unidades ventiladoras. Los sistemas de expansión directa eliminan la planta central de agua fría y la tubería de agua pero en su lugar requieren una unidad condensadora y la tubería de refrigerante a cada unidad ventiladora. Esquema del Sistema

Ocupado - Enfriamiento

Ocupado - Calefacción

• Cuando el sistema entra al ciclo “Ocupado” fijado en el horario de funcionamiento del control, arranca el ventilador de la unidad ventiladora, la(s) bomba(s), enfriador de agua, ventilador de extracción, etc. • La capacidad del enfriador se regula en función de la temperatura del agua fría. La temperatura del agua fría puede reajustarse en función de su temperatura de retorno o temperatura del aire exterior.

• El ventilador de la unidad más los de extracción y ventilación encienden al entrar al ciclo ocupado. • Dos tubos sin inversión - Sin calefacción central. Resistencias en la unidad cubren las necesidades. • Dos tubos con inversión - Si la temperatura exterior cae debajo del valor fijado para la inversión se apaga el enfriador y la caldera calienta el agua. La temperatura del agua caliente puede programarse en función de la temperatura exterior o retorno del agua caliente. Por encima de la temperatura de inversión la resistencia en la terminal permite la calefacción. Útil en climas moderados con necesidad de calor en el ciclo desocupado. • Cuatro tubos - Enfriador y/o caldera disponibles para suministrar agua fría y/o caliente, según lo requiera cada zona. Beneficia sobre todo a escuelas en climas fríos con grandes áreas de pared exterior donde el uso de combustibles fósiles reducen el costo de calefacción. Inversión del Sistema



• Se apagan los sistemas de ventilación y extracción. • El enfriador ajusta su capacidad para neutralizar la carga térmica al valor fijado para el punto de control de enfriamiento en el ciclo “Desocupado”. En enfriadores centrífugos y tornillo este ajuste es modulante y en recíprocos y “scroll” es por etapas. • El ventilador de la unidad puede operar continuamente o arrancar y parar según la carga de enfriamiento.

• Se apagan los sistemas de ventilación y extracción. • Dos tubos sin inversión - Resistencias en la unidad mantienen la temperatura al valor fijado para la calefacción en el ciclo “Desocupado”. • Dos tubos con inversión - Por debajo del valor de inversión de la temperatura exterior, la caldera mantiene la temperatura de las zonas al valor fijado para el ciclo “Desocupado”. Por encima del valor de inversión, las resistencias de la unidad mantienen la temperatura al valor fijado para el ciclo “Desocupado”. • Cuatro tubos - La caldera suple agua caliente a las unidades para mantener la temperatura de las zonas. • El ventilador de la unidad puede operar continuamente o arrancar y parar según la carga de enfriamiento.


• Dos tubos sin inversión - No hay inversión de frío a calor del sistema. El enfriador apaga al reducirse la demanda de enfriamiento por debajo de su capacidad mínima. • Dos tubos con inversión - Temperatura exterior (u otro índice de la carga requerida) determina si el agua debe calentarse o enfriarse. El diseño debe evitar el posible golpe térmico al equipo en el cambio. • Cuatro tubos - No requiere inversión pues en efecto se tienen dos sistemas. El enfriador se apaga cuando la demanda cae por debajo de su capacidad mínima. La caldera enciende si hay demanda de calor, la temperatura exterior baja a un valor fijado o se llega al valor de algún índice representativo de la carga de calefacción.

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DIAGRAMA DE CONTROL DEL SISTEMA UNIDAD VENTILADORA


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UNIDAD VENTILADORA CONTROL DE LA TERMINAL

Cada unidad ventiladora es una terminal que sirve a una zona. Las unidades que se instalan con conductos requieren ser abastecidas con de aire de ventilación. Las unidades perimetrales instaladas en el piso toman el aire exterior por una camisa instalada en la pared exterior. El uso de la ventilación suplementaria es común. Esquema de la Terminal

Capacidad de Enfriamiento • • • •

Ventilación

Capacidad de Calentamiento • Sistemas de dos tubos con inversión y de cuatro tubos La capacidad se controla con la válvula (ocupado) u operación del ventilador (desocupado). • El uso de las válvulas de dos vías reduce el consumo de energía pues permiten el bombeo de caudal variable. • El uso de las válvulas de tres vías produce un bombeo de caudal de agua constante más silencioso y fácil de ajustar. • La temperatura de suministro del agua caliente a menudo se reposiciona en la caldera en función de la temperatura exterior o de retorno de la propia agua caliente. • Dos tubos sin inversión - El termostato de la zona enciende y apaga las resistencias eléctricas en la unidad ventiladora.


La capacidad se controla con una válvula modulante o velocidad del ventilador o combinación de ambas. Los sistemas con válvulas de dos vías aprovechan el factor de diversidad y consumen menos energía pues circulan un caudal de agua variable. Los sistemas con válvulas de tres vías circulan un caudal de agua constante, producen menos ruido hidraúlico y facilitan el ajuste de caudales. La temperatura de suministro del agua fría a menudo se ajusta en función de su temperatura de retorno.

• •

• •

La camisa y toma en la pared exterior pueden admitir de 0% a 100% de aire exterior. Compuerta fijado al valor de diseño; permanece abierta las 24 horas- no cierra en el ciclo desocupado o cuando la zona está vacía en el ciclo ocupado. La presión interna de la zona determina en gran medida el caudal de aire introducido o expulsado de la zona por la toma de la pared exterior. Un sistema suplementario de extracción hace más predecible los caudales de ventilación que ingresan por la toma de aire exterior de la unidad ventiladora.

Mitigación de la Humedad • La operación de la válvula de control a carga parcial de enfriamiento eleva el valor del ADP* y contribuye al aumento de la humedad en el ambiente. • La reposición del punto de control del agua fría a un valor mayor contribuye al aumento de la humedad. • La toma de aire fresco continuamente abierta contribuye a aumentar la humedad. • Se puede mitigar el aumento de humedad reduciendo la velocidad del ventilador a carga parcial de enfriamiento en vez de elevar la temperatura del agua. • Si fuese necesario y permitido, el serpentín de calefacción de la unidad ventiladora podría funcionar como recalentador. * ADP = Punto de Rocío del Serpentín Circulación de Aire • Caudal de aire constante en el ciclo ocupado, si la válvula controla la capacidad, produce buena circulación. El control de la capacidad por la velocidad del ventilador mejora la humedad pero reduce la circulación y homogeneidad del aire en el ambiente. • El uso común de descarga libre produce buena circulación y homogeneidad del aire hasta unos 15’ 20’ de la pared exterior donde se instala la unidad.

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DIAGRAMA DE CONTROL DE LA TERMINAL UNIDAD VENTILADORA (DOS TUBOS SIN INVERSIÓN)


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“FANCOIL” TERMINAL CONTROL DEL SISTEMA

Al igual que en el sistema de unidades ventiladoras, existen muchas opciones de control de este sistema con una planta central de agua fría. Existe gran similaridad entre la unidad ventiladora y el “fancoil” terminal, especialmente en la opción para montarse en el piso. Por lo general, en unidades de descarga libre, los “fancoils” tienen menor capacidad, son más fáciles de ubicar, están más limitados en cuanto al aire exterior que pueden tomar que las unidades ventiladoras. Hay “fancoils” para instalación con conducto que pueden cubrir mayores áreas. Ocupado - Calefacción Ocupado - Enfriamiento Esquema del Sistema “Fancoil” de cuatro tubos • El ventilador de la unidad más los de extracción y ventila• Al entrar al ciclo ocupado arranca el ventilador del ción encienden al entrar al ciclo ocupado. “fancoil”, las bombas, el enfriador de agua y ventiladores de extracción y ventilación. • Dos tubos sin inversión - Sin calefacción central. Resistencias en la unidad cubren las necesidades. • El enfriador ajusta su capacidad en respuesta al comando del circuito de control. La temperatura de su• Dos tubos con inversión - Si la temperatura exterior cae ministro del agua fría se puede reajustar en función debajo del valor fijado para la inversión se apaga el de la temperatura exterior o la de retorno del agua enfriador y la caldera calienta el agua. La temperatura del fría. agua caliente puede programarse en función de la temperatura exterior o retorno del agua caliente. Por • Si se considera necesario, una manejadora suplementaria puede suministrar aire exterior de encima de la temperatura de inversión la resistencia en la ventilación a un valor neutro (ni aporta capacidad ni terminal suministra el calor necesario. Útil en climas es carga), con capacidad sensible, latente o moderados con necesidad de calor en el ciclo combinación de las dos. desocupado. • Cuatro tubos - Enfriador y/o caldera disponibles para suministrar agua fría y/o caliente, según lo requiera cada zona. Beneficia sobre todo a escuelas en climas fríos con mucha área de pared exterior donde el uso de combustibles fósiles en la caldera ahorra energía. Inversión del Sistema Desocupado - Calefacción . Desocupado - Enfriamiento • Sistema de ventilación y extracción apagado. • El enfriador ajusta su capacidad para neutralizar la carga térmica al valor fijado para el punto de control de enfriamiento en el ciclo “Desocupado”. En enfriadores centrífugos y tornillo este ajuste es modulante y en recíprocos y “scroll”, es por etapas. • El ventilador del “fancoil” puede operar continuamente o arrancar y parar según la carga de enfriamiento.

• • • •

•


Sistema de ventilación y extracción apagado. “Fancoil” encendido o arranca al requerirse calor. Dos tubos sin inversión - La resistencia del “fancoil” mantiene la temperatura al valor fijado para la calefacción en el ciclo “Desocupado”. Dos tubos con inversión - Por debajo del valor de inversión de la temperatura exterior, la caldera mantiene la temperatura de las zonas al valor fijado para el ciclo “Desocupado”. Por encima del valor de inversión, la resistencia del “fancoil” mantiene la temperatura al valor fijado para el ciclo “Desocupado”. Cuatro tubos - La caldera suple agua caliente a los “fancoils” para mantener la temperatura de las zonas.

• •

•

Dos tubos sin inversión - No hay inversión de frío a calor del sistema. El enfriador apaga al reducirse la demanda de enfriamiento por debajo de su capacidad mínima. Dos tubos con inversión - Temperatura exterior (u otro índice de la carga requerida) determina si el agua debe calentarse o enfriarse. El diseño debe evitar el posible golpe térmico al equipo en el cambio. Cuatro tubos - No requiere inversión pues en efecto se tienen dos sistemas. El enfriador se apaga cuando la demanda cae por debajo de su capacidad mínima. La caldera enciende si hay demanda de calor, la temperatura exterior baja a un valor fijado o se alcanza el valor de algún índice representativo de la carga de calefacción.

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DIAGRAMA DE CONTROL DEL SISTEMA “FANCOIL” TERMINAL PARA CUATRO TUBOS


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“FANCOIL” TERMINAL

CONTROL DE LA TERMINAL Cada “fancoil” es la terminal que controla las condiciones de la zona. Debe llevarse aire de ventilación a las unidades con conductos; las unidades verticales perimétricas pueden tomar aire de ventilación directamente si se les instala una camisa y toma de aire exterior en la pared. Es común el uso de un sistema suplementario de ventilación. Capacidad de Enfriamiento

Esquema de la Terminal • • • •

Ventilación

Capacidad de Calentamiento • Sistemas de dos tubos con inversión y de cuatro tubos -La capacidad se controla con la válvula (ocupado) u operación del ventilador (desocupado). • El uso de las válvulas de dos vías reducen el consumo de energía pues permiten el bombeo de caudal variable. • El uso de las válvulas de tres vías producen un bombeo de caudal de agua constante, silencioso y fácil de ajustar. • La temperatura de suministro del agua caliente a menudo se reposiciona en la caldera en función de la temperatura exterior o de retorno de la propia agua caliente. • Dos tubos sin inversión - El termostato de la zona enciende y apaga las resistencias eléctricas en la unidad ventiladora.


Controlada por la válvula de admisión, velocidad del ventilador o una combinación de ambos. Los sistemas con válvulas de dos vías aprovechan el factor de diversidad y consumen menos energía pues circulan un caudal de agua variable. Los sistemas con válvulas de tres vías circulan un caudal de agua constante, producen menos ruido hidráulico y facilitan el ajuste de caudales. La temperatura de suministro del agua fría a menudo se ajusta en función de su temperatura de retorno.

• • • • •

La camisa y toma en la pared exterior pueden admitir de 0% a 25% de aire exterior a las unidades verticales perimétricas. La compuerta queda fija al valor ajustado, no cierra en el ciclo desocupado o cuando la zona está vacía en el ciclo ocupado. La presión interna de la zona en gran medida determina el caudal de aire introducido o expulsado de la zona por la toma de la pared exterior. Para uso en aulas, requiere extracción suplementaria para obtener ventilación. Posible necesidad de sistema suplementario de ventilación para cubrir carga latente o humectación en invierno.

