Frío & Calor directorio Editorial

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1 F&C Frío & Calor Año 19 · Nº 100 · Diciembre 2009 Revista “Frío y Calor” Órgano Oficial de la Cámara Chilena de Refrigeracion y Climatización A.G. Recalentamiento de Compresores , El problema más serio de aplicación hoy en día 4 - 12 Ventilación Natural de Galpones, Tabla guía para su Dimensionamiento 13 - 18 Ventajas al Trabajar a Baja Temperatura (75ºC) Calefacción por Agua Caliente 19 - 21 Bioclimatización Aplicada: Opiniones de un experto 22 - 25 Sistema de Climatización Precisa en Grandes Data Center Nuevos 26 - 31 Antecedentes Basicos de Sonido 32 - 36 Representante Legal Klaus Peter Schmid Gerenta Xandra Melo H. Comité Editorial Francisco Avendaño Julio Gormaz Joaquín Reyes Xandra Melo Klaus Grote Colaboradores Tomás Cané Pedro Sarmiento Francisco Miralles Joel Toledo Dirección Av. Bustamante 16 · Of. 2-C Providencia, Santiago-Chile Fonos: (56-2) 204 8805 · (56-2) 341 4906 Fax: (56-2) 204 7517 E-mail: [email protected] Web: www.frioycalor.cl Diseño y Producción DATONLINE E.I.R.L. Fono/Fax: (56-2) 274 37 82 E-mail: [email protected] Las opiniones vertidas en los artículos son de exclusiva responsabilidad de sus autores y no representan necesariamente el pensamiento de la Revista Frío y Calor. La publicidad es responsabilidad de los avisadores. directorio Cámara Chilena de Refrigeración y Climatización A.G. Presidente : Sr. Klaus Peter Schmid de INRA Refrigeración Industrial Ltda. Vice Presidente : Sr. Heinrich Stauffer B. de Instaplan S.A. Tesorero : Sr. Peter Yufer S. de Rojo y Azul Ing. y Proyectos Ltda. Secretario : Sr. Alejandro Requesens de Business to Business Ltda. Director : Sr. Julio Gormaz de Gormaz y Zenteno Ltda. Director : Sr. Cipriano Riquelme de CR Ingenieria Ltda. Director : Sr. Rubén Céspedes de Rca Ltda. Director : Sr. José León de José León y Cía Ltda. Past President : Sr. Jorge Sandrock H. de Rojas, Sandrock y Cia. Ltda. Presidente-Ditar : Sr. Klaus Grote Presidente : Sr. Manuel Silva L Vice presidente : Sr. Julio Gormaz V. Secretario : Sr. Francisco Avendaño R. Tesorero : Sr. Jorge Sandrock H. Directores : Sr. Francisco Miralles S. Sr. Sergio Bahamonez R. Sr. Eduardo Mora E. Sr. Jorge Fernandois R. Past President : Sr. Klaus Grote H. Ditar - Chile Editorial Estimados asociados: Tienen en sus manos el ejemplar Nº 100 de nuestra revista, la que se produce con mucho esfuerzo y cariño para el gremio. Frío y Calor, nuestra revista, ha ido evolucionando hasta lo que es hoy, una publicación madura, recono- cida por nuestro gremio y potenciales clientes y proveedores de nuestro sector, motivo por el cual debemos sentirnos orgullosos. Quiero por ello agradecer sinceramente a to- dos los que hacen posible la publicación de esta revista, tanto los colaboradores internos y externos, como también a quienes depositan su confianza y publican a través de este medio. En la actualidad distribuimos en forma bimes- tral 5.000 ejemplares impresos y realizamos 11.000 envíos en forma digital a sectores foca- lizados y otros relacionados con el quehacer de las empresas asociadas. Aprovecho esta oportunidad para hacer un público reconocimiento a las personas que desde el inicio de nuestra revista han aportado su tiempo y empeño para su continuidad. Estos son los señores: Ronald de Soto Palma, Q.E.P.D, quien fuera uno de nuestros impulsores; Alejandro Requesens y Walter Prett quienes apoyaron en forma desinteresada, como editores en muchos números de nuestra publicación y a Francisco Avendaño quien hasta este momento es el director de la revista. Por último, unas palabras que reflejan nuestra actualidad. Como todos sabemos y hemos vivido, está finalizando un año más complejo que los anteriores y aunque muchas veces hemos visto con desaliento el futuro, pienso que es necesario re- cordar que cualquier crisis siempre trae nuevas oportunidades. Entonces debemos detectar y saber aprovechar las “oportunidades” innovando y racionalizando se- gún se el caso. En vísperas de las festividades de fin de año, sólo me resta agradecer el apoyo del gremio, colaboradores y de las instituciones gubernamentales con las cuales nos relacionamos y manifestarles a todos y cada uno, los mejores deseos para el próximo año 2010. Saludos. Klaus Peter Schmid Spilker Presidente Cámara PORTADA Edición Nº 100 Cámara Chilena de Refrigeración y Climatización A.G. International Associate División Técnica de Aire Acondicionado y Refrigeración de Chile

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Frío & CalorAño 19 · Nº 100 · Diciembre 2009Revista “Frío y Calor” Órgano Oficial de la Cámara Chilena de Refrigeracion y Climatización A.G.

Recalentamiento de Compresores , El problema más serio de aplicación hoy en día 4 - 12Ventilación Natural de Galpones, Tabla guía para su Dimensionamiento 13 - 18Ventajas al Trabajar a Baja Temperatura (75ºC) Calefacción por Agua Caliente 19 - 21Bioclimatización Aplicada: Opiniones de un experto 22 - 25Sistema de Climatización Precisa en Grandes Data Center Nuevos 26 - 31Antecedentes Basicos de Sonido 32 - 36

Representante LegalKlaus Peter Schmid

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Comité EditorialFrancisco AvendañoJulio GormazJoaquín ReyesXandra MeloKlaus Grote

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Cámara Chilena de Refrigeracióny Climatización A.G.

Presidente : Sr. Klaus Peter Schmid de INRA Refrigeración Industrial Ltda.Vice Presidente : Sr. Heinrich Stauffer B. de Instaplan S.A.Tesorero : Sr. Peter Yufer S. de Rojo y Azul Ing. y Proyectos Ltda.Secretario : Sr. Alejandro Requesens de Business to Business Ltda.Director : Sr. Julio Gormaz de Gormaz y Zenteno Ltda.Director : Sr. Cipriano Riquelme de CR Ingenieria Ltda.Director : Sr. Rubén Céspedes de Rca Ltda.Director : Sr. José León de José León y Cía Ltda.Past President : Sr. Jorge Sandrock H. de Rojas, Sandrock y Cia. Ltda.Presidente-Ditar : Sr. Klaus Grote

Presidente : Sr. Manuel Silva LVice presidente : Sr. Julio Gormaz V.Secretario : Sr. Francisco Avendaño R.Tesorero : Sr. Jorge Sandrock H.Directores : Sr. Francisco Miralles S. Sr. Sergio Bahamonez R. Sr. Eduardo Mora E. Sr. Jorge Fernandois R.Past President : Sr. Klaus Grote H.

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Editorial

Estimados asociados:

Tienen en sus manos el ejemplar Nº 100 de nuestra revista, la que se produce con mucho esfuerzo y cariño para el gremio. Frío y Calor, nuestra revista, ha ido evolucionando hasta lo que es hoy, una publicación madura, recono-cida por nuestro gremio y potenciales clientes y proveedores de nuestro sector, motivo por el cual debemos sentirnos orgullosos.

Quiero por ello agradecer sinceramente a to-dos los que hacen posible la publicación de esta revista, tanto los colaboradores internos y externos, como también a quienes depositan su confianza y publican a través de este medio. En la actualidad distribuimos en forma bimes-tral 5.000 ejemplares impresos y realizamos 11.000 envíos en forma digital a sectores foca-lizados y otros relacionados con el quehacer de las empresas asociadas.

Aprovecho esta oportunidad para hacer un público reconocimiento a las personas que desde el inicio de nuestra revista han aportado su tiempo y empeño para su continuidad. Estos son los señores: Ronald de Soto Palma, Q.E.P.D, quien fuera uno de nuestros impulsores; Alejandro Requesens y Walter Prett quienes apoyaron en forma desinteresada, como editores en muchos números de nuestra publicación y a Francisco Avendaño quien hasta este momento es el director de la revista.

Por último, unas palabras que reflejan nuestra actualidad. Como todos sabemos y hemos vivido, está finalizando un año más complejo que los anteriores y aunque muchas veces hemos visto con desaliento el futuro, pienso que es necesario re-cordar que cualquier crisis siempre trae nuevas oportunidades. Entonces debemos detectar y saber aprovechar las “oportunidades” innovando y racionalizando se-gún se el caso.

En vísperas de las festividades de fin de año, sólo me resta agradecer el apoyo del gremio, colaboradores y de las instituciones gubernamentales con las cuales nos relacionamos y manifestarles a todos y cada uno, los mejores deseos para el próximo año 2010.

Saludos.Klaus Peter Schmid Spilker

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RECALENTAMIENTODE COMPRESORES

El problema más serio de aplicación hoy en día

1º Artículo de la revista Frío y Calor Nº 1 Año 1991.Traducción Ralph Cané y Tomás Cané (*)

www.ryr.cl

El recalentamiento de compresores ha lle-gado a ser un problema mayor en las apli-caciones modernas porque es difícil de diagnosticar. En los sistemas sofisticados actuales, se requieren temperaturas más bajas de aspiración, aislando líneas de succión o instalando válvulas de inyec-ción de líquido adecuadas para disminuir el sobrecalentamiento del gas a la entra-da del compresor. Aunque esto aumentó el costo inicial del sistema, la experiencia indica que la reducción en fallas de com-presores amortiza rápidamente la mayor inversión.

Es irónico que en una industria cuya fina-lidad es enfriar y refrigerar, el problema más serio que se produce en el campo de la aplicación sea el recalentamiento del compresor. Veinte años atrás, golpes de líquido y retorno de líquido eran los problemas más serios, por lo que poco se dijo del recalenta-miento del compresor, posiblemente porque es un problema difícil de diagnosticar.Existen varias causas que producen el recalentamiento del motocompresor en un sistema, con un efecto común, fallas de lubricación con el consiguiente desgaste (menor vida útil) y posible destrucción del compresor. Nos ocuparemos esta vez de las causas principales que no implican falta de aceite, sino la pérdida de las cualidades lubricantes del aceite. Estas son:

1) Altas temperaturas del gas de retorno a la entrada del motocompresor.2) Altas relaciones de compresión.3) Presiones excesivas de succión o compresión.4) Falta de circulación de aire por el exterior del motocompresor.

Aunque estas fallas no son excluyentes (pueden darse algu-nas, o todas a la vez), el tipo de fallas mecánicas que produ-cen son distintas.

A temperaturas del cilindro de 157 °C a 163°C la película lubricante es tan delgada que no evita el roce entre pistón y cilindro y los aceites modernos son tan resistentes a la des-composición que no se forma carbón sobre los platos de vál-vulas a estas temperaturas, en sistemas relativamente libres de contaminación (humedad, ácidos, etc.) Como resultado

muchas fallas por altas temperaturas se diagnostican equivocadamente como fa-llas por golpes de líquido, porque el ana-lista no se da cuenta de la aplicación.Los datos sobre rendimiento de compre-sores son una fuente de continúa con-fusión en la industria. Con fines de pro-veer una base común de comparación, el rendimiento de los compresores y los datos de capacidad son publicados para condiciones comunes. En el caso de los compresores COPELAND para bajas temperaturas, los datos de rendimiento se presentan con una temperatura del gas de retorno de 65 (°F) (aprox 18° (°C).Esa temperatura fue elegida muchos años atrás, probablemente por la convenien-cia de ensayo más que por cualquier otro factor y en aquel tiempo puede haber re-presentado una condición de operación aceptable para la mayoría de lo sistemas.