Mitigación de la Humedad • La ventilación suplementaria con aire deshumedecido contribuye capacidad latente. • La operación de la válvula de control a carga parcial de enfriamiento eleva el valor del ADP del serpentín y contribuye al aumento de la humedad en el ambiente. • La reposición del punto de control del agua fría a un valor mayor contribuye al aumento de la humedad. • La toma de aire fresco abierta continuamente contribuye a aumentar la humedad. • Se puede mitigar el aumento de humedad reduciendo la velocidad del ventilador a carga parcial de enfriamiento en vez de elevar la temperatura del agua. • Si fuese necesario y permitido, el serpentín de calefacción del “fancoil” podría funcionar como recalentador. Circulación de Aire • El caudal de aire constante en el ciclo ocupado, si la válvula controla la capacidad, produce buena circulación. El control de la capacidad por la velocidad del ventilador mejora la humedad pero reduce la circulación y homogeneidad del aire en el ambiente. • En regla general, el uso de conductos mejora la distribución y circulación del aire en el ambiente en las áreas de mayores dimensiones, comparado con “fancoils” de descarga libre que tienen un alcance no mayor de unos 15’-20’.

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DIAGRAMA DE CONTROL DE LA TERMINAL “FANCOIL” TERMINAL PARA CUATRO TUBOS


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SISTEMAS DIVIDIDOS SIN CONDUCTOS (“DUCT-FREE”) CONTROL DEL SISTEMA Un sistema de control digital central (DDC) coordina la operación de la unidad condensadora central (exterior) con los “fancoils” de expansión directa que sirve (interior). Cada “fancoil” es una zona de control. La versión bomba de calor suministra o frío o calor desde la unidad central. Esquema del Sistema

. Desocupado - Enfriamiento • La unidad condensadora o exterior de la bomba de calor arranca cuando la temperatura excede el valor “Desocupado” fijado en el termostato del “fancoil” de cualquiera de los ambientes que sirve. • El termostato de las bombas de calor tiene una banda muerta de unos 4°F o más entre un ciclo y otro para evitar contínuas inversiones del ciclo frío/calor. • El compresor arranca y para con el fin de ajustar su capacidad a la requerida por la carga.




• La unidad condensadora o exterior de la bomba de calor arranca cuando la temperatura excede el valor “Ocupado” fijado en el termostato del “fancoil” de cualquiera de los ambientes que sirve. • El termostato de las bombas de calor tiene una banda muerta de unos 4°F o más entre un ciclo y otro para evitar contínuas inversiones del ciclo frío/calor. • El compresor arranca y para con el fin de ajustar su capacidad a la requerida por la carga. • Con la bomba de calor no se puede obtener frío y calor simultáneamente de la unidad central exterior. Cada unidad exterior debe servir ambientes con perfiles de carga similares.

• La calefacción central la suministra la unidad exterior de la bomba de calor pero con unidades condensadoras convencionales se necesitará un sistema suplementario si el “fancoil” no lo tiene previsto. • La unidad exterior de la bomba de calor arranca cuando la temperatura de cualquier zona cae por debajo de su punto de control “Ocupado”. • El termostato tiene una banda muerta de unos 4°F o más para evitar contínuas inversiones de frío/calor o viceversa. • Las bombas de calor no pueden suministrar frío y calor simultáneamente. Cada unidad exterior debe servir ambientes con perfiles de carga similares. • La calefacción central de la bomba de calor se interrumpe periódicamente para permitir el ciclo de descarche. La frecuencia de los descarches depende de las condiciones exteriores. Inversión del Sistema • Inversión manual o automática, a gusto del usuario. • El modo de operación (frío/calor) lo dicta la demanda de las diferentes zonas donde se tienen instalados los “fancoils”. • El sistema solo permite un modo a la vez. • La banda muerta del termostato evita que se produzcan cambios continuos y rápidos del modo de operación (por ejemplo, si el último modo de operación del sistema fue calefacción, no cambiará a enfriamiento a menos que la temperatura de la zona exceda el punto de control de enfriamiento por un diferencial y un tiempo mayor al fijado en la configuración del control).

Desocupado - Calefacción • La calefacción central la suministra la unidad exterior de la bomba de calor pero con unidades condensadoras convencionales se necesita un sistema suplementario si el “fancoil” no lo tiene previsto. • La unidad exterior de la bomba de calor arranca cuando la temperatura de cualquier zona cae por debajo de su punto de control “Desocupado”. • El termostato tiene una banda muerta de unos 4°F o más para evitar contínuas inversiones de frío/calor o viceversa. • La calefacción central de la bomba de calor se interrumpe periódicamente para permitir el ciclo de descarche. La frecuencia de los descarches depende de las condiciones exteriores.

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DIAGRAMA DE CONTROL DEL SISTEMA SISTEMA DIVIDIDO SIN DUCTO (“DUCT-FREE”)


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SISTEMAS DIVIDIDOS SIN CONDUCTOS (“DUCT-FREE”) CONTROL DE LA TERMINAL

Cada “fancoil” es la terminal de control. El control electrónico digital (DDC) permite un gran número de opciones para su operación. Controladores alambrados o inalámbricos permiten reconfiguración de las selecciones en la terminal. No requiere termostato remoto. Capacidad de Enfriamiento

Esquema de la Terminal • •

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• •


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• •

• • • • •

Conducto de ventilación a cada “fancoil”. Con ventilador auxiliar se puede lograr hasta 30% aire exterior. La capacidad debe ajustarse para los valores de la temperatura de entrada BS/BH. El ventilador auxiliar solo funciona con el ventilador del “fancoil” en media o alta velocidad. No funciona con el “fancoil” en baja velocidad o apagado. No tiene compuerta de aire exterior. La operación del “fancoil” en velocidad media o alta en el ciclo desocupado enciende el ventilador auxiliar. La operación a baja velocidad no lo enciende.

La humedad de la zona tiende a subir a carga parcial de enfriamiento. La operación del ventilador del “fancoil” a velocidad media o alta mantiene en funcionamiento el ventilador de aire exterior agravando el aumento de humedad. La operación del ventilador del “fancoil” a baja velocidad mejora la capacidad latente pero apaga el ventilador de aire exterior. El modo de deshumectación automática mejora la capacidad latente a expensas de una menor circulación de aire y la elevación de la temperatura del ambiente.


Ventilación

Capacidad de Calentamiento • Unidad condensadora convencional - Calor con resistencias eléctricas (primaria) en el modo de calefacción. • Bomba de calor - Las resistencias eléctricas suplementan la calefacción del ciclo de refrigeración y atemperan el aire de suministro durante el ciclo de descarche. • En la bomba de calor, el serpentín del “fancoil” suministra calor del circuito de refrigeración para satisfacer la carga con el sistema en el modo de calefacción. • Con el sistema en el modo de enfriamiento, la resistencia del “fancoil” de la bomba de calor suministra calefacción a las zonas que lo requieren. • Se puede agregar un sistema “solo frío” a un sistema de calefacción existente.

El serpentín de expansión directa hace posible el enfriamiento por parte del “fancoil”. El usuario puede seleccionar la velocidad del ventilador o en la posición AUTO ésta se ajusta automáticamente en función de la carga sensible - menor velocidad a menor carga hasta apagar al estar satisfecha. Con el ventilador en AUTO y el sistema en DESHUMECTAR se obtiene la mayor capacidad latente debido a que el ventilador del “fancoil” opera a su menor velocidad y permite que la temperatura exceda levemente el valor de su punto de control para asegurar períodos de operación más largos del compresor. Los períodos de flujo del refrigerante dependen de la carga. Si el “fancoil” cuenta con una bomba de condensado, opera simultáneamente con el compresor.

Mitigación de la Humedad

• •

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•

Para flujo contínuo debe operar con CFM constante. Con ventilador en automático, su velocidad depende de la carga. La circulación es inconsistente pues varía con la velocidad del ventilador. Para condiciones normales en el acondicionamiento de aulas, es mejor operar con velocidad baja constante. Si es necesario insuflar aire de ventilación, escoja velocidad media constante. Barrido automático del aire de descarga libre ayuda a distribuir y mezclar mejor el aire en el ambiente.

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DIAGRAMA DE CONTROL DE LA TERMINAL SISTEMA DIVIDIDO SIN CONDUCTO (“DUCT-FREE”)


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BOMBA DE CALOR AGUA-AIRE CONTROL DEL SISTEMA

Sistema ideal cuando se dá por muchas horas que las cargas de frío de unas zonas son similares y simultáneas a las de calor de las otras. Un circuito cerrado, no aislado, de agua recirculada a una temperatura entre 60°F y 90°F hace posible la operación de las bombas de calor; la caldera y la torre de enfriamiento en este circuito mantienen el agua dentro de los valores indicados. Un control dedicado vigila la operación del circuito de agua. Ocupado - Calefacción Esquema del Sistema Ocupado - Enfriamiento • • •

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• • • •


. Desocupado - Enfriamiento • Sin reajuste de la temperatura en el ciclo desocupado, la bomba del circuito y la torre permanecen apagadas. • Con reajuste aditivo de la temperatura en el ciclo desocupado, la bomba del circuito opera hasta satisfacer la temperatura reajustada de cada zona. La capacidad de la torre se regula igual que en el ciclo ocupado. • Con reajuste aditivo de la temperatura en el ciclo desocupado y reposición, la activación del reposicionador en cualquier zona activará la bomba del circuito de recuperación y la torre de enfriamiento, si así lo requiere el termostato de la zona donde se activó el reposicionador. La capacidad de la torre se regula igual que en el ciclo ocupado.

Una torre de circuito cerrado expulsa el calor del circuito de agua para mantener su temperatura por debajo de 90°F. La bomba del circuito de agua (recuperación) funciona durante todo el ciclo ocupado. La torre no funciona si la temperatura del agua está dentro de la banda muerta ajustable (60°F a 83°F). Al acercarse a 90°F la torre se activa por etapas (3 etapas: 1o paso- rociado, 2o paso- baja velocidad, 3o paso- alta velocidad). A 100oF el sistema entra en alarma y a 105oF se inhabilita totalmente. Un sistema suplementario de ventilación debe refrescar el aire caliente exterior y puede también ayudar a neutralizar la carga latente de la zona.

• • • • •

En climas de invierno templado la caldera puede no ser necesaria. Cada terminal (bomba de calor) cuenta con la capacidad de calefacción requerida. La bomba del circuito de recuperación opera hasta que la temperatura de la zona sobrepase el punto de control en el ciclo desocupado. La caldera opera como en el ciclo ocupado. Reposición de la temperatura del agua (+) en función del cambio de la temperatura exterior (-). Reposición manual de una zona a ocupado durante el ciclo desocupado activará la caldera y la bomba del circuito de recuperación.

•

•

•

El calor desechado al agua del circuito de recuperación por las bombas de calor que operan en el ciclo de enfriamiento lo aprovechan las otras para suministrar calefacción. Puede no ser necesaria la caldera en climas de inviernos moderados. El calor recuperado más resistencias eléctricas suplementarias en las zonas pueden ser suficientes. La caldera complementa el calor recuperado para mantener el agua a 60°F - 65°F según la temperatura exterior. La banda muerta de la caldera es entre 65°F y 90°F. Se activa en dos etapas entre 65°F y 60°F. Entra en alarma a 55°F y para por baja temperatura a 50°F. Un sistema suplementario de ventilación debe atemperar el aire frío exterior para neutralizarlo. Inversión del Sistema La temperatura del agua de recuperación determina si necesita aceptar (caldera) o rechazar calor (torre) para la operación satisfactoria de las bombas de calor de las zonas. La amplitud de la banda muerta (por ej. 65°F a 83°F) evita el desperdicio de energía. A un extremo de la banda (83°F a 90°F) opera la torre y al otro (65°F a 60°F) opera la caldera. La inversión de la temperatura del aire de la ventilación suplementaria en el ciclo ocupado lo determina la temperatura del aire exterior.

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DIAGRAMA DE CONTROL DE SISTEMA

BOMBAS DE CALOR AGUA-AIRE (BCAA) – CIRCUITO DE CALIFORNIA


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BOMBA DE CALOR AGUA-AIRE - CIRCUITO DE CALIFORNIA DIAGRAMA DE CONTROL DE LA TERMINAL

Cada bomba de calor es un sistema de refrigeración completo, autocontenido, que funciona como una terminal de zona para suministrar enfriamiento, calefacción y circulación del aire en su zona. El controlador del circuito coordina la operación de las terminales con el circuito de agua de recuperación que circula por el edificio. Esquema de la Terminal

Capacidad de Calentamiento • En la modalidad de calefacción, se invierte el ciclo de operación y la bomba de calor calienta su zona tomando el calor del circuito de agua de recuperación reduciendo así la temperatura de éste. El compresor opera hasta satisfacer la carga de calefacción. • Las unidades estándar permiten una temperatura del agua de 55°F a 95°F. Las unidades de baja temperatura de 40°F a 110°F. Las unidades solo frío no permiten inversión del ciclo. • Si el sistema no tiene caldera pueden instalarse resistencias en el conducto para usarlas cuando el agua esté por debajo de 60°F. Puede hacerse lo mismo en unidades solo frío. • El ventilador en ON funciona continuamente en la velocidad escogida. En AUTO funciona solo con el compresor o las resistencias. • Selector AUTO/MANUAL de inversión del ciclo en el termostato. • Reajuste de temperatura para ciclo desocupado de 5°F a 8°F.