A través de los años la tendencia a compresores de mayor potencia, la demanda por temperaturas de evaporación más bajas y en particular el aumento en uso de múltiples compre-sores en un solo sistema, han aumentado enormemente los esfuerzos sobre los compresores.

Usuarios aún interpretan los datos de rendimiento con gas de retorno a 65 (°F) (18 (°C) como una recomendación que el compresor debería ser operado en esa condición. En el caso de sistemas de refrigeración pequeños con un solo com-presor operando a presiones de succión moderadas, 65(°F) pueden ser aún aceptables, pero con equipos más grandes y más sofisticados se requieren temperaturas menores del gas de retorno, si el compresor ha de ser mantenido en límites de temperaturas aceptables.

Límites de temperatura

La mayoría de los aceites para compresores de refrigeración empiezan a descomponerse o a carbonizarse a una tempera-tura de 177 (°C) Ensayos en una atmósfera LIBRE DE CONTA-MINATES pueden indicar una tolerancia razonable a tempe-raturas aún mayores, pero en el mundo real hay sistemas que tienen diferentes grados de contaminantes tales como aire y humedad. El límite de temperaturas que producen problemas se reduce drásticamente dependiendo del grado de contami-nación.

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Puede ocurrir un extremo desgaste de anillos y pistones a temperaturas de cilindro de 155 a 166 (°C) con poca carbo-nización del aceite. Hay evidencia creciente que los aceites de sistemas modernos de refrigeración han sido tan altamente refinados para obtener una buena solubilidad y altas tempe-raturas de descomposición que el aceite es incapaz de man-tener una película lubricante a alta temperatura.

Las experiencias en terreno, en general parecen indicar que para una larga vida útil, las temperaturas de pistones, anillos y orificios de las válvulas de descarga deben ser mantenidas bajo los 149 (°C) .

Normalmente la temperatura en la línea de descarga a dis-tancias no mayores a 6 (15 centímetros) de la descarga del compresor tiende a ser 28 a 42 (°C) más baja que la tempe-ratura del cilindro y del pistón, dependiendo del diseño del compresor y el flujo de refrigerante.

Por lo anterior, como regla general, 135 (°C) de temperatura en la línea de descarga representa una temperatura que produce posi-bilidades de fallas: 121 (°C) es un nivel de temperatura peligrosa y 107 (°C) o menos son deseables para una vida esperada razonable del compresor.

Hay diferentes opiniones en la industria sobre las temperatu-ras del aceite en el cárter. La viscosidad de los aceites usados en refrigeración disminuye rápidamente cuando aumenta la temperatura y se hace peligrosamente baja a temperaturas de 93 (°C) y más a altas temperaturas las características del acei-te son críticas, pueden necesitarse aditivos y los descansos

tienen que ser capaces de resistir esas condiciones. Bajas temperaturas en general conducen a más larga vida del com-presor.

Aplicaciones a baja temperatura con R502

Pocos usuarios comprenden la naturaleza crítica de refri-geración de una sola etapa a baja temperatura. Cuando un usuario exige un nivel de temperatura muy bajo, piensa sola-mente en satisfacer su requerimiento de temperatura y no se da cuenta que su demanda es casi seguro una sentencia de muerte para el compresor. El límite normal para compresores de baja temperatura de una sola etapa, es de -40 (°C) y aun-que el compresor pueda llegar por períodos intermitentes de

operación a -46 (°C), operaciones debajo de esta temperatura (Equivalente a 0 psig con R502) genera temperaturas de des-carga que pueden destruir al compresor.A temperaturas de succión muy bajas la densidad decre-ciente del vapor refrigerante y el efecto de calentamiento por efecto de altas relaciones de compresión combinadas, crean una elevada temperatura de descarga que no puede ser controlada por enfriamiento con el mismo refrigerante. La transferencia de calor adicional obtenida con una corriente de aire directa sobre el compresor es absolutamente esencial para la sobrevivencia del mismo y cualquier disminución de la cantidad de aire recomendada o pérdida del impacto di-recto del aire en el compresor, pueden llevar a temperaturas excesivas en el cilindro.De la misma manera el instalador que por cualquier razón hace ciclar el ventilador que provee enfriamiento al compre-sor, o localizar el compresor en forma tal que lo saca fuera de la corriente de aire que da la ventilación adecuada, no puede adjudicar directamente al compresor una falla que el mismo ha producido sin darse cuenta, produciendo la condición crí-tica de alta temperatura. Esto es muy importante en los mo-tocompresores COPELAND enfriados por aire, pero también en los enfriados por refrigerante que operan bajo -17.8 (°C) (0 °F).

Las condiciones de temperatura exigidas hoy en día a un compresor de baja temperatura pueden llevarlo a operar en el límite de su sobrevivencia. Cuanto más baja la temperatura de evaporación y más alta la temperatura de condensación, tanto más crítica se hace la temperatura de descarga. La úni-ca forma de asegurarse temperaturas razonables de descarga en condiciones extremas es por intermedio de temperaturas muy bajas del gas de succión.

La tabla 1 ilustra sobre temperaturas típicas internas en com-presores de baja temperatura con gas de succión retornando a 18 (°C), una condición de trabajo frecuente. Las tempe-raturas en el cilindro han sido calculadas basándose en un aumento de 42 (°C) en el gas de retorno, después de entrar al compresor y antes de entrar al cilindro en el recorrido de succión. El aumento de 42 (°C) de temperatura es típico de las condiciones encontradas en ensayos de laboratorio y es causada por la transferencia de calor del motor y cuerpo del compresor. Las temperaturas de evaporación y condensación son las temperaturas de saturación a la presión de succión y descarga respectivamente. La columna final en la tabla es la temperatura del gas de retorno entrando al compresor, que

sería necesaria para mantener una tem-peratura interna en el cilindro por deba-jo de los 149 (°C).

Sin discusión alguna, con el desgaste natural por la operación, las condicio-nes de temperatura se hacen aún más severas. Los datos de la tabla 1 han sido calculados en base a ensayos en el la-boratorio y aunque las instalaciones varían, la meta debería ser mantener temperaturas en la línea de descarga a 15 (Cm) de la salida del compresor por debajo de 107 (°C).

Debido al peligro de congelación en

Tabla 1

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instalaciones subterráneas y sudado en las salas de máquinas, no se puede tener temperaturas bajas en el gas de retorno en un supermercado típico con líneas de succión sin aislar. La evidencia creciente de fallas en sistemas de baja temperatura por recalentamiento indica que hace falta un cambio mayor en el diseño para aumentar al durabilidad del sistema.

La necesidad de aislar completamente las líneas de succión en sistemas de baja temperatura, sobre todo en sistemas de 7 ½ (HP) y mayores. Está claramente indicada y es altamente recomendada para mejorar la vida del compresor y su confiabilidad.

En las aplicaciones de refrigeración a baja temperatura de una sola etapa, se pueden producir altas relaciones de compresión y aunque la temperatura de descarga se mantenga en valores adecuados por buena transmi-sión de calor al ambiente, es posible que los pasadores de los pistones, las bielas y/o los pistones fallen por desgaste.

No existe un límite claro de relación de compresión adecua-da, se acepta generalmente que no se debería sobrepasar re-laciones de 12 a 1 sin embargo se puede subir a relaciones de compresión de 15 a 1 por intervalos razonables de tiempo. Para la línea Copelaweld, no se debería sobrepasar valores de 7,5 a 1.

Mientras se comprime el gas en el cilindro, éste aumenta su densidad y temperatura permaneciendo en el espacio muerto entre el pistón y la caja de válvulas y se reexpande presio-nando sobre el pistón hasta que la válvula de succión abre. Durante la mayor parte del recorrido del pistón, el gas lo presiona contra el pasador evitando que se lubrique adecua-damente, durante casi 330 grados de giro del cigüeñal, cau-sando el ovalado de la biela y eventualmente desgastando el pistón que adquiere mayor juego.

Se podría aumentar la superficie del pasador para disminuir el desgaste, pero la única manera de asegurar una larga vida útil de estas piezas es reduciendo las relaciones de compresión a límites adecuados.

Fallas de este tipo ocurren generalmente cuando se quema un motor del condensador por operar con poca carga de refrige-rante por pérdidas, o comúnmente por operar a presiones de succión excesivamente bajas. Cuando se regula un presostato de baja presión, hay que estar conciente de cuál es el límite de operación del compresor, recomendado por el fabricante, ese límite se puede sobrepasar sólo por cortos períodos de tiempo.

La tabla 2 ilustra distintas relaciones de compresión para dis-tintas temperaturas de condensación y evaporación. Se dedu-ce de ella, que es imposible evitar relaciones de compresión altas en malas condiciones de condensación donde se requie-re baja temperatura como en supermercados.

Presiones excesivas tanto de succión como de descarga, pro-ducen esfuerzos extremos sobre bielas, cigüeñal y descansos. El patrón de desgaste es distinto que el caso anterior pues afecta un mayor número de piezas y no se produce un des-

gaste homogéneo puesto que los mayores esfuerzos ocurren en giros del cigüeñal menores de 180 grados.

Aplicaciones a mediana temperatura con R-22

Una condición de temperatura igualmente crítica puede ocu-rrir en sistemas de mediana temperatura con R22 con tempe-raturas de evaporación por debajo de -12(°C). Debido a sus pobres características de temperaturas R22 no se usa actual-mente como refrigerante para sistemas de baja temperatura y si hay que obtener temperaturas de evaporación por debajo de -12 (°C). Desafortunadamente muchos sistemas de refri-geración de mediana temperatura con R22 diseñados para una presión nominal de evaporación equivalente a -15 a -12 (°C) terminan operando a presiones de succión equivalente a temperaturas de evaporación de 23.3 (°C) o más bajo y estas instalaciones pueden presentar serios problemas. Nótese que es la presión de succión en la entrada del compresor la que es crítica y no la temperatura de evaporación en el evaporador, ya que en muchas instancias la amenaza es causada por la pérdida de presión entre el evaporador y el compresor.

La tabla 3 ilustra algunas temperaturas internas típicas en la aplicación a mediana temperatura con R22. Como en el caso del R502 las temperaturas en el cilindro han sido calculadas basándose en 42 (°C) de aumento de temperatura en el gas de retorno después de entrar al compresor y antes de entrar al cilindro.

Válvulas de expansión para disminuir el sobrecalentamiento En sistemas existentes con líneas de succión sin aislar donde puede no ser posible cambiar las condiciones de operación del sistema, la única forma de reducir la temperatura de des-carga a un nivel aceptable es usar una válvula de expansión termostática para reducir el sobrecalentamiento. Ensayos extensivos en instalaciones revelaron que las tempe-raturas de descarga podrían reducirse casi grado por grado al reducir la temperatura del gas de aspiración. Reiteradamente hemos encontrado sistemas operando con temperaturas de 121 a 127 (°C) de descarga y 16 (°C) de gas de retorno que

Tabla 2

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se podría modificar con una válvula de expansión para reducir el sobrecalenta-miento, para obtener temperaturas de descarga por debajo de los 107 (°C) con gas de retorno a -1 (°C).

Las válvulas termostáticas de reducción de sobrecalentamiento fueron instaladas entre 3’ a 6’ (91 a 183 (Cm) ) de la válvu-la de succión del compresor con la línea de succión aislada desde la válvula de expansión a la entrada del compresor. Inicialmente se probó con válvulas de ½ tonelada pero se tuvieron mejores resul-tados con válvulas nominales de 1 tone-lada con compresores en el rango de 7 ½ a 25 (HP). Se experimentaron varias cargas de válvulas, pero se obtuvo una operación satisfactoria solamente con las siguientes:

SPORLAN GR-1-L1 ALCO LCL2E-I E

Si las líneas de aspiración pueden ser aisladas, las válvulas para reducir el sobrecalentamiento no son necesarias, pero ellas ofrecen una forma de reducir las temperaturas en siste-mas donde esa posibilidad no se presenta.