Capacidad de Enfriamiento


• En la modalidad de enfriamiento cada bomba de calor enfría su zona y expulsa el calor al circuito del agua de recuperación elevando su temperatura. El compresor opera según la demanda de enfriamiento. • La ventilación suplementaria, si se tiene, puede neutralizar total o parcialmente la carga latente de la zona. • Cada terminal requiere una línea de condensado. • Una válvula operada por la presión del refrigerante modula el paso del agua para optimizar el intercambio de calor entre el refrigerante y el agua. • Con el ventilador en ON, éste opera continuamente. En AUTO solo cuando opera el compresor. • El selector de inversión del ciclo en el termostato tiene las opciones AUTO y MANUAL.

• La humedad aumenta cuando se opera a carga parcial de enfriamiento. • Con el ventilador en ON, operar a baja velocidad mejora la capacidad latente a expensas de la sensible. • Con la posible excepción en los climas áridos, la ventilación suplementaria, cuando la hay, debe neutralizar la carga latente del aire exterior para evitar problemas de humedad. La capacidad latente del aire de ventilación reduce la demanda sobre la bomba de calor y elimina el problema de la humedad a carga parcial. La reducción de la demanda sobre la bomba de calor simplemente se convierte en demanda de la manejadora que acondiciona el aire de ventilación. Circulación de Aire • Para una circulación y ventilación continua debe fijarse la operación del ventilador en ON ya que en AUTO dependerá de la operación del compresor. • El flujo de aire constante hace posible el uso de difusores convencionales. • El aire debe “bañar” la pared exterior para lograr buenos resultados con la calefacción por el techo. La calefacción por el techo es práctica con cargas hasta 400 BTUH por pie lineal de perímetro por planta. Para cargas mayores es mejor usar unidades de piso. • El uso de “VVT” o “VAV” con difusores apropiados hace posible subdividir las zonas. Deben fijarse los valores mínimos de aire en las cajas para asegurar la ventilación y circulación del aire.

Ventilación • Un sistema de ventilación central distribuye aire tratado a las zonas, generalmente al pleno de retorno. • Debe suministrarse a condiciones aceptables para la terminal (90°F a 50°F), de preferencia muy cerca a las condiciones que se desean mantener en la zona. • El aire de ventilación puede suplir capacidad latente a la zona. • En el ciclo desocupado se apaga el ventilador y se cierra la compuerta de ventilación. • La activación del sistema de ventilación se demora por un periodo prudente durante el inicio de operación del ciclo ocupado (± 1 hora).

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DIAGRAMA DE CONTROL DE LA TERMINAL BOMBAS DE CALOR AGUA-AIRE (BCAA) – CIRCUITO DE CALIFORNIA


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ACONDICIONADORES DE AIRE PAQUETE TERMINAL (“PTAC”) CONTROL DEL SISTEMA

La zonificación de un edificio con las unidades “PTAC” representa la estrategia de control más simple. La estrategia de control del sistema y de la terminal (zona) es esencialmente una sola ya que cada zona está controlada por este paquete terminal autocontenido de expansión directa. El sistema es la unidad “PTAC”. Esquema del Sistema •

• • •

•

Desocupado - Enfriamiento • El programador apaga los sistemas de ventilación y extracción al acabar el ciclo ocupado. • El usuario dá inicio al ciclo al pasar el selector de la unidad a OFF o elevando el valor de su punto de control. En el primer caso la zona no recibe enfriamiento en el ciclo desocupado y en el segundo sí, pero solo para mantener la temperatura al valor de reposición y no a la de control. • Los sistemas de ventilación y extracción pueden funcionar para lograr enfriamiento nocturno gratis (economizador por aire exterior), cuando lo permiten las condiciones exteriores.


• •

•

Ocupado - Enfriamiento Al llegar el programador al ciclo ocupado arrancan los sistemas de ventilación y extracción. Las unidades “PTAC” no están conectadas al programador de funcionamiento. Los controles de enfriamiento están autocontenidos en la unidad “PTAC”. El usuario dá inicio al ciclo ocupado-enfriamiento al pasar el selector de la posición OFF a COOL. El valor del punto de control de la temperatura lo fija el usuario en el “PTAC” o termostato remoto. Un limitador puede anteponer un límite a este valor para evitar el derroche de energía. Un sistema central auxiliar de ventilación puede suministrar capacidad latente adicional a las zonas.

Ocupado - Calefacción • Al llegar el programador al ciclo ocupado arrancan los sistemas de ventilación y extracción. Las unidades “PTAC” no están conectadas al programador de funcionamiento. • Los controles de calefacción están autocontenidos en la unidad “PTAC”, excepto cuando se usa un sistema de calefacción central. • El usuario dá inicio al ciclo ocupado-calefacción al pasar el selector de la posición OFF a HEAT. • El valor del punto de control de la temperatura lo fija el usuario en el “PTAC” o termostato remoto. Un limitador puede anteponer un límite a este valor para evitar el derroche de energía. • Un sistema central existente de calefacción por el zócalo puede suministrar calor zonificado o no zonificado en vez de las unidades “PTAC”.

Desocupado - Calefacción El programador apaga los sistemas de ventilación y extracción al acabar el ciclo ocupado. El usuario dá inicio al ciclo al pasar el selector de la unidad a OFF o bajando el valor de su punto de control. En el primer caso la zona no recibe calor en el ciclo desocupado y en el segundo sí pero solo para mantener la temperatura al valor de reposición y no a la de control. Con un sistema central separado de calefacción, el programador reposiciona el valor del punto de control a un valor menor. La planta opera para mantener este valor más bajo.

Inversión del Sistema • Con un sistema separado de calefacción, la caldera apaga en función de la temperatura exterior u otro índice apropiado de carga. El desperdicio de energía puede ser mayor con la calefacción central por las zonas que deben enfriar con el “PTAC” el exceso de calor que reciben de la planta. • El usuario dá inicio a la inversión del sistema al cambiar en el selector del “PTAC” de COOL a HEAT o viceversa. • La inversión de la ventilación se produce al llegar la temperatura exterior u otro índice de la carga de ventilación al valor fijado. Se puede introducir aire exterior sin calentar en el ciclo economizador tanto en el ciclo ocupado como desocupado.

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DIAGRAMA DE CONTROL DE L SISTEMA ACONDICIONADOR DE AIRE PAQUETE TERMINAL (“PTAC”)


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ACONDICIONADORES DE AIRE PAQUETE TERMINAL (“PTAC”) CONTROL DE LA TERMINAL

Cuando se zonifica con las unidades “PTAC” no existe la terminal distinta del sistema. Es una forma de zonificar una instalación con un sistema no zonificable. Cada “PTAC” descarga libremente en la zona perimétrica que sirve. En las escuelas, cada aula puede tener varios “PTAC”, cada uno con su propio termostato. Capacidad de Enfriamiento


• La refrigeración mecánica del “PTAC” suple la capacidad para mantener condiciones en el ambiente. • Los periodos de operación del compresor dependen de la carga sensible del ambiente que debe neutralizar. • Con el selector en LOW COOLING el ventilador del “PTAC” gira a baja velocidad, reduce la capacidad sensible, prolonga el tiempo que corre el compresor y mejora el deshumedecimiento. El ventilador puede correr continuamente o solo cuando lo hace el compresor. • En HIGH COOLING, el ventilador corre en alta velocidad, aumenta la capacidades sensible del “PTAC” pero deshumedece menos pues el compresor corre por periodos más cortos. El ventilador puede correr continuamente o solo cuando lo hace el compresor.

• Las paradas continuas del compresor causan una mayor humedad en el ambiente debido a la reevaporación del condensado acumulado en el evaporador y al mayor valor promedio de su punto de rocío (ADP). • LOW COOLING (baja velocidad del ventilador) mejora la capacidad latente a costa de la capacidad sensible y circulación del aire. • Cuando el sistema central de ventilación suministra la capacidad latente se evita el aumento de la humedad a carga parcial de enfriamiento a expensas de un mayor costo. • Con el control de la ventilación en la posición OPEN, el aire exterior aspirado por el “PTAC” contribuye al aumento de la humedad a carga parcial de enfriamiento.

Capacidad de Calentamiento

Ventilación


• Bombas de calor- Calor recuperado con el ciclo invertido suplementado por resistencia eléctrica en cada unidad mantienen la temperatura del ambiente. • Frío más resistencia eléctrica- La resistencia eléctrica de cada unidad mantiene la temperatura del ambiente. • Solo frío- No tienen como suministrar calor. Requiere un sistema suplementario por aire caliente o zócalo (eléctrico, agua caliente o vapor). • LOW HEAT- Baja velocidad del ventilador reduce la capacidad de calefacción. En HIGH HEAT el ventilador gira a mayor velocidad y eleva la capacidad de calefacción. • En cualquiera de los dos modos, el ventilador puede correr continuamente o solo con el compresor o resistencias.

• El selector de ventilación en el “PTAC” permite escoger entre OPEN y CLOSED. En OPEN el máximo es ± 35 CFM por unidad dependiendo de la velocidad y dirección del viento, altura del edificio y presión interior. • Las normas para escuelas a menudo exigen un sistema central separado; en tales casos se recomienda que se inhabilite el selector en la posición CLOSED. • El sistema central de ventilación puede permitir cierta capacidad de enfriamiento en un ciclo economizador. • El sistema central de ventilación puede suministrar capacidad de enfriamiento latente mitigando así la elevación de la humedad a carga parcial de enfriamiento.

• El selector del ventilador determina su funcionamiento. En ON funciona de forma continua. En AUTO funciona únicamente con el compresor o la resistencia eléctrica. La opción ON es mejor desde el punto de vista de la circulación del aire y ruido. • La descarga libre de la unidad “PTAC” produce una circulación y mezcla del aire adecuada hasta 15’ a 20’ de la pared exterior donde está instalada. Las áreas más alejadas requieren un sistema complementario separado. • Su ubicación baja en la pared exterior es muy adecuada para neutralizar las pérdidas de calor en su origen en climas fríos.

Esquema de la Terminal


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DIAGRAMA DE CONTROL DE LA TERMINAL ACONDICIONADOR DE AIRE PAQUETE TERMINAL (“PTAC”)


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SISTEMA DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE (VAV) CONTROL DEL SISTEMA

Suministra un caudal de aire variable a una temperatura relativamente constante de un equipo de expansión directa o agua fría diseñado para esto. Los controles de la manejadora de aire y del circuito de refrigeración aseguran el suministro de los caudales adecuados de aire en forma segura para neutralizar la carga térmica de las zonas que sirve. Esquema del Sistema • • • • • • • Desocupado - Enfriamiento • Llegado al ciclo desocupado, el programador cierra la compuerta de ventilación y apaga las manejadoras. La planta de enfriamiento y manejadoras operan para mantener la temperatura fijada para el modo de enfriamiento desocupado. • El control DDC determina la hora de paro óptima basado en el historial de operación de la instalación. • Si la planta de enfriamiento debe operar para mantener la temperatura de los ambientes, su capacidad es controlada por la temperatura del aire a la descarga del serpentín de enfriamiento. • Cuando las condiciones exteriores lo permiten, las compuertas de aire exterior y retorno modulan para suministrar enfriamiento gratis (economizador) a la temperatura de suministro fijada para este modo de operación.


•

• • •

Ocupado - Enfriamiento Al iniciarse el ciclo ocupado, la compuerta de aire exterior se abre a su posición mínima, arranca la manejadora y el sistema de refrigeración. Basado en el historial de operación, el sistema de control DDC puede determinar la hora óptima de arranque. La compuerta de aire exterior puede permanecer cerrada durante la atemperación para reducir la carga y demanda eléctrica. La temperatura de descarga del aire modula la capacidad del serpentín de enfriamiento. El valor del punto de control de la temperatura de descarga puede reposicionarse en función del caudal de aire, posición de las terminales u otro índice de carga. El control de presión estática optimiza la operación del ventilador y reduce el nivel de ruido en las terminales. El economizador entálpico o termostático aprovecha el aire exterior para reducir el costo de operación.

Ocupado - Calefacción • Típicamente no se lo suministra con la manejadora del sistema pues las zonas interiores siempre demandan enfriamiento. El sistema VAV puede suministrar frío y calor pero no simultáneamente. • La compuerta de aire exterior puede permanecer cerrada durante la atemperación para reducir la carga y cargos por demanda eléctrica. • El calor para atemperar los ambientes puede suminis-trarse con la manejadora si el control de las terminales tiene tal opción. • La calefacción en el ciclo ocupado se efectúa localmente en cada terminal o con un sistema separado zonificado por zócalo (eléctrico, agua caliente o vapor) o cualquier otro.

Desocupado - Calefacción Llegado al ciclo desocupado, el programador cierra la compuerta de ventilación y apaga las manejadoras. La caldera y manejadoras operan para mantener la temperatura fijada para el modo calefacción desocupado. Calor suministrado por la UMA (eléctrico, agua caliente o vapor)- la temperatura del agua caliente varía en función de la temperatura exterior. Las terminales se abren totalmente para admitir aire caliente y retornan a su posición mínima al alcanzar la temperatura seleccionada para el ciclo desocupado. Otra opción es el suministro de calor directo en las zonas, en las terminales o con un sistema separado por zócalo.

Inversión del Sistema • La manejadora cambia automáticamente de calor a frío y viceversa según los requerimientos del edificio. • El sistema de control DDC pasa información entre las terminales y la manejadora para coordinar su operación. • Los sistemas que sirven zonas perimétricas e interiores siempre operan en enfriamiento en el ciclo ocupa-do. • La Inversión del modo de operación en el ciclo desocupado ocurre en función de la temperatura exterior, temperatura de las zonas u otro índice de la carga del edificio.

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DIAGRAMA DE CONTROL DEL SISTEMA SISTEMA DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE (VAV)


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SISTEMA DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE (VAV) CONTROL DE LA TERMINAL

Las cajas VAV para aulas generalmente son del tipo de mezcla con ventilador en serie o paralelo pero en ocasiones pueden ser del tipo pasivo, sin ventilador. La calefacción normalmente se suministra directamente en las zonas perimétricas en el ciclo ocupado. Capacidad de Enfriamiento

Esquema de la Terminal • •

• •

Ventilación

Capacidad de Calentamiento • En el ciclo desocupado la manejadora puede suministrar calefacción si el uso de combustible lo justifica y no se puede llevar agua caliente a las zonas. • La calefacción en el ciclo ocupado (resistencias o agua caliente) lo provee la terminal para atemperar el caudal mínimo de aire en las zonas con poca o ninguna carga de enfriamiento o con carga de calefacción. • Un sistema separado por zócalo (electricidad, agua caliente o vapor) puede suministrar la calefacción a cada zona. • Con cajas mezcladoras con ventilador, la calefacción en el ciclo desocupado la puede efectuar cada caja aún con la manejadora de aire apagada.


Las cajas pasivas pasan un caudal de aire variable a temperatura constante para mantener la temperatura en el ambiente al valor fijado, ocupado o desocupado. Las cajas VAV mezcladoras con ventilador modulan el caudal de aire primario y lo mezclan con aire de retorno tomado del pleno para mantener la temperatura en las zonas. La caja recibe un caudal variable de aire a temperatura constante y pasa una corriente de caudal constante a temperatura variable a la zona. El ventilador corre continuamente en el ciclo ocupado. En el control de las cajas se fija el caudal mínimo de aire primario para asegurar la ventilación de las zonas (y circulación de aire en las cajas pasivas). El caudal mínimo puede enfriar demasiado algunas zonas y por ello se recomienda recalentamiento para esta posible eventualidad.

• • • •

Solo mientras opera la manejadora en el ciclo ocupado. No hay ventilación en el ciclo desocupado. El caudal de ventilación varía en relación directa con el caudal de suministro a no ser que se incrementa su porcentaje conforme se reduce el caudal de suministro. Los caudales de aire mínimos de las zonas se fijan en parte basados en los requisitos mínimos de ventilación. Con el economizador por aire exterior, el porcentaje de aire exterior varía del mínimo al 100%, dependiendo de las condiciones del aire exterior.

Mitigación de la Humedad • La operación contínua de la manejadora en el ciclo ocupado evita la acumulación de la humedad a carga parcial. • El equipo diseñado para VAV incluye pasos de capacidad para limitar el aumento de la humedad. • El control de la temperatura de descarga del aire de la manejadora limita el aumento de la humedad a carga parcial. Esta temperatura puede reajustarse a un valor menor para mejorar el control de la humedad pero ello implicará mayor recalentamiento. • El reajuste de la temperatura de descarga a un valor mayor a carga parcial para reducir el costo de operación causará el aumento de la humedad relativa en los ambientes.

Circulación de Aire • Las cajas mezcladoras con ventilador suministran caudales constantes a cada zona permitiendo el uso de difusores convencionales y ruido blanco continuo. • Las cajas VAV pasivas suministran caudales variables a cada zona y por lo tanto requieren difusores apropiados. La facultad de poder fijar un caudal mínimo asegura • que la zona reciba un caudal apropiado de aire primario y ventilación. Los valores mínimos y máximos para cada caja pueden configurarse en la obra.

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DIAGRAMA DE CONTROL DE LA TERMINAL SISTEMA DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE (VAV)


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VVT CON EQUIPO PAQUETE CONTROL DEL SISTEMA

Los sistemas (VVT) de caudal de aire y temperatura variables utilizan equipos convencionales que suministran un caudal de aire relativamente constante y temperatura variable de la manejadora pero las zonas reciben un caudal variable. La descripción en estos cuadros supone el uso de controles DDC con programador horario. Esquema del Sistema




• En el ciclo ocupado, la compuerta de aire exterior abre a su posición mínima, la UMA opera continuamente. La capacidad de refrigeración se ajusta a la demanda. • El control DDC puede determinar la hora óptima de arranque basado en el historial de operación. • Para bajar la carga y demanda eléctrica, la compuerta de aire exterior puede cerrarse en la atemperación. • Si la temperatura exterior es menor al valor fijado en el control, la primera etapa de enfriamiento activa el economizador y si es mayor, activa la primera etapa de capacidad del circuito de refrigeración. • Cumplido el retardo fijado, la primera etapa de enfriamiento se activa cuando la temperatura de la zona índice excede su punto de control por un diferencial fijado (p.e.2°F) y la segunda etapa si continúa subiendo (p.e.2½°F). Los descargadores o compresores multiples permiten las etapas de capacidad. Desocupado - Calefacción

• La compuerta de aire exterior queda en su posición mínima, la UMA opera continuamente. La zona índice regula las etapas de calefacción. • Para bajar la carga y demanda eléctrica, puede cerrarse la compuerta de aire exterior en la atemperación. • El equipo paquete puede suministrar la calefacción con electricidad, agua caliente o vapor. • La calefacción también puede suministrarse por las terminales VVT o separadamente por los zócalos, en tal caso la unidad paquete no necesita esta opción. • El equipo paquete puede brindar frío o calor o ambos en el concepto de tiempo compartido pero no simultáneamente. • La primera etapa de calefacción se dá con el cambio del sistema a calefacción, cumplido el retardo fijado. • La segunda etapa ocurre al caer la temperatura por debajo del punto de control menos el diferencial fijado (p.e. 2°F) y se mantiene por el tiempo fijado. Inversión del Sistema

• Cierra la compuerta de ventilación, se apaga la unidad de techo, el punto de control de la temperatura en los controladores de zona cambia al valor “desocupado”. La unidad opera para mantener la mayor temperatura del ciclo desocupado. • A la hora fijada, la zona pasará a operar en el modo desocupado. • Si la temperatura exterior es menor al valor fijado en el control, la primera etapa de enfriamiento activa el economizador y si es mayor, activa la primera etapa de capacidad del circuito de refrigeración. • Cumplido el retardo fijado, se activa la primera etapa de enfriamiento al excederse el diferencial fijado (p.e.2°F) para el punto de control de la temperatura de la zona índice y la segunda etapa si continúa subiendo (p.e.2½°F). Descargadores o compresores múltiples permiten las etapas de capacidad.

• Cierra la compuerta de ventilación, se apaga la unidad de techo, el punto de control de la temperatura en los controladores de zona cambia al valor “desocupado”. La unidad opera para mantener la menor temperatura del ciclo desocupado. • A la hora fijada, la zona pasará a operar en el modo desocupado. • La primera etapa de calefacción se dá con el cambio del sistema a calefacción, cumplido el retardo fijado y arranca el ventilador. • La segunda etapa ocurre al caer la temperatura por debajo del punto de control menos el diferencial fijado (p.e. 2°F) y mantenerse por el tiempo fijado. • La calefacción puede efectuarse en la terminal o por zócalo en vez de la unidad paquete.

• Los modos de operación son frío, calor y ninguno. • El modo depende de la demanda de las zonas. • Los controladores de zona comunican su demanda al termostato monitor y éste cambia el modo si es necesario. • El cambio frío/calor ocurre cuando el número de zonas fijado en el termostato monitor demanda uno u otro. • Cuando el número adecuado de zonas requieren el modo opuesto, el cambio ocurre una vez satisfechas todas las zonas que no piden el cambio, dentro del tiempo fijado. • El sistema puede alternar su operación de frío y calor a tiempo compartido de la capacidad de enfriamiento y calefacción de la unidad central.


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DIAGRAMA DE CONTROL DEL SISTEMA VVT CON EQUIPO PAQUETE


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VVT CON EQUIPO PAQUETE CONTROL DE LA TERMINAL

Las terminales VVT son las cajas de compuerta VVT o compuertas y controles instalados en la obra que regulan el caudal de aire a cada zona. El VVT también recibe el nombre de VAV con desvío porque el aire que no se suministra a las zonas se desvía al pleno o conducto de retorno. Se muestran controles DDC. Esquema de la Terminal

Capacidad de Enfriamiento • • • • •

Ventilación

Capacidad de Calentamiento • La caja de compuerta VVT modula el caudal de aire calentado a la zona para mantener la temperatura al valor fijado. • La posición que asume la compuerta depende del diferencial (demanda) entre la temperatura del ambiente y el valor fijado en el controlador de la zona. • El caudal mínimo es ajustable para asegurar una ventilación y circulación de aire adecuadas en la zona. • Las zonas que requieren calor cuando el sistema está en el modo de enfriamiento deben tener un serpentín de recalentamiento (generalmente zonas perimetrales). • Cada controlador comunica su demanda al termostato monitor. La zona con una demanda ≥ 1.5°F se convierte en solicitante para el modo de calefacción.


La caja de compuerta VVT modula el caudal de aire a la zona para mantener la temperatura al valor fijado. La posición que asume la compuerta depende del diferencial (demanda) entre la temperatura del ambiente y el valor fijado en el controlador de la zona. El caudal mínimo es ajustable para asegurar una venti lación y circulación de aire adecuadas en la zona. El caudal mínimo puede producir ambientes muy fríos si no se los dota de serpentines de recalentamiento. Cada controlador comunica su demanda al termostato monitor. La zona con una demanda ≥ 1.5°F se convierte en solicitante para el modo de enfriamiento.

• • • •

La unidad de techo introduce aire exterior al aire que insufla a los ambientes en el ciclo ocupado pero no en el ciclo desocupado. El caudal del aire de ventilación es constante en la unidad de techo pero en las zonas varía con el caudal admitido. El caudal mínimo de cada zona se fija, en parte, basado en el requisito mínimo de ventilación. Con el economizador en operación, el porcentaje de aire exterior puede variar del valor mínimo fijado hasta 100%, dependiendo de las condiciones del aire exterior.

Mitigación de la Humedad • La fluctuación de las condiciones del aire a la descarga del serpentín puede exacerbar el aumento de humedad de los ambientes a carga parcial de enfriamiento. • El paro del equipo de compresión eleva la humedad por la reevaporación de la humedad en la superficie del evaporador a causa del mayor valor promedio de su punto de rocío (ADP). • Los cambios del modo de operación frío/calor contribuyen a una mayor humedad a carga parcial de enfriamiento. • Evite sobredimensionar los equipos y escójalos con caudales de aire en la gama de bajo a mediano para mejor control de la humedad a carga parcial de enfriamiento. Circulación de Aire • Caudal variable a cada zona con mínimo prefijado en cada caja VVT. • Requiere difusores apropiados para lograr buena distribución de aire y evitar chorros de aire frío a bajos caudales. • Los caudales de aire en terminales con controles no compensados por presión sufren cambios causados por las fluctuaciones de presión en el conducto que afectan la temperatura del ambiente y que el termostato del controlador debe compensar. • Los controles compensados por presión tienen un sensor de presión a la entrada de la caja VVT que anticipa y corrije los cambios que se producirían en el caudal con las variaciones de presión en el conducto.