Intercambiadores de calor de líquido de succión

Intercambiadores de este tipo en sistemas de refrigeración son convenientes para: aumentar la temperatura del gas de retorno evitando congelación o condensación; para evaporar gotas de líquido en la corriente del vapor refrigerante y para subenfriar el líquido, previniendo la formación de gas en la línea de líquido.

Si el calor absorbido por el vapor en el intercambiador evita que éste se absorba del ambiente y otros espacios no refrige-rados, hay un aumento de capacidad y por eso en sistemas con líneas de succión no aisladas generalmente hay un au-mento de capacidad al instalarlos, pero la mera transferencia de calor del líquido al gas de succión de por sí no agrega nin-gún aumento SIGNIFICATIVO en la capacidad o eficiencia del sistema. Mientras la entalpía del líquido es disminuida, en consecuencia aumenta el cambio de entalpía por unidad de masa de refrigerante en el evaporador, el vapor del refri-gerante más caliente en la succión tiene un volumen espe-cífico mayor (pies cúbicos por libra masa o metros cúbicos por kilo masa), a tal punto que la capacidad de bombeo del compresor será disminuida. Estos dos efectos de disminución de entalpía de líquido y el mayor volumen específico del va-por, se cancelan entre sí. Además si el refrigerante en la línea de líquido pierde temperatura en su trayecto, difícilmente se puede medir el efecto.

Con líneas de succión aisladas el intercambiador de calor no sólo pierde el beneficio de aumentar la capacidad, sino que puede ser en realidad una AMENAZA, si aumenta la tem-peratura del gas de retorno en forma excesiva. En particular intercambiadores de calor de líquido a succión ubicadas en salas de máquinas cerca del compresor pueden actualmente

Tabla 3

contribuir a la falla de éste si elevan la temperatura del gas de retorno más allá de límites aceptables. Por ello, antes de usar un intercambiador de calor hay que analizar las condicio-nes de trabajo del sistema para no aumentar excesivamente la temperatura del gas de retorno, especialmente cuando se opera con R22.

(*) Ingeniero Industrial, Universidad Nacional de Buenos Ai-res / Ingeniero Industrial, Pontificia Universidad Católica de Chile.

Fuentes:

Boletínes de aplicación COPELAND:AE-1260, “Compressor overheating, todays most serious field problem” Del 15/11/1980.

EA-1268, “Compression ratio as it affects compressor reliabi-lity” Del 01/12/1982.

EA-1273, “Factors to consider in converting compressor rated capacity to actual capacity” Del 15/06/1984.

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VENTILACIÓN NATURAL DE GALPONES

Tabla guía para su dimensionamiento

Artículo de la revista Frío y Calor Nº 10 Año IV - 1994Realizado por Julio Gormaz V. Miembro de ASHRAE y DITAR-Chile

Se da una tabulación basada en la Fórmula de Hansen, que facilita el dimensionado y avalua-ción de este sistema bajo ciertas hipótesis.

Descripción del sistema

Un sistema de ventilación natural es aquel que permite la circulación del aire dentro de un recinto, basado exclusivamente en las fuerzas naturales y con prescindencia de ventiladores motorizados.

Estas fuerzas naturales son debidas a diferencias de temperaturas (y por lo tanto de densidades) entre la zona inferior y superior, y aquella debi-da al viento circundante.

La primera de las citadas aumenta su efecto conjuntamente con la diferencia de temperaturas del aire, y con la mayor diferencia en altura entre los ejes de las bocas de entrada inferiores y las de salida superiores.

Aunque la fuerza del viento puede en ciertos casos, según zona geográfica, condiciones de la vecindad, época del año, etc., llegar a ser muy importante, su influencia útil en la cir-culación dentro del recinto está fuertemente gobernada por el tipo de boca, o lucarna, o ventilador estático de salida.

Fórmula de Hansen

En referencia (1) cápitulo 3, se presenta la siguiente Fórmula de Hansen para la velocidad que alcanza el aire debido a la fuerza térmica:

plo: ventiladores estáticos tipo “Robertson” o lucernarios de buen diseño, referencia(2) capí-tulo 13).

En este trabajo hemos querido presentar la Ta-bla 1, donde aparece calculada la citada velo-cidad en función de sus parámetros, para un rango de valores en el intervalo de uso práctico.

Formulas Adicionales

Además, para otros aspectos del cálculo son necesarias las siguientes relaciones:

Transporte térmico: qS = 1045 * Q * dt.Continuidad de flujo: Q = A * vRenovaciones en recinto: R= 3600 * Q/V = 3600 * Q / (AP * H).

Donde además de algunas definidas anteriormente, tenemos:

qS: Calor sensible retirado del recinto por el aire Kcal/h1045: Coeficiente para el aire normal = 3600 s/h * 0.244kcal/kgC *1.19 kg/m3

Q: Caudal de aire de ventilación m3/sA: Area en sección para paso del aire en un elemento m2

V: Velocidad media del aire en ese elemento m/sR: Cambios de aire por hora en el recinto 1/hV: Volumen interior del recinto m3

AP: Área de piso del recinto m2

Ejemplo de Aplicación 1

Existe una nave industrial del 25m de ancho por 256m de largo (6400 m2 de área de piso) destinada a almacenamiento y tránsito de materias primas, con una altura media de 12m, y teniendo una ganacia estimada de calor de 1 100 000 kcal/h aproximadas. Desea dotársele de ventilación natural suficien-te para lograr que la temperatura interior no supere en más de 5 grados Celsius a la de el exterior, empleando bocas infe-riores de ingreso de aire de igual monto en área que aquellas superiores para salida de aire.

Calculamos en primer lugar el caudal de aire necesario para este trabajo:

1 100 000 kcal/h / (1045 * 5ºC) = 210 m3/s = 756000m3/h.

Ahora considerando en la Tabla 1 los datos a su derecha para

V2={(9.81 * H * dt / T1) / (1+(A2^/A1 ^2))} ^0.5.

Donde:

V2: Velocidad del aire en las bocas de salidas m2

H: Altura entre ejes de bocas salida y entrada mdt: Diferencia de temperatura entre aire salida y entrada CT1: Temperatura absoluta del aire de entrada KA2: Área de bocas de salida del aire m2

A1: Área de boca de entrada de aire m2

La velocidad así evaluada es válida, suponiendo que los efectos del viento no afecten desfavorablemente la corriente establecida: si en una aplicación dada se emplean aparatos o disposiciones que usen favorablemente la presión o induc-ción del viento, este efecto será adicional al anterior (ejem-

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32 ºC de temperatura exterior t1, podemos leer con una ra-zón de áreas A2/A1 = 1, con dt = 5ºC y con una altura entre eje de bocas H = 12 m (supuesto que esta cifra es similar a la altura media del recinto), una velocidad v2 en las bocas de salidad de 0.98 m/s.

Esto da un requerimiento de : 210 m3/s/0.98 m/s = 214m2 de área suma en las bocas de salida; lo que, si consideramos una lucarna de 230 m libres por ambos lados demandaría una altura de salidad libre en ella de 214 m2 / (2*230 m) = 0.465m = 465mm.

El área suma de bocas de entrada, recordando que A2 / A1 = 1, será: A1 = 214 m2 / 1 = 214 m2; lo que dentro de otras posibilidades podría satisfacer con unas 86 celosias de 5 m de largo por 0.5 m de alto uniformemente distribuidas en el perímetro, ubicado tan cerca de piso como sea posible.

Este significativo movimiento de aire implica: 756.000 m3/h / ( 6400 m2 * 12 m ) = 9.8 Renovaciones por hora.

Ejemplo de Aplicación 2

Suponer que por razones de restricción arquitectónica en el ejemplo anterior, se desea reducir el área de bocas de entrada a un 80% de lo allí determinado, esto es, dotar sólo A1 = 171 m2. ¿Qué implicancias puede tener esta limitante?

En caso que se procediera a dicha reducción sin hacer ningún otro ajuste, tendríamos A2/A1 = 214 m2 / 171 m2 = 1.25; en-trando con este valor y los otros conocidos a Tabla 1, leemos V2 = 0.86 m/s que refleja una seria disminución respecto de esta velocidad de salidad con ejemplo anterior. Por lo tanto el caudal de aire manejado tendería a descender inicialmente a: 214 m2 * 0.86 m/ s = 184 m3/s, lo que indudablente dis-minuiría el calor retirado en recinto haciendo aumentar su temperatura y provocando con esto una mayor fuerza de tira-je; el fenómeno se equili-braría finalmente cuando existiera una sobretempe-ratura de : 5ºC * 0.98 m/s / 0.86 m/s = 5,7 ºC, que cumple lo originalmente pedido.

Por otro lado, si se qui-siera asegurar el límite pedido de 5ºC de sobre-temperatura compensan-do con un aumento en el área de salidad A2, po-dríamos ver por empleo de la fórmula que se ne-cesitaría un A2/A1 - 1.8 aproximado con un A2 = 308 m2, lo que proba-blemente es menos con-veniente como combina-ción constructiva.

Ejemplo de Aplicación 3

Investigar qué sucede en temporada de invierno con la so-lución determinada en el ejemplo 1, considerando que en esta época sus ganancias de calor internas se estiman en unas 100 000 kcal/h y desea mantenerse unos 10 ºC mínimo de mayor temperatura que en exterior.

En este escenario el caudal movido no debiera ser mayor que: 100 000 kcal/h / (1045 * 10 ºC) = 10 m3/s aproximadamente.

Ahora, considerando en la Tabla 1 los datos a su izquierda para 2 ºC de temperatura exterior t1, podemos leer con una razón de áreas A2/A1 = 1, con dt = 10 ºC y con una altura entre eje de bocas H = 12 m, una velocidad v2 en las bocas de salidad de 1.46 m/s. Con esto, el área A2 necesaría sería sólo de : 10m3/s / 1.46 = 7 m2 aproximadamente, lo que nos está confirmando la necesidad de contar con un medio de es-trangulamiento para regulación, ya sea en las bocas de salida o en las de entrada de aire.

Conclusiones

La ventilación natural de espacios es una herramienta válida, sobre todo en la medida que se trate de grandes recintos altos con generación significativa de calor interior, y donde pueda tolerarse la ausencia de filtraje y la presencia de corrientes frías en época de invierno.

La tabulación, aquí discutida es útil para visualizar la influen-cia y sensibilidad de los distintos parámetros involucrados.

Referencias

1. Manual de Calefacción y Climatización. RENCKNAGEL y SPRENGER. Editorial Blume, 1972.

2. Fundamentos de Ventilación Industrial. V.V. BATURIN. Editorial Labor, 1976.

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VENTAJAS AL TRABAJAR ABAJA TEMPERATURA (75ºC)

CALEFACCIÓN POR AGUA CALIENTE

Artículo de la revista Frío y Calor Nº 59 - 2003Realizado por Francisco Miralles S. - Ing. Civil Mecánico

El presente artículo tiene por objeto, demostrar las ventajas que pueden obtenerse al trabajar a temperatura algo más baja que los máximos que permiten las calderas o generadores de agua caliente para calefacción doméstica.

Por ejemplo, para un suministro de agua ca-liente a la instalación de 75ºC, haremos una comparación con el caso de suministro a 90ºC, basándonos en una vivienda de las si-guientes características:

- Vivienda unifamiliar de 70 m2 ubicada en un edificio de cinco alturas.