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DIAGRAMA DE CONTROL DE LA TERMINAL VVT CON EQUIPO PAQUETE


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SISTEMA MULTIZONA CONTROL DEL SISTEMA

Prácticamente todo el tratamiento/acondicionamiento del aire en este sistema ocurre en la unidad central. Cada zona recibe un caudal de aire constante a temperatura variable por un conducto individual. La manejadora, el equipo de refrigeración y sus controles aseguran las condiciones del aire a cada zona. Las manejadoras de doble descarga tienen bocas de aire frío y aire neutro o aire frío y aire caliente con compuertas de mezcla por zona. Las manejadoras de descarga triple tienen bocas de aire frío/ neutro/ caliente con compuertas de mezcla por zona. Unidades modulares (paquete de techo) tienen serpentines individuales de frío y calor para cada zona, sin compuertas a la descarga. Ocupado - Calefacción Esquema del Sistema Ocupado - Enfriamiento • Compuerta de ventilación en posición mínima, la maneja- • Descarga doble - Normalmente no se suministra de la manejadora para evitar la mezcla de aire frío y caliente dora arranca y corre de manera continua y la unidad concuando unas zonas requieren enfriamiento y otras cadensadora o enfriador de agua corre según se requiera. lefacción. • El control DDC puede determinar la hora óptima de arranque basado en el historial reciente de operación. • Descarga triple- La UMA suministra la calefacción. • El sistema mantiene el suministro de aire frío para las • Para bajar la carga y demanda eléctrica, puede cerrarse zonas interiores en el ciclo ocupado. En la UMA de la compuerta de aire exterior en la atemperación. descarga doble el serpentín de calefacción se desac• La temperatura de descarga del aire controla la capacitiva después de la atemperación matutina. En la UMA dad del serpentín de enfriamiento. de descarga triple la calefacción puede quedar activa. • La temperatura de descarga del aire puede reajustarse • En la atemperación matutina se activa la calefacción automáticamente en función de la temperatura exterior, de la UMA y la compuerta de ventilación permanece caudal de aire frío, status de las zonas (DDC) o cualquier cerrada para reducir el consumo de energía. otro índice de carga térmica. • Descarga doble- Pasada la atemperación, la calefac• Si lo permiten las condiciones exteriores, el economización se suministra individualmente en cada zona. dor modula las compuertas de aire exterior y retorno para reducir el costo del suministro de enfriamiento. • Descarga triple- Calefacción en la UMA. Desocupado - Enfriamiento • El programador apaga el enfriador y UMA y cierra la compuerta de ventilación. La UMA y enfriador o unidad condensadora operan si se requiere para mantener la temperatura al valor fijado para el ciclo desocupado. • El control DDC puede determinar la hora óptima de parada basado en el historial reciente de operación. • Cuando el equipo de refrigeración debe funcionar para lograr la temperatura fijada para el ciclo desocupado, la temperatura de descarga del aire controla la capacidad de enfriamiento del sistema. • Si lo permiten las condiciones exteriores, las compuertas de aire exterior y retorno modulan para suministrar enfriamiento gratis (economizador) a la temperatura de suministro fijada para este modo de operación.


Desocupado – Calefacción • El programador cierra la compuerta de ventilación y apaga la UMA. La UMA y la caldera arrancan para mantener la temperatura al valor fijado para el ciclo desocupado. • El calor lo suple el serpentín de la manejadora (agua caliente o vapor). La temperatura del agua caliente puede variar en relación inversa a la temperatura exterior. • El serpentín de enfriamiento permanece inactivo. • Descarga doble- La calefacción puede suministrarse en cada zona, montada en el conducto de cada zona o con un sistema separado por zócalo. En tal caso la UMA no necesita tener un serpentín de calefacción y en vez de aire caliente suministra aire neutro por una de las bocas.

Inversión del Sistema • Si hay zonas interiores, el serpentín de enfriamiento estará siempre activo en el ciclo ocupado. • Descarga doble- El serpentín de calefacción desactivado en el ciclo ocupado excepto para atemperación. • Descarga triple- El serpentín de calefacción permanece activo en el ciclo ocupado y desocupado cuando las zonas requieren calor. • La operación de la caldera y la temperatura del agua caliente para la calefacción depende de la temperatura exterior, status de demanda de las zonas (DDC) u otro índice apropiado de la demanda de calefacción. • La inversión del modo de operación en el ciclo desocupado ocurre al valor fijado de la temperatura exterior, temperatura de la zona índice u otro indicador apropiado de la carga del edificio.

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DIAGRAMA DE CONTROL DEL SISTEMA SISTEMA MULTIZONA


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SISTEMA MULTIZONA CONTROL DE LA TERMINAL

La terminal de enfriamiento de la unidad multizona es la compuerta de la boca de descarga del lado frío de la manejadora o los serpentines modulares de enfriamiento (uno por zona) en la multizona paquete de techo (modular). Para manejadoras de doble descarga, la terminal de calentamiento es un serpentín de calefacción instalado en algún punto en el conducto de suministro de la zona o una sección modular de calefacción de la multizona paquete de techo (modular) o la compuerta de aire caliente de una multizona de tres bocas de descarga. Mitigación de la Humedad Capacidad de Enfriamiento Esquema de la Terminal

Capacidad de Calentamiento • En el ciclo desocupado, la calefacción puede suministrarse con la UMA de descarga doble si resulta ventajoso el uso de combustibles fósiles pero no puede llevarse agua caliente a las zonas. La UMA de descarga triple, siempre lo hace así. • En el ciclo desocupado, con UMAs de descarga doble la calefacción puede hacerse en cada zona y en tal caso la UMA no necesita tener el serpentín de calefacción. • Es mejor si la calefacción en el ciclo ocupado con UMAs de doble descarga se hace con serpentines en las zonas (agua caliente, vapor, resistencia). • En multizonas paquete de techo cada zona tiene su calefactor que puede ser de gas, eléctrico o agua caliente. • En UMAs de doble (serpentín) o triple descarga (compuerta), la calefacción puede servir de recalentamiento.


• Multizona Paquete (Modular)- El termostato de la zona activa y desactiva el serpentín evaporador de la zona para mantener la temperatura que se le ha fijado. • UMA Multizona Convencional- El termostato de la zona modula las compuertas de zona para mezclar aire frío con aire neutro ( UMA de descarga doble) del lado caliente inactivo o del desvío (UMA de descarga triple). Cada zona puede recibir la gama completa de capacidad de 100% neutro a 100% aire frío. • La UMA funciona como una unidad con compuertas de cara y desvío en cada zona. • Para mejor control de la humedad, el serpentín de calefacción de la zona (descarga doble) o la compuerta de calefacción (descarga triple) pueden operar como recalentadores del aire frío enviado a la zona.

• El enfriamiento continuo de la UMA en el ciclo ocupado ayuda a limitar el aumento de la humedad a carga parcial de enfriamiento. • El serpentín de calefacción de la zona (descarga doble) y la compuerta de aire caliente (descarga triple) pueden operar como recalentadores en las zonas con mayores problemas de humedad. • El reajuste de la temperatura de suministro del aire frío a un valor mayor al reducirse la carga de enfriamiento contribuye al aumento de la humedad en los ambientes. • La operación cíclica del evaporador en las multizonas paquete de techo a carga parcial contribuye al aumento de la humedad que se puede mitigar en las zonas que así lo requieran permitiendo la operación simultánea de los serpentines de enfriamiento y calefacción en esas zonas.

Ventilación • La UMA suministra la ventilación en el ciclo ocupado. No la hay en el ciclo desocupado. • El caudal de aire de ventilación es siempre igual o mayor al mínimo fijado en los controles. • Con el economizador en operación, el porcentaje de aire exterior puede variar del valor mínimo fijado hasta 100%, dependiendo de las condiciones del aire exterior y carga de los ambientes.

Circulación de Aire • El caudal de aire a cada zona es constante lo que asegura circulación, ventilación y nivel de ruido estables. • El caudal de aire constante permite el uso de difusores convencionales. • Menos ruido. El ruido generado por el ventilador de la manejadora se atenúa en el conducto de suministro y si esto no es suficiente la distancia permite la instalación de atenuadores en el conducto. El mantenimiento/servicio del ventilador se efectúa fuera de los ambientes.

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DIAGRAMA DE CONTROL DE LA TERMINAL SISTEMA MULTIZONA


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SISTEMA DE DOBLE CONDUCTO CONTROL DEL SISTEMA

En un sistema de doble conducto el aire se acondiciona en un unidad central y se distribuye por dos conductos- aire frío y aire neutro, o aire caliente y aire neutro. La manejadora, el equipo de refrigeración, la caldera y los controles aseguran que las condiciones del aire en ambos conductos son las adecuadas para la función que deben cumplir. Ocupado - Enfriamiento


• Compuerta de ventilación en posición mínima, la manejadora arranca y corre de manera continua y la unidad condensadora o enfriador de agua corre según se requiera. • El control DDC puede determinar la hora óptima de arranque basado en el historial reciente de operación. • Para bajar la carga y demanda eléctrica, puede cerrarse la compuerta de aire exterior en la atemperación. • La temperatura de descarga del aire controla la capacidad del serpentín de enfriamiento. • La temperatura de descarga del aire puede reajustarse automáticamente en función de la temperatura exterior, caudal de aire frío, “status” de las zonas (DDC) o cualquier otro índice de carga térmica. • Si lo permiten las condiciones exteriores, el economizador modula las compuertas de aire exterior y retorno para reducir el costo del suministro de enfriamiento.

• Normalmente no se suministra calefacción de la manejadora para evitar la mezcla de aire frío y caliente. • La manejadora suministra aire frío durante el ciclo ocupado para uso en las zonas interiores lo cual hace aconsejable que su serpentín de calefacción se desactive una vez pasa el periodo de atemperación. • El serpentín de calefacción de la manejadora se activa durante el periodo de atemperación matutina. La compuerta de ventilación permanece cerrada para reducir el consumo de energía. • Pasado el periodo de atemperación, la calefacción se hace por medios locales en cada zona.



Inversión del Sistema

• El programador apaga el enfriador y UMA y cierra la compuerta de ventilación. Si se requiere la UMA y enfriador o unidad condensadora operarán para mantener la temperatura al valor fijado para el ciclo desocupado. • El control DDC puede determinar otra hora óptima de parada basado en el historial de operación más reciente. • Cuando el equipo de refrigeración debe funcionar para lograr la temperatura fijada para el ciclo desocupado, la temperatura de descarga del aire controla la capacidad de enfriamiento del sistema. • Si lo permiten las condiciones exteriores, las compuertas de aire exterior y retorno modulan para suministrar enfriamiento gratis (economizador) a la temperatura de suministro fijada para este modo de operación.

• El programador cierra la compuerta de ventilación y apaga la UMA. La UMA y la caldera arrancan para mantener la temperatura al valor fijado para el ciclo desocupado. • El calor lo suple el serpentín de la manejadora (agua caliente o vapor). La temperatura del agua caliente puede variar en relación inversa a la temperatura exterior. • El serpentín de enfriamiento permanece inactivo. • La calefacción puede suministrarse en cada zona con un serpentín en la terminal de doble conducto o con un sistema separado por el zócalo. En tal caso se puede prescindir del serpentín de calefacción en la manejadora.

• Si hay zonas interiores, el serpentín de enfriamiento estará siempre activo en el ciclo ocupado. • El calefactor de la UMA permanece desactivado en el ciclo ocupado excepto durante la atemperación matutina. • La operación de la caldera que suministra agua caliente a los serpentines de las terminales en las zonas y la temperatura del agua dependen de la temperatura exterior, “status” de la demanda de las zonas (DDC) u otro índice apropiado de la demanda de calefacción. • La inversión del modo de operación en el ciclo desocupado ocurre al valor fijado de la temperatura exterior, temperatura de la zona índice u otro indicador apropiado de la carga del edificio.

Esquema del Sistema


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DIAGRAMA DE CONTROL DEL SISTEMA SISTEMA DE DOBLE CONDUCTO


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SISTEMA DE DOBLE CONDUCTO CONTROL DE LA TERMINAL

La terminal del sistema de doble conducto es la caja del mismo nombre que controla cada zona. La caja mezcla dos corrientes de aire a diferente temperatura (una más fría y la otra igual o más tibia en el verano o una más caliente y la otra igual o más fresca en el invierno) para neutralizar la carga sensible de la zona. Capacidad de Enfriamiento


• La compuerta de aire frío de la terminal modula hacia abierta y la de aire neutro hacia cerrada cuando el termostato demanda mayor enfriamiento. • La caja mezcla el aire del lado frío con el aire del lado neutro provenientes de la UMA que produce el mismo resultado que una compuerta de cara y desvío zonificada. • Las zonas disponen de la escala completa de mezcla, de 100% aire de desvío a 100% aire frío, manteniéndose relativamente constante el caudal total de la caja. • Las cajas pueden contar con un serpentín calefactor que opere simultáneamente con el suministro de aire frío cuando se necesita recalentamiento para mantener la humedad relativa de la zona a un nivel satisfactorio.

• El enfriamiento continuo del aire en la UMA limita el au-mento de la humedad a carga parcial en el ciclo ocupado. • Los serpentines calefactores de las zonas pueden usarse como recalentadores en las zonas que demandan un mayor control de la humedad. • El reajuste de la temperatura del lado frío a un valor mayor al reducirse la carga de enfriamiento contribuye a un aumento de la humedad relativa.

Capacidad de Calentamiento

Ventilación


• Suministrado por el serpentín calefactor (eléctrico o agua caliente) de la zona (caja terminal) en el ciclo ocupado. • Calefacción en el ciclo ocupado- La compuerta de aire frío de la caja modula hacia cerrada (la de desvío hacia abierta) si la zona requiere calor para mantener la temperatura fijada en el termostato. • En el ciclo desocupado, la calefacción puede suministrarse con la UMA si resulta ventajoso el uso de combustibles fósiles pero no se puede llevar agua caliente a las zonas. • En el ciclo desocupado, la calefacción puede hacerse en la caja terminal de la zona y en tal caso la UMA no necesita tener el serpentín de calefacción. • Los serpentines calefactores de las zonas pueden funcionar como recalentadores.

• La manejadora suministra la ventilación durante el ciclo ocupado pero no la hay en el ciclo desocupado. • El caudal de ventilación es consistentemente igual o mayor al mínimo fijado en el control. • Con el economizador en operación, el porcentaje de aire exterior puede variar del valor mínimo fijado hasta 100%, dependiendo de las condiciones del aire exterior y carga de los ambientes.

• El caudal de aire a cada zona es constante lo que asegura circulación, ventilación y nivel de ruido estables. • El caudal de aire constante permite el uso de difusores convencionales. • Menos ruido. El ruido generado por el ventilador de la manejadora se atenúa en el conducto de suministro y si esto no es suficiente la distancia permite la instalación de atenuadores en el conducto. El mantenimiento/servicio del ventilador se efectúa fuera de los ambientes.

Esquema de la Terminal


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DIAGRAMA DE CONTROL DE LA TERMINAL SISTEMA DE DOBLE CONDUCTO


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SISTEMA DE INDUCCION CONTROL DEL SISTEMA

Es un sistema con muchas opciones de control debido a que utiliza agua y aire tratados en una planta central. Ofrece ventajas de gran peso en instalaciones donde la calidad del aire interior (IAQ) debe ser buena, más aún si la ventilación y humedad son también motivo de preocupación. Esquema del Sistema Dos tubos con Inversión del Modo



• Llegada la hora de inicio del ciclo ocupado, la manejadora arranca y funciona continuamente al igual que el enfriador, la bomba de agua fría y el extractor. • El enfriador ajusta su capacidad bajo dirección del circuito de control de la temperatura del agua fría. La temperatura del agua puede reajustarse en función de la temperatura de retorno del agua, temperatura exterior o cualquier otro índice apropiado de la carga del sistema. • El control DDC puede determinar otra hora óptima de arranque basado en el historial de operación más reciente. • Se controla la capacidad de los serpentines de la UMA para lograr la temperatura de descarga del aire, reajustada por la temperatura exterior y, posiblemente, por el nivel de la carga térmica (DDC).



• Llegada la hora de inicio del ciclo ocupado, la manejadora arranca y funciona continuamente al igual que la caldera, la bomba de agua caliente y el extractor. • Dos tubos, sin Inversión- No se envía agua caliente a las terminales. La calefacción se suministra con el aire primario cuya temperatura se reajusta con la temperatura exterior u otro índice apropiado de carga. Ciertas zonas pueden requerir calefactores suplementarios. • Dos tubos, con Inversión- La caldera suministra agua al sistema si la temperatura exterior u otro índice apropiado de carga (DDC) cae debajo del valor escogido. Enfriador apagado. La temperatura del agua caliente es reajustable por la temperatura exterior o agua de retorno. Por encima de la temperatura de inversión el aire primario (o elementos suplementarios) suministra la calefacción. • Cuatro tubos- No existe inversión del modo de operación. El enfriador se apaga a capacidades menores a la mínima. La caldera opera bajo control de la carga, temperatura exterior o algún otro índice apropiado. Inversión del Sistema

• El programador apaga el enfriador, bombas, UMA y extractor. Arrancan de nuevo si se requiere para mantener la temperatura al valor fijado para el ciclo desocupado. • El control DDC puede determinar otra hora óptima de parada basado en el historial de operación más reciente. • Cuando el valor de la temperatura o entalpía del aire exterior es apropiado, puede brindar enfriamiento a las zonas (enfriamiento nocturno gratis).

• El programador apaga la caldera, bombas, UMA y extractor. Arrancan de nuevo si se requiere para mantener la temperatura al valor del ciclo desocupado. • Dos tubos, sin Inversión- La UMA con resistencia o serpentín de agua caliente y la caldera arrancan para suministrar calefacción con el aire primario. • Dos tubos, con Inversión o cuatro tubos- Las terminales verticales pueden calentar las zonas por convección natural eliminando el consumo de energía del ventilador de aire primario o extractor. La caldera funciona cuando se requiera. • Las terminales horizontales requieren la operación de la manejadora, extractor, caldera y bomba.

• Dos tubos, sin Inversión- No hay cambio en el agua. El enfriador apaga por debajo de su capacidad mínima. La calefacción se logra con la manejadora o se coordina con los calefactores de zona para optimizar resultados. • Dos tubos, con Inversión- La temperatura exterior (u otro índice de carga del edificio) causa el cambio del curso del agua del enfriador a la caldera y viceversa. El diseño y operación deben evitar el golpe térmico a la caldera o enfriador durante el cambio. La UMA siempre neutraliza la carga del aire exterior pero puede también neutralizar parcialmente la carga de la zona. • Cuatro tubos- No hay cambio en el agua. El enfriador apaga por debajo de su capacidad mínima, la caldera funciona por demanda y el aire como en dos tubos con inversión.


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DIAGRAMA DE CONTROL DEL SISTEMA SISTEMA DE INDUCCIÓN (DOS TUBOS CON INVERSIÓN)


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SISTEMA DE INDUCCION CONTROL DE LA TERMINAL

Cada terminal de inducción controla una zona. El aire de ventilación provee la fuerza motriz para lograr la circulación del aire en el ambiente sin necesidad de un ventilador. El aire de ventilación también provee la filtración, presurización y (donde se desee) capacidad latente para evitar la elevación de la humedad. Esquema de la Terminal

Capacidad de Enfriamiento • • • •

Ventilación

Capacidad de Calentamiento • Dos tubos, sin Inversión- Un caudal constante de aire primario caliente suple la calefacción, el agua fría a los serpentines neutraliza cualquier exceso zona por zona. • Dos tubos, con Inversión y cuatro tubos- El caudal constante, temperatura variable, de aire primario suministrado a cada terminal puede ser frío, neutro o caliente, dependiendo de como se reajusta su temperatura y la carga del edificio. • La capacidad máxima de calefacción es una combinación de aire y agua caliente suministrado a la terminal. El agua se modula por medio de válvulas de dos o tres vías para regular la capacidad de calefacción. • La temperatura del agua caliente se reajuste por la tempera-tura exterior u otro índice de carga del edificio.


La válvula del serpentín de la terminal regula su capacidad sensible. Los sistemas con válvulas de dos vías aprovechan el factor de diversidad y consumen menos energía pues circulan un caudal de agua variable. Los sistemas con válvulas de tres vías circulan un caudal de agua constante, producen menos ruido hidráulico y facilitan el ajuste de caudales. El lado del aire elimina por lo menos la carga de ventilación cuando suministra aire neutro a las zonas. Puede suministrar también capacidad latente a la zona si se deshumedece adecuadamente. El aire primario normalmente suministra capacidad sensible a la zona ya que típicamente se lo suministra a 55°F.

•

• • •

El aire primario suministrado por la manejadora generalmente es 100% aire exterior o cerca de ello para asegurar un suministro seguro de aire exterior bien filtrado y tratado (temperatura y humedad). El sistema de extracción asegura una ventilación constante que cumple con las normas y además elimina la necesidad del retorno. La presurización del edificio puede controlarse coordinando los caudales de ventilación y extracción. El ajuste del caudal de aire primario en las terminales por personal calificado certifica los valores de los caudales de ventilación de cada zona.

Mitigación de la Humedad • La ventilación no contribuye humedad a las zonas ya que se la elimina en la manejadora central. • La mitigación es óptima cuando el sistema de aire suple la capacidad latente de las zonas lo que requiere un deshu-medecimiento muy bueno en la manejadora. En climas húmedos puede requerirse un proceso múltiple (p.e. pre-enfriamiento, enfriamiento primario, recalentamiento). El deshumedecimiento por absorción (seguido por enfriamiento) del aire exterior es otra posible solución. • El condensado en las zonas se minimiza o elimina si el aire primario suple la capacidad latente; de no ser así, se observarán los mismos problemas de humedad que con los sistemas “fancoils” o unidad ventiladora (el uso de la válvula de control y reajuste de la temperatura del agua fría causan la elevación de la humedad a carga parcial de enfriamiento). Circulación de Aire • El aire primario que se suministra a cada terminal produce la circulación adecuada y constante de aire en el ambiente durante el ciclo ocupado. El suministro de un caudal constante de aire primario • a las terminales asegura un nivel de ruido continuo que pasa desapercibido si la selección de la terminal, desde el punto de vista acústico, es correcta. No hay elementos mecánicos que produzcan ruido en la terminal.

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DIAGRAMA DE CONTROL DE LA TERMINAL SISTEMA DE INDUCCIÓN (DOS TUBOS CON INVERSIÓN)


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EQUIPOS •

30 Tipos Genéricos de Productos con una Descripción de sus características.

Esto me permite: • • • • •

Página

Usar las descripciones de los 30 productos genéricos como guía para resumir la información suministrada por los fabricantes sobre sus productos. Considerar las características resaltantes de cada tipo de producto. Visualizar los productos para mejorar la habilidad de reconocer productos/sistemas. Saber la amplitud de capacidad asociada con el tipo de producto para limitar su consideración cuando se cuenta con la información de tamaño y capacidad del edificio y de los espacios a acondicionarse. Estimar rápidamente la habilidad para calentar/enfriar/ventilar de varios productos y de los sistemas de los que son parte integral.

INTRODUCCION El propósito de este capítulo es demostrar como se puede reducir la mayoría de los productos de aire acondicionado a 30 tipos genéricos, simples, que van de unidades terminales a equipos centrales, de paquete a industriales, todo-agua, todo-aire, combinado aire-agua y expansión directa. Las fotos permiten formarse una imagen mental de cada uno. Nótese en cada uno su amplitud de capacidad, los componentes que lo forman, configuración del sistema, posibilidad de obtener ventilación y las opciones de control. Usese con los Capítulos “Edificios” y “Sistemas” Los diagramas en los capítulos Edificios y Sistemas muestran solo una representación diagramática de los productos requeridos. El lector puede usar la información suministrada en este capítulo, complementada con la que se incluye en el capítulo sobre sistemas,


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para formarse una idea más realista y completa de los sistemas y edificios en los cuales se instalan estos productos. Usese con Variaciones Sobre el Tema En el capítulo Sistemas, el cuadro de Variaciones sobre el tema cubre varios productos que pueden utilizarse para formar 11 sistemas populares. Este capítulo de Equipos transformará estos cuadros en una fuente de información de mayor riqueza permitiendo al lector visualizar cada tipo de producto allí descrito. Usese con los Cuadros de Control del Sistema y de la Terminal Los cuadros de controles en el capítulo de Sistemas contienen una gran cantidad de información sobre estrategias típicas de control para 11 sistemas populares. El uso de la información sobre equipos de este capítulo complementa la información en los cuadros de controles y le dan mayor realismo a las secuencias descritas para facilitar su visualización. Los diagramas ayudan a recordar a los productos como elementos controlados por el sistema.

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EQUIPO PAQUETE DE TECHO CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO ELECTRICO(PAC)

• • • • • • • • •

1½ - 130 Tons Frío solo o con calefacción eléctrica Caudal de aire constante estándard Disponible como caudal de aire variable (VAV) (20-75 tons) La ventilación y economizador son parte integral de la unidad Solo requiere alambrado y conducto para completar el sistema Extensa disponibilidad de opciones y accesorios Control de capacidad por parada/arranque del compresor, descargadores o variación de la velocidad del compresor Montado en base suministrada por fabricante. Disponible en descarga horizontal o en muchos casos posible de convertir de descarga vertical (1½ - 60 tons) Compresores scroll (1½ - 20 tons) o recíprocos (línea total)


BOMBA DE CALOR AIRE-AIRE

• • • • • • •

1½ - 30 Tons Resistencia eléctrica como refuerzo o calor suplementario Caudal de aire constante La ventilación y economizador son parte integral del equipo. Solo requiere alambrarse y dotarse de un conducto para completar el sistema. Extensa disponibilidad de opciones y accesorios Control de capacidad por parada/arranque del compresor, descargadores o variación de la velocidad del compresor Montado en base suministrada por fabricante. Disponible en descarga horizontal o posible de convertir de descarga vertical Compresores scroll (1½ - 20 tons) o recíprocos (línea total)

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EQUIPO PAQUETE DE TECHO

CALEFACCIÓN A GAS/ENFRIAMIENTO ELECTRICO

CALEFACCIÓN A GAS/ENFRIAMIENTO CON MOTOR A GAS

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1½ - 130 Tons. Caudal de aire constante es la más común. Disponible como caudal de aire variable (VAV) (20 - 75 tons). La ventilación y economizador son parte integral de la unidad. Solo requiere gas, alambrado y conducto para completar el sistema. Extensa disponibilidad de opciones y accesorios. Control de capacidad por parada/arranque del compresor, descargadores o variación de la velocidad del compresor. ● Montado en base suministrada por fabricante. Disponible en descarga horizontal o en muchos casos posible de convertir de descarga vertical a horizontal (1½ - 60 tons).