- Superficie a calefaccionar de 63 m2.- Nº de personas que la habitan de forma continua: 4- Uso diario de la vivienda.- Dispone de tres dormitorios, living - comedor, cocina y sala de baño.

Primeramente, habrá que realizar el cálculo de necesi-dades térmicas o caloríficas para compensar las pérdi-das existentes en la vivienda, para ello, habrá que tener en cuenta los siguientes aspectos:

- Tipo de vivienda. - Orientación. - Ubicación geográfica. - Temperaturas de proyecto, exterior e interior. - Tipos de materiales utilizados en la construcción. - Tiempo de funcionamiento del equipo calefactor. - Diseño de la instalación. - Forma de realizar la distribución. - Características de los emisores de calor. - Características de los generadores de calor. (Caldera mural atmosférica o estanca, niveles de modulación, etc.) - Combustible a utilizar. - Necesidades de A.C.S. - Regulación requerida y/o deseada. - Accesorios, etc.

Cuanto más cercanos a la realidad sean los datos de la vivienda y su uso, más se podrán adaptar técnicamen-te los materiales empleados a las necesidades reales, lo que supone un grado de ahorro y confort importante.

Necesidades de Calefacción y A.C.S.

Suponiendo unos requerimientos de calefac-ción de acuerdo al cálculo de necesidades en función de las características de la vivienda, y que se indican en la tabla siguiente:

Distribución de la vivienda m2 Kcal/h

Living - Comedor 20 2.500

Dormitorio matrimonio 11 1.265

Dormitorio 1 9 972

Dormitorio 2 9 972

Sala de baño 7 630

Cocina 7 630

Datos de la Instalación

Potencia caldera................... 20.000 Kcal/h útilesInstalación............................ BitubularCombustible empleado......... G.N.Tipo de radiadores................ AluminioGenerador empleado............ Caldera mural estancaSistema de regulación........... Termostato ambiente, modulaciones propias de la caldera.

Se obtiene que se necesita cubrir una pérdida de 6.969 Kcal/h. Teniendo en cuenta las pérdidas por distribu-ción, podríamos asumir que la potencia resultante es de 8.000 Kcal/h.

En cuanto a las necesidades de A.C.S., al tener una sala de baño y una cocina es suficiente para cubrir esa de-manda con una producción instantánea de 13 L/min, con un DT=25ºK. Kcal/h = 13 L/min x 60 min/h x 25ºK x 1,0 Kcal/L/ºK = 19.500

De esa manera, se necesitaría una caldera con una po-tencia útil de 20.000 Kcal/h.

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Conclusiones

1) El importe añadido de los 16 elementos adicionales (60-44), supone de acuerdo a la marca considerada, un 12% adicional aproximadamente, permitiéndose traba-jar con una temperatura de agua a la salida de caldera de 75ºC y con menor salto térmico en los radiadores.

2) Dentro de las ventajas que esa situación ofrece están las siguientes:

- Se produce un calentamiento gradual de todas las zonas al calefaccionar.

- No existen cambios bruscos de temperatura en el ambiente.

- Se disminuyen al máximo las alteraciones sobre la humedad ambiental.

- Se reducen en gran medida los movimientos de polvo.

- No perjudica la salud de los usuarios. - Se disminuye el desgaste de todas las piezas y materiales, tanto móviles como estáticas, debido a la menor fatiga de funcionamiento al trabajar la

instalación a menor temperatura.

- Se minimizan las intervenciones por averías y su mantención será más sencilla.

- Se alarga la vida útil de la instalación y de la calde-ra notoriamente, hasta el doble de tiempo o más.

3) Si el sobredimensionamiento de la instalación, tal como se dice en el punto 1, supone un costo adicio-nal de un 12% sobre el presupuesto base y con ello se consigue que la instalación trabaje desahogada, que proporcione mayores niveles de confort y, además, un ahorro notable, puesto que aumenta considerablemente la vida útil del sistema con un leve extra costo inicial, entonces vale la pena hacerse esta consideración.

Cálculo de Elementos Requeridos

Se considera la utilización de radiadores de aluminio de las siguientes características:

- Espesor.................................. 95 mm.- Altura total............................680 mm.- Ancho................................... 80 mm.- Potencia (DT=60ºK).............. 164 Kcal/h

Caso a) Con DT=60ºK

- Entrada.................... 90ºC- Salida ...................... 70ºC- Ambiente................. 20ºC- Potencia...................164 Kcal/h/elemento- Living - comedor......Dos radiadores de 8 elementos c/u (2.624 Kcal/h)- Dormitorio matrimonio................Un radiador de 8 elementos (1.312 Kcal/h)- Dormitorio 1 ............Un radiador de 6 elementos ( 984 Kcal/h)- Dormitorio 2............Un radiador de 6 elementos ( 984 Kcal/h)

- Sala de baño............. Un radiador de 4 elementos ( 656 Kcal/h)- Cocina...................... Un radiador de 4 elementos ( 656 Kcal/h)- Nº Total de elementos 44 (7.216 Kcal/h)

Caso b) Con DT=47.5ºK

- Entrada.................... 75ºC- Salida ...................... 60ºC- Ambiente................. 20ºC- Potencia...................121.36 Kcal/h/elemento (f.corrección = 0.74)- Living - comedor......Dos radiadores de 10 y 11 elementos (2.544 Kcal/h)-Dormitorio matrimonio................ Un radiador de 11 elementos (1.335 Kcal/h)- Dormitorio 1 ............Un radiador de 8 elementos ( 972 Kcal/h)- Dormitorio 2............Un radiador de 8 elementos ( 972 Kcal/h)

- Sala de baño............. Un radiador de 6 elementos ( 729 Kcal/h)- Cocina...................... Un radiador de 6 elementos ( 729 Kcal/h)- Nº Total de elementos 60 (7.286 Kcal/h aprox.)

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BIOCLIMATIZACIÓN APLICADA:Opiniones de un experto

El experto israelí Dr. Baruch Givoni, des-tacado por su arquitectura climatológica en el mundo, estuvo en Chile para hablar sobre sistemas de calefacción y enfria-miento desde una perspectiva sustenta-ble, en el seminario «Hombre, Clima y Arquitectura» que se dictó en la facultad de Arquitectura, Urbanismo y Paisaje de la Universidad Central de nuestra capital.

En entrevista del suplemento Urbanismo y Construcción de el diario El Mercurio del 12/diciembre/2002, argumentó que «Mucha inteligencia y, sobre todo, físi-ca aplicada hacen posible aprovechar a fondo la energía solar. Más aún, un buen diseño constructivo, pensado des-de la climatización, permitiría un ahorro valiosísimo de energía». Y también que «el enfriamiento pasivo puede sustituir el aire acondicionado».

A continuación nos permitimos extraer algunas de las preguntas del suplemento U y C y de las respuestas dadas por el Dr. B. G., agregando breves comentarios de un miembro (J. Gormaz) del Comité Editorial de nuestra Revista F y C, en base a nuestra experien-cia nacional de estos tópicos.

U y C -¿Cuál es la importancia del enfriamiento pasivo ac-tualmente?

B. G.: «Es que se puede utilizar en climas cálidos sin el uso de aire acondicionado. Se puede lograr de forma simple y tam-bién compleja. Por ejemplo, en Santiago, donde hay grandes diferencias de temperatura entre el día y la noche, es posible guardar el frío nocturno para utilizarlo durante el día y así bajar las temperaturas veraniegas».

F y C: Para el día de «diseño» de verano en Santiago se con-sidera una máxima de 32 ºC ocurrente cerca de las 15 h, y una mínima de 14 ºC ocurrente cerca de las 5 h. Efectivamen-te, esto da un excelente potencial para el almacenamiento del frío nocturno, lo que ha venido alentándose en ciertos sistemas que cuenten con control computarizado DDC, una herramienta valiosísima para estos efectos. Sin embargo, para llegar hipotéticamente a prescindir del aire acondicionado (con refrigeración mecánica se entiende), se requeriría un marcado cambio en la «cultura térmica» de los usuarios, un diseño mucho más prudente de las fenestraciones y darle ma-yor masa a las edificaciones.

U y C -¿Qué condiciones se necesitan?

B. G.: «Para conseguir enfriamiento es indispensable contar con una masa de concreto o de ladrillo que pueda absor-ber el calor. Si se tiene un edificio de madera liviano, aunque uno lo ventile de noche, durante el día se va a calentar demasiado. No ocurre lo mismo con uno de concreto. Hay que tener en cuenta que este material transmite bastante ca-lor. Cuando llega mucho sol, la transmi-sión calórica se produce hacia dentro del edificio. Para que esto no suceda, existe otra condición: una capa de aislamiento por fuera del edificio. Uno de los proce-dimientos para el enfriamiento pasivo es ventilar de noche. Pero como a veces no hay viento, se necesitan extractores con el fin de sacar el aire caliente y hacer en-trar el frío. También hay otra forma de utilizar el enfriamiento pasivo: emplear

el frío que emana del suelo».

F y C: Nuestros típicos edificios de oficinas sí basan su estruc-turación en concreto, pero lamentablemente desde nuestro punto de vista térmico, han venido bajando su masa especí-fica media (kg/m2) y usando tal vez con exageración el muro cortina. En cuanto al enfriamiento pasivo empleando el frío del suelo, en nuestro medio está el caso del edificio matriz de Empresas Consalud en la comuna de Huechuraba, que cuenta bajo terreno con 12 módulos de 280 m c.u. de cañería PVC Clase 6 en 355 mm diámetro, atendiendo a 6 cabinas manejadoras de aire, las que automáticamente pueden optar a tomar el aire exterior directamente o circulándolo por estas «unidades bioclimáticas geotérmicas».

U y C -¿El enfriamiento pasivo puede sustituir definitiva-mente el aire acondicionado?

B.G.: «En ciertos casos si. Para un clima como el de Santiago, se puede proveer perfectamente de frío a nivel residencial. En oficinas, donde se produce mucho más calor, si es un solo piso, se podría reemplazar el aire acondicionado a través del enfriamiento del techo, que es el que más produce calor du-rante el verano. Pero es muy fácil convertir una losa que ca-lienta edificio en un elemento que lo enfríe»

F y C: Reiterando, para lograr el objetivo en casos residen-ciales se necesita a lo menos una cubierta de significativa masa específica. Sabemos que nuestra Ordenanza General de Construcción, hace poco acogió una mayor exigencia en

Artículo de la revista Frío y Calor Nº 57 - 2002Entrevista al experto israelí, Dr. Baruch Givoni, comentarios (FyC) Julio Gormaz.

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los espesores de aislamiento térmico de cubiertas, según 7 zonas geográfico-térmicas. Lamentablemente no expresó ninguna exigencia respecto del importantísimo factor, masa específica.

Para edificios de oficinas repetiremos aquí, una de las con-clusiones del Dr. Pedro Ezquerra en su trabajo «Bioclimati-zación» presentado al IV CIAR Chile 1997: «En muchos ca-sos el sistema / edificio impone condiciones imposibles a las aplicaciones bioclimáticas, de modo que hay que pensar en la aplicación de sistemas combinados en los que se haga in-tervenir sistemas consumidores de energía. Esto es especial-mente cierto cuando las cargas interiores del edificio tienen cierta importancia».

U y C -¿Cómo se logra esto?

B. G. : «Se construye sobre la losa una pequeña piscina de 20 centímetros que se llena de agua, sobre la que se colocan flotando planchas de poliestireno expandido. En la noche se pulveriza agua sobre las planchas para enfriarlas. El agua escurre a la piscina y durante el día todo queda quieto y las planchas de poliestireno aíslan el calor del sol, al mismo tiempo que el agua está pasando el frío hacia abajo. Como el concreto es muy buen transmisor de calor, va a absorber el que está abajo, enfriándolo a su vez con el agua de encima. Esto, sin duda, enfriará el último piso que es el más caluro-so».