Desarrollo relativamente nuevo. Residencial: hasta aproximadamente 3 tons. Comercial: de 15 a 25 tons. Compresor abierto con motor a gas natural o gas propano. Caudal de aire constante. La ventilación y economizador son parte integral de la unidad. Solo requiere gas, alambrado y conducto para completar el sistema. Menor disponibilidad de opciones y accesorios que otros paquete de techo. Variación de velocidad del motor a gas y uso de los descargadores permiten mayor ajuste en la capacidad de enfriamiento. ● Montado en base suministrada por fabricante.

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EQUIPO PAQUETE DE TECHO MULTIZONA CON CALEFACCION A GAS/ENFRIAMIENTO ELECTRICO

• • • • •

15 - 35 tons 8 - 12 compuertas de zona Un elemento de enfriamiento y un elemento de calentamiento por zona Caudal de aire constante La ventilación y economizador son parte integral de la unidad


● ● ● ●

Serpentín de enfriamiento y deshumedecimiento para el aire exterior Solo requiere gas, alambrado y conducto para completar el sistema Control de capacidad por parada/arranque del compresor o descargadores Montado en base suministrada por fabricante

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EQUIPO PAQUETE DE TECHO MULTIZONA CON CALEFACCION A GAS/ENFRIAMIENTO ELECTRICO

• • ●

• •

15 - 35 tons 8 - 12 compuertas de zona Un serpentín de enfriamiento y un serpentín de agua caliente/glicol (o resistencia eléctrica) por zona Caudal de aire constante La ventilación y economizador son parte integral de la unidad


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Control de capacidad por parada/arranque del compresor o descargadores Montado en base suministrada por fabricante Solo requiere alambrado eléctrico, agua caliente si éste es el medio de calentamiento utilizado, y conducto para completar el sistema Serpentín de enfriamiento y deshumedecimiento para el aire exterior

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EQUIPO PAQUETE VERTICAL (VPAC) DE CONDENSACION POR AGUA (VPAC)

• • • • • •

3 - 60 tons Disponible en versión de caudal de aire variable - VAV (15 - 60 tons) La ventilación y economizador deben obtenerse de otras fuentes Serpentín de calefacción por agua caliente o vapor Control de capacidad por parada/arranque del compresor o descargadores de cilindros Suministro por descarga libre o con conducto


DE CONDENSACION POR AIRE (VPAC)

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•

5 - 20 tons Instalación en el interior contra pared exterior o con conducto para aire de condensación La ventilación y economizador deben obtenerse de otras fuentes Serpentín de calefacción por agua caliente o vapor Control de capacidad por parada/arranque del compresor o descargadores de cilindros Suministro por descarga libre o con conducto

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ENFRIADORES DE LIQUIDO ESTANDARIZADOS DE CONDENSACION POR AIRE

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5 - 400 tons Disponible con compresores “Scroll” en las capacidades más pequeñas (hasta aproximadamente 80 tons) Compresores tornillo de 60 tons en adelante Compresores alternativos en la línea completa Compresores múltiples para mayor confiabilidad y eficiencia operativa Temperatura de suministro del agua fría de 40°F a 60°F (70oF con compresores alternativos) Opciones para enfriar glicoles o salmueras a bajas temperaturas Capaz de operar con caudal constante o variable de agua fría Montaje en el techo o en el suelo Opciones para operar con temperaturas exteriores bajas


DE CONDENSACION POR AGUA

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15 - 300 tons Disponible con compresores “Scroll” o recíprocos en las capacidades más pequeñas (hasta aproximadamente 60 tons) Compresores tornillo de 60 tons en adelante Compresores múltiples para mayor confiabilidad y eficiencia operativa Temperatura de suministro del agua entre 40°F y 60°F Opciones para enfriar glicoles o salmueras a bajas temperaturas Capaz de operar con caudal constante o variable de agua fría Dimensiones compactas facilitan su instalación. En muchos casos pueden introducirse por la puerta de la sala de máquinas sin tener que desarmarse Disponible con refrigerantes no clorados (HFC)

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ENFRIADORES DE LIQUIDO PAQUETE DE CONDENSACION POR AGUA (TORNILLO)

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100 - 1000 tons Compresor hermético o abierto Selección individual de los componentes mayores permite obtener combinaciones de óptima eficiencia para las condiciones de diseño requeridas Mantiene buen rendimiento a carga parcial Ciertos modelos pueden desarmarse fácilmente para facilitar su instalación en ambientes de difícil acceso Capaz de operar con caudal constante o variable de agua fría Diseño rotativo logra bajos niveles de ruido, vibración y mayor durabilidad Posible operar a bajas temperaturas para enfriar salmueras o glicoles


DE CONDENSACION POR AGUA (CENTRIFUGO)

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80 - 10.000+ tons Compresor hermético o abierto Accionamiento por motor eléctrico o turbina de vapor, etc. Disponible con refrigerantes no clorados (HFC) Selección individual de los componentes mayores permiten lograr combinaciones de óptima eficiencia para las condiciones de diseño requeridas Ciertos modelos pueden desarmarse fácilmente para facilitar su instalación en ambientes de difícil acceso Capaz de operar con caudal constante o variable de agua fría Posible operar a bajas temperaturas para enfriar salmueras o glicoles Control de capacidad por velocidad y/o álabes directrices en el compresor

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ENFRIADORES DE AGUA PAQUETE FUEGO INDIRECTO, ABSORCION DE EFECTO SIMPLE

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FUEGO DIRECTO, ABSORCION DE DOBLE EFECTO

70 - 1.600 tons Condensador enfriado por agua No precisa compresor Ciclo de refrigeración químico/térmico Fuego indirecto [agua caliente, vapor de baja presión (15 ó 12 psig) u otra fuente apropiada de calor de desecho Bromuro de litio como absorbente Agua (R-718) como refrigerante Ciclo de absorción de etapa simple Capaz de operar con caudal constante o variable de agua fría La regulación de la capacidad se obtiene variando el caudal del fluido que le proporciona la energía térmica requerida


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7½ - 1.500 tons No precisa compresor Ciclo de refrigeración químico/térmico Enfriador y calentador en un paquete Bromuro de fuente litio como absorbente Agua (R-718) como refrigerante Ciclo de absorción de doble etapa La fuente de calor es la llama producida al quemar gas o fuel # 2 Capaz de operar con caudal constante o variable de agua fría La regulación de la capacidad se obtiene variando el caudal de combustible admitido al quemador

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ENFRIADORES DE AGUA PAQUETE FUEGO INDIRECTO, ABSORCION DE DOBLE EFECTO

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100 - 1.700 tons No precisa compresor Ciclo de refrigeración químico/térmico Fuego indirecto (vapor de alta presión u otra fuente apropiada de calor de desecho suministra la energía requerida) Bromuro de litio como absorbente Agua (R-718) como refrigerante Ciclo de absorción de doble etapa Capaz de operar con caudal constante o variable de agua fría La regulación de la capacidad se obtiene variando el caudal de vapor que se admite al equipo

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UNIDADES CONDENSADORAS DE CONDENSACION POR AIRE

• • • ● ● ● ● ● ●

5 - 130 tons Compresor, condensador, ventilador(es) del condensador y controles Para uso con manejadoras apropiadas con serpentínes de expansión directa Unidades de doble circuito pueden conectarse a dos manejadoras Accesorios para baja temperatura exterior permiten operación hasta -20°F Accesorios permiten su uso en sistemas de caudal de aire variable (VAV) Control de capacidad por parada/arranque de el (los) compresor(es) o descargadores de cilindros Algunos fabricantes ofrecen compresores scroll en las capacidades más pequeñas (5 - 20 tons) Compresores alternativos para la gama completa de capacidades


DE CONDENSACION POR AGUA

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5 - 150 tons Compresor, condensador y controles Compresor abierto o hermético Las unidades hasta aprox. 20 tons utilizan condensadores tubo-en-tubo o casco y serpentín y las de mayor capacidad casco y tubo Los condensadores casco y tubo pueden limpiarse mecánicamente y los otros químicamente Para uso con manejadoras apropiadas con serpentínes de expansión directa Unidades de doble circuito pueden conectarse a dos manejadoras Control de capacidad por parada/arranque de compresor(es) o descargadores de cilindros y variación de velocidad en unidades de compresor abierto

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MANEJADORAS DE AIRE PAQUETE DE EXPANSION DIRECTA

● ● ● ● ● ● ● ● ●

1½ - 40 tons (200 - 16.000 CFM) Ventilador, serpentín de expansión directa, filtros y elemento de expansión Configuración horizontal o vertical No tiene opciones de serpentín Descarga libre o para uso con conductos Opciones para la descarga del ventilador en los tamaños mayores [12½ tons o más (5.000 CFM o más)] Serpentín de calefacción por vapor o agua caliente Impulsión del ventilador por transmisión para unidades mayores [5 tons o más (2.000 CFM o más)] Ventiladores de acople directo utilizan motores de velocidades múltiples

PAQUETE DE AGUA FRIA

● ● ● ● ● ● ● ●

•


1½ - 30 tons (600 - 12.000 CFM) Ventilador, serpentín de agua fría, válvula de control y filtros Configuración horizontal o vertical Opciones de serpentín solo en algunos modelos - 4, 6 y 8 hileras los de uso más común Descarga libre o para uso con conductos Opciones para la descarga del ventilador en los tamaños mayores [12½ tons o más (5.000 CFM o más)] Calefacción por agua caliente, vapor o resistencia eléctrica Impulsión del ventilador por transmisión para unidades mayores [5 tons o más (2.000 CFM o más)] Ventiladores de acople directo utilizan motores de velocidades múltiples

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MANEJADORAS DE AIRE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AIRE

• •

− − − − − − − −

2½ - 110 tons (1.000 - 50.000 CFM) Gran variedad de tipos y arreglos de los siguientes componentes: Ventiladores de suministro y retorno Filtros Serpentines de calefacción (vapor, agua caliente, resistencia, recuperación y condensador) Serpentines de enfriamiento (agua fría o expansión directa) Cajas de mezcla Cajas de expulsión Plenos y secciones de acceso Secciones porta serpentín (larga, corta, tiro forzado, tiro aspirado, doble conducto, precalentamiento, recalentamiento y cara y desvío) Compuertas (cara y desvío, multizona, descarga y álabes directrices a la entrada)


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TERMINALES DE ZONA ACONDICIONADORES DE AIRE PAQUETE TERMINAL

• • • • • • • • •

Enfriamiento: 6.000 - 14.000 BTUH Calefacción: 6.400 - 17.000 BTUH Sistema de expansión directa Sistema completo autocontenido Ventilador, filtros, ciclo de refrigeración, calefacción, controles y gabinete Chasis se desliza dentro de una camisa instalada en la pared Dispone de conducto de extensión lateral como accesorio No es apropiado para zonas interiores Permite cierta medida de ventilación- máximo 35 CFM pero puede aumentarse si la presión interior es negativa debido a la extracción de más de 35 CFM del ambiente


● ● ● ● ● ● ● ●

Compuerta manual de ventilación La alimentación eléctrica completa el sistema Disponibles como bomba de calor o con calefacción eléctrica Serpentín de agua caliente opcional Pocos fabricantes ofrecen modelo con calefactor a gas Disponible con rejilla exterior arquitectónica para mejor apariencia Puede instalarse alto o bajo en la pared exterior Termostato montado en la unidad es estándar; termostato remoto opcional

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TERMINALES DE ZONA “FANCOILS” SIN CONDUCTO

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Capacidad de enfriamiento: 0.5 - 4 tons Sistema de expansión directa Sistema “multi-split” con una unidad condensadora conectada a varios “fancoils” Ventilador, evaporador, elemento de expansión y filtro de aire incluidos en gabinete suministrado por fábrica Bomba de condensado incorporada en algunos modelos pero en otros son un accesorio externo Disponible en versiones para instalación en paredes, expuestos bajo el cielo raso o dentro del pleno (cassette) del cielo raso Control por microprocesador Motor del ventilador de velocidades múltiples, a elección del usuario Conectado por líneas de refrigeración a unidad condensadora apropiada


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Dependiendo del fabricante, una unidad condensadora puede alimentar de 1 a 18+ “fancoils” Los “fancoils” y unidades condensadoras son apareadas por el fabricante Las bombas de calor cuentan con calefactores eléctricos Unidades suspendidas del techo y “cassette” tienen toma para conducto de ventilación (unidades de pared no lo tienen) Zonas internas pueden acondicionarse con “fancoils” para conducto compatibles con este sistema La modulación o cierre del flujo de refrigerante líquido permite el control de la capacidad de enfriamiento Termostato de pared o remoto con controlador electrónico, portátil

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TERMINALES DE ZONA

“FANCOILS” TERMINALES DE AGUA FRIA

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0,5 - 3 tons de enfriamiento (200 - 1200 CFM). Sistema todo-agua. El ventilador, filtro(s), serpentines de enfriamiento y calefacción, bandeja de condensado, válvulas y controles son suministrados por el fabricante. Disponible en opciones vertical, embutido en pared, de empalmado vertical (“stack”) y horizontal con y sin gabinete*. Gabinete es opcional. Opción de colores para el gabinete y otros atributos. Serpentín de tres o cuatro hileras. El enfriamiento lo produce el agua fría que proviene de una planta central y la capacidad en cada terminal es regulada comunmente por la acción de la válvula de control. Moto-ventilador de velocidad múltiple (generalmente 3 velocidades).