F y C: Excelente solución; tanto por masa (20 cm de agua implican 200 kg/m2), como por enfriamiento evaporativo (en Santiago podemos considerar unos 21 °C de bulbo húmedo en la tarde calurosa y unos 14 °C o menos en la noche fres-ca). Sin embargo los arquitectos generalmente rehuyen las cubiertas con potencialidad de filtraciones, incluidas las te-rrazas, por las malas experiencias de ejecuciones anteriores.

U y C -¿Cuál es el efecto de las sombras vegetales verticales sobre fachadas como las del edificio Consorcio Nacional de Seguros?

B. G. : «Las enredaderas pueden minimizar el efecto solar sobre las fachadas porque producen sombra. He hecho ex-perimentos en la Universidad de California con varias de es-tas enredaderas, siendo el jazmín y la parra las que más he utilizado. A la parra se le cae totalmente a hoja en invierno, por lo que puede dejar pasar el sol en esta estación y enfriar en verano.

El jazmín conserva la hoja y puede proveer de sombra en in-vierno y verano. Es fundamental considerar el tipo de clima. Además de ser efectivas para controlar la temperatura, las enredaderas son también un elemento decorativo».

F y C: Excelente solución. Además en edificaciones y pisos bajos, los árboles protegiendo una fachada pasan a contro-lar la radiación solar, con los consiguientes mayor confort y ahorro operacional. Los arquitectos deben involucrarse con los paisajistas, para diseñar soluciones vegetales permanen-tes.

U y C -¿Qué importancia tiene la calefacción pasiva y cómo se logra?

B.G.: «La calefacción pasiva utiliza el sol para calentar el in-terior de los edificios, y generalmente se utiliza en invierno. Por eso, si tenemos una ventana que está orientada al norte que es de donde viene el sol en invierno, vamos a calentar el edificio durante el día. Durante la noche no vamos a tener calor por lo que se va a necesitar masa para poder acumular-lo. Como no queremos perder el calor acumulado, tenemos que tener aislación térmica fuera del concreto».

F y C: Aquí también se muestra la importancia de la masa en la edificación. La aislación en los muros y pisos será propues-ta en la segunda etapa de la Reglamentación Térmica Oficial.

U y C -¿En qué clima se aconseja utilizar calefacción solar?

B.G.: «En los climas cálidos, aunque se podría adaptar a ve-ranos no calurosos. También debe tener en cuenta el tipo de construcción: adobe, concreto, ladrillo u otro material, con el fin de ver el nivel de aislamiento que se tiene».

F y C: Interesante que el Dr. Givoni cite el adobe en primer término; sabemos que desde la perspectiva térmica es un ma-terial plenamente válido.

U y C -En una ciudad con las características climatológicas de Santiago, ¿es conveniente poner la aislación por dentro o fuera de los muros?

B.G.: «Por las características de Santiago, la aislación debe ir por fuera y con otro tipo de materiales. Por ejemplo con la-drillo no ahuecado, que es mejor aislante, pero más caro, lo que complica a los constructores Sin embargo, proporciona mejor confort».

F y C: La citada segunda etapa de la Reglamentación Térmica Oficial, probablemente dará luces a este respecto. Induda-blemente, para aplicar soluciones con aislación térmica en exterior, deberá haber innovación en los diseños estructu-rales.

U y C -¿Qué opina sobre el calentamiento de las ciudades? ¿Existe alguna manera de enfriarlas en verano?

B. G.: «Todos lo edificios tienen techos que están expuestos al sol, que ellos se calienten depende de un solo factor: el co-lor. Si el sol llega a techos oscuros (como los chilenos), este calor pasa al aire que lo rodea y la temperatura de la ciudad sube. Si fueran blancos, el sol llega hasta ellos y se refleja, no calentando ni los techos ni la ciudad. La otra manera de superar el calentamiento es mejorando las condiciones de ventilación. Sería ideal tener avenidas grandes, calles anchas y parques que estuvieran paralelos a la dirección del viento. Aunque éste fuera muy suave, los edificios muy altos y co-locados de manera estratégica pueden mejorar la velocidad del viento.

F y C: El primer mensaje es para nuestros arquitectos; ojalá por escucharlo ahora de esta reputada autoridad internacio-nal, ponderen los beneficios de pintar un techo blanco o cla-ro. El otro mensaje va a nuestros urbanistas y a las autorida-des que debieran darles el respaldo ejecutivo que necesitan.

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Nuevas Tendencias en Chile en la Construc-ción de Salas de Servidores de más de 500 m2 y módulos de crecimiento iguales.

Hay una demanda creciente en la construc-ción de grandes Salas Servidores (Data Cen-ter) en consecuencia de un incremento expo-nencial de nuevas tecnologías informáticas. Una de las principales consecuencias es el incremento de las cargas térmicas y por lo tanto una demanda de mejores tecnologías de enfriamiento que garanticen un funcio-namiento exento de fallas, eficientes y ami-gables con el medio ambiente. Hoy en día existe una gran presión internacional sobre los Gobiernos para pasar de la situación ac-tual en la que las organizaciones adoptan de forma voluntaria medidas de conservación del medio ambien-te, a otra en la que exista una legislación medioambiental que cubra este compromiso.En Chile se sigue esta tendencia de preocupación por el cui-dado del medio ambiente y es ese compromiso el que nos guía en la elaboración y aplicación de nuestras soluciones y productos.

El crecimiento de la necesidad de procesar y almacenar da-tos aumenta a su vez el consumo de energía en los centros de datos. El costo del suministro de energía para los sistemas de refrigeración está en fuerte aumento y se convierte en un objetivo central para la reducción de los costos energéticos.

Para entender el aumento en los costos de inversión en los Nuevos Data Center basta con describir, entre otros, las exi-gencias adoptadas por el uso de normas y estándares que otorgan una mayor fiabilidad. Un Data Center no sólo es construcción, hardware, software y telecomunicaciones. La infraestructura física de un Data Center la componen una se-rie subsistemas como el de la climatización, el eléctrico, el sistema de protección contra incendios, grupos generadores y otros.

Adicionalmente se deben tomar en cuenta otros aspectos como los recursos humanos y los procesos asociados que de-ben generar la capacidad de mantenerse en funcionamiento aunque existan accidentes o desastres naturales.

La ejecución de este tipo de instalaciones requiere un estricto control de calidad en los equipos a instalar y procedimientos claramente definidos durante el montaje, por ejemplo radio-grafiado de soldaduras.

SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓNPRECISA EN GRANDESDATA CENTER NUEVOS

Artículo proporcionado por Heinrich Stauffer Ingeniero ETS Lucerna, SuizaGerente General en INSTAPLAN S.A.

www.instaplan.cl

El estándar TIA-942 (Telecomunication In-frastructure Standard for Data Center) in-cluye un Anexo informativo sobre los Gra-dos de Disponibilidad (Tier) con los que se pueden clasificarse los Data Centers. Estos Tier están basados en información desarro-llada por el Uptime Institute, un consorcio dedicado a proveer a sus miembros las me-jores prácticas y benchmarks para mejorar la planificación y gerenciamiento de Data Cen-ters. Para cada uno de los 4 Tier, el anexo describe detalladamente las recomendacio-nes para la infraestructura, seguridad, elec-tricidad, mecánica, telecomunicaciones y clima. A mayor número de Tier mayor grado de fiabilidad de la instalación.

Tier I: Data Center Básico

Un Data Center Tier I puede admitir interrupciones tanto pla-neadas como no planeadas. Cuenta con sistemas de aire acon-dicionado y distribución de energía, pero puede no tener piso técnico, UPS o generador eléctrico. Si no los posee pueden tener varios puntos únicos de falla. La carga máxima de los sistemas en situaciones críticas es del 100%. La infraestructura del Data Center deberá estar fuera de servicio al menos una vez al año por razones de mantenimiento y/o reparaciones. Errores de operación o fallas en los componentes de su infra-estructura causarán la interrupción del Data Center. La tasa de disponibilidad máxima del Data Center es 99.671% del tiempo o 28,8 horas en 1 año.

Tier II: Data Center con Componentes Redundantes

Un Data Center con componentes redundantes son ligera-mente menos susceptibles a interrupciones, tanto planeadas como las no planeadas. Estos Data Center cuentan con piso falso, UPS y generadores eléctricos, pero está conectado a una sola línea de distribución eléctrica. Su diseño es (N+1), lo que significa que existe al menos un duplicado de cada compo-nente de la infraestructura. La carga máxima de los sistemas en situaciones críticas es del 100%. El mantenimiento en la línea de distribución eléctrica o en otros componentes de la infraestructura, pueden causar una interrupción del servicio. La tasa de disponibilidad máxima del Data Center es 99.749% del tiempo o 22,0 horas en 1 año.

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Tier III: Data Center con Componentes Redundantes y Man-tenimiento Concurrente

Las capacidades de un Data Center de este nivel le permiten realizar cualquier actividad planeada sobre cualquier compo-nente de la infraestructura sin interrupciones en la operación. Actividades planeadas incluyen mantenimiento preventivo, reparaciones o reemplazo de componentes, agregar o elimi-nar componentes, realizar pruebas de sistemas o subsistemas, entre otros. Para infraestructuras que utilizan sistemas de en-friamiento por agua, significa doble conjunto de tuberías. Debe existir suficiente capacidad y doble línea de distribu-ción de los componentes, de forma tal que sea posible realizar mantenimiento o pruebas en una línea y mientras que la otra atienda la totalidad de la carga. En este nivel, actividades no planeadas como errores de operación o fallas espontáneas en la infraestructura pueden todavía causar una interrupción del Data Center. La carga máxima en los sistemas en situaciones críticas es de 90% de los 100 % instalados, sin incluir los equi-pos redundantes. La tasa de disponibilidad máxima del Data Center es 99.982% del tiempo o 1,6 horas en 1 año.

Tier IV: Data Center con Componentes Redundantes 2 x (N+1) Tolerante a Fallas

Un Data Center de este nivel provee capacidad para realizar cualquier actividad planeada sin interrupciones en el servi-cio, pero además la funcionalidad tolerante a fallas le permite a la infraestructura continuar operando aún ante un evento crítico no planeado. Esto requiere dos líneas de distribución simultáneamente activas, típicamente en una configuración System+System. Eléctricamente esto significa dos sistemas de UPS independientes, cada sistema con un nivel de redundan-cia (N+1). La carga máxima de los sistemas en situaciones crí-ticas es de 90%. Persiste un nivel de exposición a fallas, por el inicio una alarma de incendio o porque una persona inicie un procedimiento de apagado de emergencia (EPO), los cuales deben existir para cumplir con los códigos de seguridad con-tra incendios o eléctricos. La tasa de disponibilidad máxima del Data Center es 99.991% del tiempo o 0,8 horas en 1 año.

En Chile no se puede instalar Tier VI por no disponer de 2 alimentaciones eléctricas independientes de 2 Compañías di-ferentes de generación eléctrica.

La solución técnica que se describe en este artículo responde a Tier III. Actualmente hay varios Data Center grandes en fase de proyecto y/o construcción en Chile.

Capacidades típicas en grandes Data Center en Chile:

Normalmente son grupos de salas de 500 a 1.000 m2, con una densidad promedia por sala de 1.000 a 1.500 W/m2, donde los sectores de comunicación están en 300 W/m2 aproxima-damente y zonas de alta densidad que pueden llegar a 4.000 W/m2. A parte está el enfriamiento de la(s) Sala(s) eléctrica(s), Oficinas, Talleres y Vigilancia. En general se llega a capacida-des de 3 a 5 MW de frío en un Data Center completo.

Soluciones de sistemas de enfriamiento:

Para estas capacidades se seleccionan sistemas con agua he-lada. No absolutamente por el consumo eléctrico que puede ser inferior en comparación con sistemas DX (Compresores y condensadores enfriados por aire), mas bien por la flexibilidad en la aplicación y por el bajo volumen de refrigerantes en uso.

Para la producción del agua helada existen diferentes tipos de chiller:

• Chiller enfriados por aire con Ventiladores axiales estándar y screw compressor.

• Chiller enfriados por aire con Ventiladores tipo EC-Fan de bajo consumo eléctrico y screw compressor.

• Chiller enfriados por aire con Ventiladores axiales estándar con Free-Cooling y screw compressor.

• Chiller enfriados por aire con Ventiladores tipo EC-Fan de bajo consumo eléctrico y Free-Cooling y screw compres-sor.

• Chiller enfriados por agua con Torres de enfriamiento con screw o centrifugal compressor.

• Chiller enfriados por agua con Dry Cooler en circuito ce-rrado con SCROLL compressor, eventualmente screw o centrifugal compressor.

El Free-Cooling consta en hacer pasar el retorno de agua pro-veniente del Data Center primero por un serpentín de inter-cambio de calor agua-aire montado en la succión de aire del condensador, logrando así un pre-enfriamiento en el retorno de agua.

La aplicación de Chiller enfriados por agua con Torres de en-friamiento está cuestionada en la cuenca de Santiago por el alto consumo de agua junto con los pronósticos que anuncian disminución en las precipitaciones.Los Chiller enfriados por aire se deben ubicar en el intemperie.Los Chiller que integran Free-Cooling ofrecen un interesante ahorro energético, dependiendo principalmente de las con-diciones climáticas de la zona donde se instalan y en la se-lección de la temperatura de inyección de aire en los pasillos fríos del Data Center.

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A) Lo que normalmente se aplica: Agua helada de 7,0 °C en el surtidor con temperatura in-

yección en pasillo frío de 14,0 °C, ahorro energético con temperaturas exteriores de 10,0 °C y menores, lo que se refleja en poco ahorro energético.

B) Tendencia a futuro: Agua helada de 12,0 °C en el surtidor con temperatura

inyección en pasillo frío de 20,0 °C, ahorro energético con temperaturas exteriores de 15,0 °C y menores, lo que se refleja en un muy interesante ahorro energético. La tempe-ratura del pasillo frío requiere ser confirmada y aprobada por los fabricantes de los servidores.

Las capacidades unitarias disponibles de los Chiller de Preci-sión para esta aplicación están en el orden de 1.000 a 1.600 kW.Ver Esquema “Solución típica Chiller (N+1) doble red hidráu-lica”

Ver Esquema “Solución típica Chiller (N+1) doble red hidráu-lica con Freecooling”

Solución típica de Sistema de Climatización Tier III con Chi-ller Enfriados por Aire sin Free-Cooling

General

Los Chiller en disposición (N+1) descargan el agua helada a un colector con doble salida hacia la estación de bombas que alimentan los consumos CRAH (Computer Room Air Handler) y PTU (Pump Transfer Unit). Un PLC es responsable de calcu-lar la cantidad de chiller en operación, arrancar la unidad en Stand-By en caso de falla en la unidad en operación y realizar rotación para garantizar un desgaste parejo en el tiempo. De-pendiendo de la importancia de la sala servidores, se pueden instalar adicionalmente estanques con agua helada. El volu-men de éstos depende de la capacidad requerida a un tiempo asociado. Esto para prever un colapso total en la producción de agua helada.

Estación de bombas de chiller

El principal criterio de diseño para la red hidráulica primaria (Producción de agua helada) es que, bajo cualquier condición de funcionamiento, se asegure un flujo de agua constante a través del evaporador de cada Chiller. El mismo PLC anterior-mente mencionado asegura que funcionen siempre la misma cantidad de Bombas como Chiller: 1-1, 2-2, 3-3, etc. Por esto se instalan válvulas de 2 vías que cortan el agua en los Chiller parados por demanda de capacidad de frío y/o el que está en stand-by. A demás se recomienda instalar válvulas de control de flujo de agua con el fin de garantizar el caudal de agua exacto que requiere cada chiller. El colector de succión de agua de las bombas tiene 2 retornos de la red de agua de los consumos, y de igual manera, el colector de descarga de agua de las bombas alimenta el grupo de chilles con 2 cañerías. No hay asignación fija de una bomba con un chiller. Los Chiller trabajan independientes entre sí (N+1) y así mismo también las bombas trabajan independientes entre sí (N+1). Ver Esquema “Solución típica Bombas Chiller (N+1) doble red hidráulica caudal de agua fija”

Estación de bombas de consumos

El principal criterio de diseño para la red hidráulica secunda-ria (Alimentación de los consumos con agua helada) es que, bajo cualquier condición de funcionamiento, se asegure un flujo de agua acorde al consumo del momento. Un PLC se encarga que funcionen solamente la cantidad de bombas de acuerdo a la demanda de frío. Por el hecho de tener válvulas de 2 vías en cada uno de los CRAH y PTU, se produce un caudal de agua variable, el cual se regula con bombas con velocidad variable, usando la señal de la presión diferencial entre la succión y descarga de agua de la bomba. El objetivo es mantener la presión constante. El colector de succión de agua de las bombas tiene 2 retornos de agua proveniente del colector de descarga de agua helada de los chiller y de igual manera, el colector de descarga de agua de las bombas ali-menta los consumos CRAH y PTU con 2 cañerías. La cantidad de bombas debe responder a la filosofía (N+1). Ver Esquema “Solución típica Bombas Consumo (N+1) doble red hidráulica caudal de agua variable”

By-Pass

Por motivo que el caudal de agua primario (Producción de

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Articulo

agua helada) no coincide con el caudal de agua secundario (Consumos), se instala un By-Pass para compensar la diferen-cia. Acorde a lo que indica en la norma Tier III, se deben instalar 2 By-Pass.Ver unión indicado en Esquema “Solución típica Bombas Chiller (N+1) doble red hidráulica caudal de agua fija” y Es-quema “Solución típica Bombas Consumo (N+1) doble red hidráulica caudal de agua variable”.

Ver también las válvulas indicadas en los total 6 colectores que permiten aislar secciones de la red hidráulica, permitien-do reparaciones sin detener el sistema de enfriamiento.

Red de agua hidráulica

Hay un esquema donde se muestra un ejemplo de la distri-bución de agua para un Data Center con 2 salas servidores. Se puede observar que cada una de los CRAH y PTU están alimentados desde 2 redes hidráulicas, respondiendo a lo in-dicado en la norma Tier III. En este esquema no se indican las derivaciones a otras zonas.

Los diferentes elementos como válvulas, bombas, codos, etc. caracterizan el funcionamiento del conjunto. Cada una de las cañerías tiene una longitud, diámetro y coeficiente de rugosi-dad, características que deben ser consideradas a la hora de diseñar las 2 redes de distribución hidráulica, teniendo siem-pre presente que las redes cumplan tanto la Ley de Conserva-ción de la Masa como la Ley de Conservación de la Energía. Las ecuaciones correspondientes a estas leyes son las que go-biernan el funcionamiento de las redes hidráulicas, por lo que se debe estudiar cuidadosamente el nivel de presiones que se generan en los sistemas y los caudales que circulan por las ca-ñerías hacia cada uno y desde cada uno de los CRAH y PTU.Ver Esquema “Solución típica Doble Red Hidráulica para un conjunto de 2 Salas Servidores”

CRAH (Computer Room Air Handler)

La climatización del Data Center se lleva a cabo mediante el funcionamiento continuo de todas las unidades de climatiza-ción precisa inclusive la unidad en Stand-By (N+1). Se divide la carga total de frío requerida de la sala servidores con 90% de la capacidad sensible neta disponible de cada CRAH seleccionado, + 1. En otras palabras, hay 10 % mas de climatizadores instalados que lo requerido, +1. Un con-trol lógico entre todos los CRAH de la propia sala debe garantizar un adecuado funcionamiento. Se dejan fun-cionar todos los CRAH en paralelo (Ningún CRAH en Stand-By) pero con caudal de aire reducido, lo que se refleja en un importante ahorro en el consumo eléctrico de los ventiladores. El consumo eléctrico se reduce en la tercera potencia en comparación con el caudal de aire. A continuación se indican algunas de las características típicas de un CRAH:

• Flujo de aire descendente.• Ventiladores EC-Fan de bajo consumo energético.• Damper on-off en el retorno de aire para evitar recir-

culación falsa de aire en el caso que esté el CRAH detenido.

• Retorno de aire conducido, lo que aumenta la capa-cidad del CRAH por tener un diferencial mayor en la temperatura de aire de retorno y la temperatura en el surtidor de agua helada.

• Humidificador integrado.• Válvula de 2 vías de regulación del agua helada.• Filtros de aire G4.

PTU (Pump Transfer Unit)

El área de alta densidad de la sala servidores integra Rack con unidades de enfriamiento integrados (Cooling-Rack). Estos Rack se alimentan con agua helada con la temperatura en el surtidor mayor que el sistema general de agua helada, fuera del punto de rocío de la sala, para evitar goteo por conden-sación.

Esto se logra mediante la instalación de equipos PTU. Las PTU cumplen básicamente con 4 funciones:

A) Suben la temperatura del agua de por ejemplo de 7,0 a 12,0 °C, mediante intercambiadores de placa.

B) Separan el circuito primario de agua helada de gran con-tenido de agua en circuitos de poco contenido de agua mediante los mismos intercambiadores de placa mencio-nadas en A). Así se garantiza que el agua que se liberaría en caso de una rotura de la cañería no se transforme en una situación catastrófica.

C) Bombeo del agua mediante 2 bombas, una redundante.D) Control de la temperatura del agua mediante válvulas de

2 vías instaladas en la alimentación de agua helada prove-niente del sistema hidráulico central.

Algunas consideraciones básicas de las grandes Salas Servi-dores

• Piso falso de alturas considerables (800 mm y mayores).• Formación de pasillos fríos y calientes.• Capsular los pasillos fríos para evitar falsa circulación de

aire.• Cielo falso que a su ves es plenum de retorno de aire ca-

liente.• Damper cortafuego-antihumo en los ductos de aire que

entran y salen de la sala de servidores.• Tanto los climatizadores de precisión como las unidades

de transferencia y bombeo se ubican en pasillos técnicos que rodean las salas de servidores.

• La impulsión de aire en los pasillos fríos se hace mediante palmetas perforadas o rejillas para piso de alto tráfico.

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Sonido

El sonido es la alteración en presión, estrés, des-plazamiento de partículas y la velocidad de és-tas, que se propagan en un material elástico.

El sonido audible es la sensación producida en el oído por muy pequeñas fluctuaciones de presión en el aire.

Presión de sonido

Presión de sonido es la intensidad del sonido. Presión acústi-ca, Lp en decibeles es la relación de la presión medida P en el aire a una presión acústica de referencia Po = 2x10-5 Pascal después de la siguiente fórmula:

Lp (dB) = 10 log10 (∆ P2 / ∆Po2)

El punto más importante para entender sobre el nivel de pre-sión es que, nivel de presión sonora es lo que se mide actual-mente cuando una información de sonido debe registrarse.

Los micrófonos que miden el sonido son dispositivos sensi-bles a la presión y están calibrados para convertir las ondas de presión de sonido en decibeles.

potencia acústica W, para una potencia de referen-cia, Wo = 1 picowatt, de acuerdo con la siguiente fórmula:

Lw (dB) = 10 log10 (W / Wo)

El punto más importante a recordar es que el nivel de potencia acústica no es un valor medible, pero se calcula sobre la base de la medida de presión sonora.