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La caldera suministra la calefacción para los sistemas de 4 tubos y 2 tubos con inversión; una válvula de control en la alimentación de agua calienta al “fancoil” regula su capacidad de calefacción. La capacidad de enfriamiento se controla con la velocidad del ventilador, la acción de la válvula de control o una combinación de ambas. Unidades verticales de piso pueden incluir la opción de la toma de aire exterior (0-25%) para la ventilación de la zona. Calefacción eléctrica o por agua caliente. Opción de control electrónico (analógico), neumático o DDC que pueden instalarse en fábrica o en la obra. El termostato puede montarse en la propia terminal o remotamente en la pared.

* Unidades horizontales sin gabinete pueden instalarse con un conducto limitado. Para conductos extensos refiérase a las Manejadoras Paquete de Agua Fría.

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TERMINALES DE ZONA TERMINALES INTEGRALES DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE (VAV)

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0.25 - 1 ton de enfriamiento (100 - 400 CFM). Sistema todo-aire. Presión estática requerida: 0,75” - 3,0” c.a.. Contiene una cámara atenuadora de ruido, el regulador de caudal y los controles. Cada terminal puede controlar su propia zona o ser “esclava” de una terminal “maestra” cercana. La terminal no tiene como enfriar o calentar el aire. La capacidad de enfriamiento proviene de la manejadora de aire o unidad de techo que suministra el aire acondicionado a la terminal. En el ciclo ocupado: típicamente opera en el modo de enfriamiento pero puede invertir su modo de operación cuando el sistema de aire cambia a calefacción como ocurre durante el atemperamiento matutino. Requiere conducto circular de alta velocidad de construcción hermética.

Permite fijación de caudales mínimo y máximo a gusto.


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Generalmente es necesario un sistema separado de calefacción para situaciones en que se hace necesario suministrar frío y calor simultáneamente en diferentes zonas del sistema. Difusores de diseño lineal, concéntrico u hojas curvas de aluminio extruido o acero estampado. El diseño lineal de aluminio extruido tiene el mejor comportamiento a carga parcial. Posibilidad de difusores especiales para coordinar con el cielo raso escogido. Descarga de una o dos vías (difusor lineal). Difusores de descarga variable invierten su dirección de descarga dependiendo de si reciben aire frío o aire tibio. Puede alimentar aire a otras unidades más alejadas. Típicamente incluye controles montados en fábrica. La energía para los controles proviene de la presión del aire de suministro pero puede adaptársele controles eléctricos, electrónicos o neumáticos. El termostato puede montarse en la unidad o en la pared

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TERMINALES DE ZONA CAJAS MEZCLADORAS VAV CON VENTILADOR

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1 - 7½ tons de capacidad de enfriamiento (500 - 3.000 CFM). Sistema todo-aire (caudal variable). Cámara de atenuación acústica, elemento de regulación del caudal, ventilador, recalentador (opcional), filtro (opcional) y controles. Cada caja controla una zona. Requiere que el retorno sea por el pleno del cielo raso. Los difusores no son parte de la terminal. Disponibilidad de terminales con calefactor (eléctrico o agua caliente). El ventilador en la terminal asegura la circulación satisfactoria del aire en la zona aunque se reduzca el suministro de aire a la caja; el ventilador completa el caudal requerido con aire tomado del pleno del cielo raso. La capacidad de enfriamiento proviene de la manejadora de aire o unidad de techo que suministra el aire acondicionado a la terminal.


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Calefacción central opcional- las cajas con recalentamiento pueden calentar sus zonas sin que opere la manejadora. La calefacción central es más común en zonas frías para su uso en el ciclo no ocupado o en la atemperación. Una caja puede alimentar varios difusores. El conducto de suministro hasta la caja es redondo, hermético, de alta velocidad; de la caja a los difusores es convencional de baja velocidad. Los difusores para caudal constante son adecuados. Controles suministrados por el fabricante de las cajas o separadamente. Controles electrónicos (analógicos), neumáticos o DDC. El control DDC puede limitarse a regular su terminal (“stand-alone”) o además mantener comunicación con el sistema de control y automatización del edificio. Termostato generalmente en la pared pero existen otras posibles opciones. Permite fijación de caudales mínimo y máximo a gusto.

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TERMINALES DE ZONA CAJAS PASIVAS DE CAUDAL DE AIRE VARIABLE (VAV)

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0,5 - 10 tons de capacidad de enfriamiento (200 - 4.000 CFM) Sistema todo-aire (caudal variable). Cámara de atenuación acústica, elemento de regulación del caudal, recalentador (opcional) y controles. Cada caja regula el caudal de aire suministrado a los difusores en su zona (los difusores se suministran aparte). Las cajas pueden tener un calentador eléctrico o de agua caliente para recalentar el aire, si así se requiere durante el ciclo ocupado. La capacidad de enfriamiento proviene de la manejadora de aire, unidad de techo o paquete vertical que suministra el aire acondicionado a la terminal. La calefacción central es opcional para su uso en el ciclo desocupado o en la atemperación matutina.


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El conducto de suministro hasta la caja es redondo, hermético, de alta velocidad; de la caja a los difusores es convencional de baja velocidad. Se recomienda el uso de difusores apropiados para VAV- los difusores lineales de aluminio extruido son mejores. Posibilidad de difusores especiales para coordinar con el cielo raso escogido. Difusores disponibles con descarga fija de una o dos vías (difusor lineal) y de descarga variable (invierten la dirección de la descarga al cambiar el aire de frío a caliente o viceversa). Controles suministrados por el fabricante de las cajas o separadamente. Controles electrónicos (analógicos), neumáticos o DDC. El control DDC puede limitarse a regular su terminal (“stand-alone”) o además mantener comunicación con el sistema de control y automatización del edificio. Termostato de pared es lo más común pero existen otras posibles opciones. Permite fijación de caudales mínimo y máximo a gusto.

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TERMINALES DE ZONA TERMINALES DE CAUDAL Y TEMPERATURA VARIABLE (VVT)(VAV CON DESVIO)

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0,5 - 5,5 tons de capacidad de enfriamiento (200 - 2.200 CFM). Sistema todo-aire (caudal variable, temperatura variable). Compuerta en sección de conducto y controles DDC o también como simple compuerta para instalarse en el conducto y controles DDC. Compuerta elíptica o de hojas opuestas (conducto redondo o rectangular) Calefactor de zona eléctrico o de agua caliente disponible. La capacidad de enfriamiento lo suministra una manejadora o equipo paquete convencional de caudal constante. La temperatura de suministro varía. Cuando la demanda de las zonas es sobre todo de enfriamiento la unidad envía aire frío, pero si es de calefacción envía aire caliente. La calefacción con la unidad central es común cuando el costo del combustible es menor que el de la energía eléctrica. Los calefactores de zona sirven de recalentadores cuando la unidad está en el modo de enfriamiento pero también pueden ser seleccionados con la capacidad completa de calefacción.


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El sistema satisface demandas simultáneas de frío y calor con la unidad central utilizando el concepto de tiempo compartido. Cuando las zonas que requieren un modo (frío o calor) están satisfechas la unidad cambia automáticamente al otro modo para satisfacer las otras zonas y así sucesivamente. El funcionamiento de los calefactores de zócalo suplementarios pueden coordinarse con el control de la terminal VVT. Utiliza un conducto convencional de baja velocidad. Retorno por pleno es lo recomendado pero puede usarse retorno por conducto. Se recomienda el uso de difusores apropiados para VAV- los difusores lineales de aluminio extruido son mejores. El control DDC puede limitarse a regular su terminal (“stand-alone”) o además mantener comunicación con el sistema de control y automatización del edificio. Termostato de pared es lo más común pero existen otras posibles opciones. Permite fijación de caudales mínimo y máximo a gusto.

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TERMINALES DE ZONA TERMINALES DE INDUCCION • • • • • • • • •

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20 - 150 CFM de aire primario. 1.800 - 10.000 BTUH, capacidad de enfriamiento. Sistema combinado aire-agua. Pleno de atenuación acústica, compuerta de ajuste, toberas, serpentín, bandeja de condensado, zaranda y controles. El gabinete es opcional. Modelo vertical para montaje en el piso o adosado a la pared. Modelo horizontal para suspensión debajo o encima del cielo raso. Modelo para dos tubos tiene un serpentín de una hilera. Modelo para cuatro tubos tiene dos serpentines de una hilera en serie aérea. La descarga del aire primario por las toberas induce a que circule aire del ambiente por el serpentín. La manejadora debe tener la capacidad de enfriamiento y/o calefacción para lograr las condiciones deseadas en el aire primario que suministra la ventilación, capacidad latente y fuerza motriz para circular el aire en los ambientes. El caudal de aire primario es constante pero su temperatura varía en función de la estrategia de control escogida para el sistema. El enfriamiento lo producen los enfriadores de agua y se reparte a las terminales que toman el caudal establecido por las válvulas de control de cada zona. En sistemas de cuatro tubos o dos tubos con inversión, la capacidad de calefacción se produce con una caldera de agua caliente y se distribuye a las terminales que toman el caudal establecido por las válvulas de control de cada zona. Algunos sistemas de dos tubos pueden requerir calefactores eléctricos de zócalo en algunas zonas. Conducto de suministro de alta velocidad con ramales de 3” o 4” a cada terminal. El aire primario puede alimentarse en serie a más de una terminal. Si el aire primario es 100% aire exterior (mayoría) no se requiere conducto de retorno. El sistema de extracción desaloja aire del ambiente. El control de capacidad es mediante la válvula de control del serpentín. Los controles pueden venir instalados de fábrica o suplirse en la obra. Los controles pueden ser electrónicos (analógicos), neumáticos o DDC. El termostato de pared es el más popular.

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TERMINALES DE ZONA UNIDAD VENTILADORA • • • • • • • • • • • •


1½ - 5 tons capacidad de enfriamiento (600 - 2.000 CFM). Sistema todo-agua o de expansión directa. Incluye ventilador, serpentín de agua fría o expansión directa, serpentín calefactor, toma de aire exterior con compuerta, gabinete y controles. Utilizado sobre todo para acondicionar aulas. Vertical para montaje en el piso u horizontal para suspenderse debajo o encima del cielo raso. En sistemas centrales de enfriamiento de dos o cuatro tubos, el enfriador de agua es la fuente de enfriamiento que se distribuye para que cada terminal tome el caudal de agua fijado por su válvula de control según la demanda de la zona que sirve. La versión de expansión directa cuenta con su propia unidad condensadora que provee la capacidad de enfriamiento requerida en cada una de ellas. En sistemas centrales de calefacción de cuatro tubos o dos tubos con inversión, la caldera es la fuente de calor que se distribuye para que cada terminal tome el caudal de agua fijado por su válvula de control según la demanda de la zona que sirve. Puede suministrarse con resistencias eléctricas para dar calefacción individual. Puede suministrar hasta 100% de aire exterior. Los controles pueden ser electrónicos (analógicos), neumáticos o DDC. El termostato puede ser de pared o montado en la unidad.

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TERMINALES DE ZONA BOMBAS DE CALOR AGUA-AIRE (CIRCUITO CALIFORNIA)

Descarga Libre y Unidades de Cuarto: •

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1½ - 2½ tons de enfriamiento (200 - 1.200 CFM). Unidades para Conducto:

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¾ - 20 tons de enfriamiento (300 - 10.000 CFM). Todas:

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Sistema completo, autocontenido, con circuito de refrigeración mecánica reversible, ventilador y filtros para aire. Verticales, de piso, con gabinete visto, para instalación en el ambiente. Verticales, de conducto, para montarse en closets o salas de máquinas. Horizontales, de conducto, para instalación encima del cielo raso. Solo requiere conexión al circuito de recuperación de dos tubos, desagüe y alimentación eléctrica para contar con un sistema completo.


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Cada sistema suministra enfriamiento individualmente y desecha el calor al circuito de recuperación compartido. Una caldera puede adicionar calor al circuito de recuperación si así se requiere para mantener la capacidad de calefacción en las zonas. El exceso de calor en el circuito de recuperación se disipa por medio de una torre de enfriamiento de circuito cerrado. Utiliza conductos convencionales de baja velocidad. El control DDC es el más común, sobre todo para el control del circuito de recuperación. Unidades de conducto utilizan termostatos montados en la pared. Las unidades montadas en el ambiente pueden tenerlo en la pared o en la unidad

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Libro de Oro de Carrier (1)

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