Suma de varias fuentes de sonido

Ya que el decibel es una función logarítmica, los números no son sumados en forma lineal. Por lo tanto, dos fuentes de 73 dB de sonido sumados no son iguales a 146 dB. El soni-do resultante sería en realidad 76 dB. En la tabla siguiente se muestra cómo sumar decibeles a partir de dos fuentes de sonido.

ANTECEDENTES BASICOSDE SONIDO

Información proporcionada por EVAPCO Inc., USA de su catálogo de torres de enfriamiento de agua. www.evapco.com.

Ver www.rcaltd.cl, Representante en Chile.

100w

Diferencia en Agregar al nivel el nivel dB dB mayor

0 - 1 3 2 - 3 2 4 - 8 1 9 - más 0

Potencia de sonido Similar a la potencia (watts) de una am-polleta de luz la cual no cambia si uno está lejos de la ampo-lleta, la potencia del sonido no varía con la distancia.

Presión de sonido Similar a la intensidad procedente de una ampolleta de luz que se atenúa más y más a medida que uno se aleja, la presión sonora disminuye en decibeles así como el oído se va alejando de la fuente de sonido.

Potencia de sonido

Potencia de sonido es la energía del sonido. Potencia de sonido, LW, en decibeles es la relación del cálculo entre la

CIENCIA DE SONIDO Y TORRES DE ENFRIAMIENTO

Frecuencia del sonido.

Ruido del ventilador

• Las bajas / Medias frecuencias viajan largas distancias, a través y alrededor de paredes y obstrucciones.

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• Muy difícil de atenuar. Reducir el ruido del ventilador me-diante el uso de ventiladores de bajo sonido.

• Entiende qué se mide y escucha en la torre de enfriamiento y en una parte sensible del lugar.

Ruido del agua

• Altas frecuencias que se atenúan de forma natural con la distancia. Atenuados fácilmente por las paredes, árboles u otras obstrucciones.

• Totalmente encubiertas y ahogadas por el ruido del ventila-dor a una corta distancia de la torre de enfriamiento.

Las frecuencias bajas y medias

viajan a través y alrededor

de la obstrucción

Las frecuencias altasse auto atenuan

f = 800dB(a) = 10 log10 j10 ((dB+cf / 10)

f = 63Donde:Cf = factor de corrección por bandadB = medida de presión de sonidoQuedando: Zf = (dB + cf)/10

PRESIÓN DE SONIDO – LA ESCALA PONDERADA A.

La escala ponderada - A, dB (A), es un medio para traducir lo que graba un micrófono para medir sonido tal como el oído humano percibe el sonido.

Fórmula dB(A) y conversiones

Ejemplo de cálculo de la fórmula dB (A), utilizando los datos del ejemplo anterior.

dB(A) = 10 log10j10(Z1) + 10(Z2)+10(Z3)+10(Z4)+10(Z5)+10(Z6)+

10(Z7)+10(Z8) = 10 log10 (67114245.2) = 78.3 dB(A)

Típicos niveles de presión sonoros de ruidos más comunes:

Hechos destacados sobre sonido:

• + / - 1 dB (A) es inaudible para el oído humano

• La disminución de una fuente de ruido en 10 dB (A) suena la mitad de fuerte para el oído humano.

ESPECIFICACIÓN DE SONIDO – EL DESEMPEÑO DE UNA ESPECIFICACIÓN TÉCNICA

Especifique la presión acústica en dB (A) medida a 5 pies sobre la descarga del ventilador durante la operación a toda velocidad.

• Todos los fabricantes pueden lograr alcanzar el desempeño de una especificación con alternativas de bajo ruido.

• El ruido del ventilador es lo que importa. 5 pies por encima del ventilador de la torre de enfriamiento es donde importa.

Lugar de medición

Por el Instituto de Tecnología de Refrigeración (CTI), estándar ATC-128

La ubicación del micrófono de sonido debe ser a 5 pies por encima del ventilador de la torre de enfriamiento y del borde de la torre en un Ángulo de 45 °.

Esta posición asegura una medición exacta de sonido mediante la eliminación de una fuente incierta al colocar el micrófono fuera de la alta velocidad de descarga de aire del ventilador. Fácil Verificación

A los 5 pies de la torre de enfriamiento, un medidor de sonido registra sólo el de la torre de enfriamiento. Las

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partes interesadas pueden fácilmente verificar el ruido real procedente de la torre de enfriamiento contra los datos espe-cificados de sonido con una buena seguridad.

Si el sonido se especifica a 50 pies o una mayor distancia de una ubicación sensible al sonido, hay un aumento de la incertidumbre en la medición de los datos medidos debido a otras posibles fuentes de sonido en el radio de 50 pies del micrófono de sonido.

Calidad de sonido

El sonido procedente de la parte superior de la torre de en-friamiento está compuesto del ruido del ventilador en baja y medias frecuencias. Las bajas y medias frecuencias del venti-lador que “retumban” son muy difíciles de atenuar. El retum-bar del ventilador viaja a través de todo y alrededor de todo, lo que es audible en cualquier lugar sensible al sonido.

El sonido procedente de los costados de la torre de enfria-miento está compuesto del ruido del agua a altas frecuencias, que es mucho menos objetable que el ruido del ventilador y se atenúa naturalmente con la distancia.

Sombra acústica*

"Reacciones subjetivas del ruido total generado por las torres de enfriamiento indican que mientras uno se aleja de una toma de aire de una torre, se alcanza un punto donde el ruido del agua está encubierto por el ruido del ventilador. Este punto coincide con el punto en el cual uno se sale de la sombra acústica de la estructura de la torre, que escuda el rui-do del agua en la aspiración del aire del ruido de la descarga del ventilador."

* Seelbach y Orán, "Qué hacer acerca del ruido de la Torre de Enfriamiento ", Compañía Acústica Industrial.

El sonido medido al costado de una torre de enfriamiento está dentro de la sombra acústica del ruido emitido desde la

parte superior. Afuera de la sombra acústica, las frecuencias bajas y medias del ventilador ocultan completamente el rui-do del agua de alta frecuencia.

Especifique el ruido del ventilador, ya que importaEspecifique el ruido del ventilador donde importa

Ubicación de microfono

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Ficha Técnica de una Obra

Por: Marcelo Leturia, +Arquitectos

EdificioTransoceánica

EDIFICIO TRANSOCEÁNICA

El edificio, proyectado como casa ma-triz para el grupo de empresas Tran-soceánica, responde en su diseño a la implementación de un sistema de efi-ciencia energética orientado a reducir la demanda, mejorar la calidad de los espacios de trabajo y adoptar una pos-tura respetuosa con el medio ambiente.

Encargo y Diseño.

En el desarrollo del proyecto se enfren-taron 3 condicionantes propias del en-cargo, en primera instancia a solicitud

del mandante, el edificio se hace parte de un master plan realizado en Ale-mania por la oficina de planificación Krause Bohne Gmbh, el cual definió en términos generales la ocupación del te-rreno y el uso de formas curvas en las plantas, al integrar este un desarrollo futuro junto a otros edificios de ofici-nas. En segunda instancia, el concepto energético del edificio, con énfasis en el proyecto de clima y en términos ge-nerales para el resto de las especialida-des (Eléctrico, Iluminación, Sanitario y Control central) fue desarrollado por la oficina Alemana Bohne Ingenieure, con la cual se hizo un trabajo conjunto para definir conceptos de diseño a los cuales el proyecto debía responder arquitectó-nicamente para alcanzar las metas de sustentabilidad requeridas. Por último el sitio a construir, al estar en frente del aeródromo Lo Castillo, cuenta con una exigente normativa en cuanto a cons-tructibilidad, ocupación de suelo y al-tura máxima, forzando el desarrollo de un proyecto en extensión en un terreno de proporciones generosas.

En base a los anteriores parámetros, surge un edificio de 3 niveles de ofici-nas y 2 subterráneos de estacionamien-tos, compuesto de un cuerpo principal conformado por un gran hall de toda la

altura que entrega a dos alas de plan-tas libres para oficinas, más un cuerpo independiente en la parte norte para Auditorio y Casino, el cual se conecta a través de una marquesina exterior, integrándolo al edificio y al terreno.

La forma planteada busca optimizar la orientación solar, privilegiando la luz natural, asegurando vistas al exterior desde todos los recintos y desarrollan-do un cuidado tratamiento de fachadas para evitar ganancias o pérdidas térmi-cas indeseadas.

Resultó interesante dar respuesta y guiar un proceso marcado por restricciones formales, el uso de nuevas tecnologías e ingeniería innovadora, con la mirada y los elementos propios de la arquitectu-ra, reforzando la función del arquitecto

como cabeza de un proceso multidisci-plinario y como invitado principal en la misión de proporcionar mejores espa-cios para habitar.

Características Técnicas

En la etapa de diseño de anteproyecto se incorporó la evaluación y modela-miento del sistema de eficiencia ener-gética, según el cual se acotaron los siguientes capítulos, que encausan la respuesta arquitectónica:

- Sistemas Pasivos.- Sistemas Activos.- Energías Renovables.

Los sistemas pasivos incorporan ele-mentos de diseño como emplazamien-to, orientación, sistemas de control solar, uso de la luz natural, materiales renovables, especies vegetales de la

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Ficha Técnica

zona central, un fuerte énfasis en la ais-lación de cubierta, fachadas, entre pi-sos, análisis de puentes térmicos, etc. de modo de reducir la demanda de energía antes de elaborar el diseño de los siste-mas técnicos. Lo anterior, es altamente eficaz y no implica costos adicionales relevantes para el proyecto.

Como ejemplo, esto implicó un dise-ño de fachada en capas compuesto de cristal DVH, de baja emisividad, fac-

tor U=1,4 W/m2k, más un sistema de toldos automatizados por el exterior complemetado por una piel de quiebra vistas en madera, que protege de la ra-diacion, asegurando las vistas al exte-rior.

La eficiencia está orientada más que al bajo consumo eléctrico, al bienestar de las personas, por esto, sin tener relación directa con la demanda energética, se incorporaron análisis acústicos para op-timizar la calidad de espacios a través de la correcta elección de revestimien-tos.

Los sistemas activos incorporan el dise-ño de los elementos técnicos como ilu-minación artificial, clima, ventilación, consumo y calentamiento de agua, se-lección de equipos, etc. implementan-do por ejemplo, iluminación indirecta con ballast digitales que suplementan con exactitud la iluminación faltante respecto del aporte de luz natural. El enfriamiento y calefacción consta de un sistema de capilares en polipropile-no, de fabricación alemana, el cual se instala bajo losas dentro de una capa de enlucido a yeso, que cubre la totalidad de los espacios de trabajo, mejorando la sensación térmica a través de la tem-peratura de las superficies, disminuyen-do la exigencia sobre la temperatura del aire (La sensación térmica se cons-tituye en un 50% por la T° de la aire y en 50% por la T° de las superficies de los recintos). Esto reduce el umbral de temperatura del líquido transmisor

FICHA TÉCNICA: Obra: Edificio Transoceánica.

Arquitectos: +arquitectos (Alex Brahm, David Bonomi, Marcelo Leturia, Maite Bartolomé, Felipe de la Jara).Año Proyecto: 2006-2008.Año Construcción: 2008-2009.Superficie terreno: 20.000 m2.Superficie Construida: 17.000 m2.Ubicación: Sta. Maria de Manquehue, Stgo. de Chile.Cliente: Empresas Transoceánica.Cálculo: Gatica & Jiménez ing.Eléctrico: Ipel.Sanitario: Giaretti hnos.Clima: Bohne Ing. – Enertec.Iluminación: Douglas Leonard.Paisajismo: Juan Grimm.Control Central: Masterclima, Home control, Indenor.Seguridad: CLK.Comunicación: CLK.Empresa Constructora: SIGRO.Fachada: Estructuras metálicas, JOMA. · Cristales y Aluminios, Accura System. · Toldos Automatizados, Indenor. · Qiebravistas, Hunter Douglas.Certificación LEED: Idiem.Fotografías: Marcelo Leturia, +arquitectos.

operando entre 16°C min., 35°C max. La renovación de aire es por “Ventilación de Fuente”, esto es incor-poración de aire fresco ex-terior a baja velocidad (0,2 m/seg.) a través del piso, el que sube por convección donde hay objetos que emanan calor (personas, equipos, etc.) el cual luego se recupera y conduce ha-cia la manejadora de aire para preenfriar o precalen-tar el aire que ingresa, sin ser mezclado, a través de un recuperador de calor.

El éxito de los puntos anteriores está supeditado a un sistema de monitoreo, registro y análisis de toda la informa-ción mecánica del edificio, por lo cual se diseñó un sistema de Control Central que en un período estimado de 3 años permite ajustar su operación aumentan-do el rendimiento general en un 20%. En este caso además de la unidad de control interna del edificio, el proyecto será monitoreado vía Internet por la ofi-cina de ingeniería a cargo del concepto energético, desde Alemania.

Como energía renovable, se incorporó Geotermia a través de la extracción de

agua desde un pozo profundo a 75 mts. con temperatura constante a 12°, la cual se usa para enfriar aire y capilares a través de intercambiadores de calor y luego ser infiltrada por riego, dejando la operación de Chillers sólo para situa-ciones de mayor demanda y generación de calor.

Ya en el término de la etapa de diseño, idealmente debió ser desde el inicio, se cotejó el desarrollo del proyecto con el sistema de puntuación LEED, en-contrando gran concordancia entre lo avanzado y las iniciativas que promue-ve el sistema de calificación, por lo que se inició la certificación del proyecto aspirando a la categoría oro y así mos-trar una referencia conocida de buenas prácticas energéticas y ambientales.

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Ficha Técnica

FICHA TÉCNICA: Obra: Edificio Transoceánica.

Arquitectos: +arquitectos (Alex Brahm, David Bonomi, Marcelo Leturia, Maite Bartolomé, Felipe de la Jara).Año Proyecto: 2006-2008.Año Construcción: 2008-2009.Superficie terreno: 20.000 m2.Superficie Construida: 17.000 m2.Ubicación: Sta. Maria de Manquehue, Stgo. de Chile.Cliente: Empresas Transoceánica.Cálculo: Gatica & Jiménez ing.Eléctrico: Ipel.Sanitario: Giaretti hnos.Clima: Bohne Ing. – Enertec.Iluminación: Douglas Leonard.Paisajismo: Juan Grimm.Control Central: Masterclima, Home control, Indenor.Seguridad: CLK.Comunicación: CLK.Empresa Constructora: SIGRO.Fachada: Estructuras metálicas, JOMA. · Cristales y Aluminios, Accura System. · Toldos Automatizados, Indenor. · Qiebravistas, Hunter Douglas.Certificación LEED: Idiem.Fotografías: Marcelo Leturia, +arquitectos.

Climanoticias

Infraestructura Hospitalaria saluda en esta importante fecha a la Cámara Chi-lena de Refrigeración y Climatización A.G. y, en especial a la revista Frío y Ca-lor en su edición Nº 100, por su cons-tante aporte a la difusión y reconoci-miento del mercado de la climatización tanto nacional como extranjera.

Consuelo Menéndez GacArquitecto

Jefe Unidad ArquitecturaHospital Clinico Universidad de Chile

SaludosEdición Nº 100.

UNIÓN Y CAMARADERÍA

(Esta es la Editorial Nº1 de la revista Frío y Calor, escrita en el año 1991 por el primer presidente de Cámara Sr. Ronald de Soto Palma. Q.E.P.D).

Estimados colegas y amigos:

Al fin podemos materializar un senti-do anhelo del sector, relacionado con la aspiración de contar con un bole-tín informativo, que sirva de vínculo de información e integración entre los miembros de nuestra Cámara, y a la vez cumpla las funciones de órgano de di-fusión en materias de orden técnico y gremial.

En la época en que vivimos se ha llega-do a afirmar que la información es tan importante como el trabajo, el capital o la tecnología.Sin información suficiente y oportuna, es imposible administrar eficientemen-te las empresas y manejar los recursos.

Es por ello que pretendemos que este boletín sirva de nexo entre los socios y la Junta Directiva de la Cámara y se constituya en un elemento importante de información técnica, comercial y gremial y de intercambio de conoci-mientos y experiencias entre nuestros asociados.

Sus comienzos han sido modestos, por cuanto nuestra Cámara cuenta con poco más de un año desde su creación y el número de socios es aún reduci-do. Sin embargo, aspiramos a ampliar significativamente la base social y por ello invitamos cordialmente a todos los empresarios del sector a asociarse a la

SaludosEdicion Nº100

Cámara, con el objeto de que nuestra Organización sea cada vez más repre-sentativa de la actividad.

El primer Congreso Iberoamericano de Aire Acondicionado y Refrigeración se realizó en Cartagena (Colombia) los días 15, 16 y 17 de mayo del presente año y Chile figuró como país fundador de dicho evento y miembro del comi-té permanente lo que indudablemente constituye un logro importante para nuestra Asociación y para el país.

Con la esperanza de que este boletín sea un instrumento eficaz de unión entre nosotros, en el nombre del Direc-torio de la Cámara que presido y en el mío propio, los saludo cordialmente.

Ing. Ronald de Soto PalmaPresidente

Cámara Chilena de Refrigeración yClimatización A.G

Felicitaciones por este número especial de “nuestra” revista, que es un premio al esfuerzo de todos los que colaboran en su edición y les desea mucho éxito.

Ralph E. Cané.Ex Vicepresidente del directorio fundador de la Cámara Chilena de Refrigeración y

Climatización A.G.

Sr. Klaus Peter Schmid Spilker:Presidente de la Cámara Chilena de Re-frigeración y Climatización A.G.

Me dirijo a usted y, por su intermedio, a todo el Directorio de la Cámara y Ditar- Chile, y muy especialmente al Comité Editorial y colaboradores con el propó-sito de expresarle mis felicitaciones con motivo de la edición Nº 100 de la pres-tigiosa revista Frío y Calor.

El significativo aporte de esta publica-ción a nuestra área, la calidad de su material y el poderoso vínculo que ha creado entre el mundo empresarial con los profesionales, debiera constituir para ustedes, sin duda alguna, motivo de legítimo orgullo y un poderoso ali-ciente para continuar por esta senda.

Un afectuoso saludo

Luis Faúndez SalinasJefe de Carrera

Ingeniería de Ejecución en Climatización

Reciban un cordial y caluroso saludo de felicitación por el logro alcanzado con la publicación de la edición número 100 de la revista Frío y Calor.

Claudia Sánchez Méndez Directora Ejecutiva [email protected]

www.acaire.org

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Climanoticias

Saluda cordialmente al Sr. Klaus Sch-mid Spilker, Presidente de la Cámara Chilena de Refrigeración y Climatiza-ción A.G., a DITAR-Chile y muy es-pecialmente al Comite Editorial, para expresarle sus felicitaciones con motivo de la edicion Nº 100 de la revista Frío y Calor.

Corral Echeverria Agradece su aporte a la difución de la carrera Ingeniería en Ejecución en Climatización que impar-te este departamento.

Pedro Corral Echeverria, Director del

Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Santiago de Chile

El Centro Integral de Educación Tec-nológica Curamávida de Los Ángeles felicita a la Cámara de la Refrigeración y Climatización por el gran aporte que realiza a través de la publicación de la Revista, en especial, hacia el sector de la formación de futuras generaciones que aspiran a transformarse en especia-listas del área.

La mancomunión de fuerzas ayuda a la realización de grandes proyectos, La Cámara y Ditar Chile iniciaron uno creando su órgano oficial con la in-tención de educar, comunicar y ser un elemento aglutinador de todos los miembros de la gran familia de la Refri-geración y Climatización y Ventilación.

Saludamos y felicitamos a la Revista Frío y Calor por haber llegado a su edi-ción Nº 100 y agradecemos la confian-za depositada en nosotros para la reali-zación gráfica de esta tarea.

Patricia Leal BRicardo Soto L

DATONLINE

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ClimanoticiasClimanoticias

Nuevos Aires Acondicionados Samsung: ahorran hasta un 50%

de energía y elimina

hasta un 99.9%

bacteria del AH1N1

El sistema “Micro Plasma Ion Zone” ayuda a eliminar las bacterias de la influenza humana. Además, esta inno-vadora línea permite una mejor circu-lación de aire usando menos energía. Gracias a la tecnología Silver Nano, el aire será más puro y limpio. www.sam-sung.com

Santiago, noviembre de 2009. Samsung lanza en Chile la nueva línea de Aires Acondicionados con tecno-logía de vanguardia que mata el virus AH1N1 gracias a un avanzado sistema de sanitización, al tiempo que brinda eficiencia, mayor purificación de am-bientes y un importante ahorro energé-tico. La nueva serie de aires acondicionados ha sido desarrollada con el sistema MPI (Micro Plasma Ion) de Samsung, que elimina hasta un 99,9% las bacterias que causan el virus de la influenza hu-mana AH1N1. El sistema MPI purifica grandes espacios, de más de 19 m3, ge-nerando gran cantidad de iones nega-tivos. El MPI es el primer generador de átomos e iones de hidrógeno inofensi-vos basados en la tecnología de descar-ga de microplasma del mundo. Al usar

átomos e iones de hidrógeno inofensi-vos al cuerpo humano, el dispositivo MPI elimina los virus de la gripe.

Su sistema de purificación de seis filtros garantiza un ambiente limpio y refres-cante. Cada filtro remueve eficazmen-te las bacterias y hongos que se alojan en el aire y en los espacios de oficinas. Destaca la tecnología Ag+ Silver de Samsung aplicada a los filtros, recono-cida por las propiedades antibacteriales de las partículas de plata que impide la propagación de hongos y microbios.

Además ofrece mayor eficiencia en el consumo, con la opción de Smart In-verter que cambia la velocidad del compresor automáticamente mante-niendo una temperatura ideal con míni-ma fluctuación de poder, permitiendo hasta un 50% de ahorro en el consumo de energía. Además, su práctico diseño, fácil de usar e instalar, incluye un opti-mizado sistema que minimiza el ruido y la vibración de sus unidades internas y externas, sin exceder los 20db, ase-gurando operaciones silenciosas aún cuando el motor está activo, transfor-mado al producto en el más silencioso de la industria.

Las unidades exteriores además funcio-nan en un rango de temperatura más amplio, desde -10 hasta 43 grados Cel-sius para enfriamiento y desde -5 hasta 24 grados Celsius para calefacción.

Bienvenidas

Especificaciones:Modelo: VivaceOpción: HP/ CO / R410a / R22Capacidad: 9k / 12k / 18k / 24kCaracterísticas: MPI Sistema Multipurificador de Aire Filtro con revestimiento Silver Nano · Filtro Antialérgico Filtro desodorizante · Evaporador con revestimiento Silver Nano · Ventilador Antibacteriano Panel de Movimiento Automático Alta Eficiencia de Energía Pantalla LED oculta

La Cámara de la Bienvenida a las em-presas:

Servimet Ltda.y a su Gerente Sr. César Frites López.

Cold & Heat Ingeniería Ltda.y a su Gerente Sr. Mauricio Saldívar Rodríguez

2da Expoacesol2009Este año, la segunda versión de la feria solar más grande del país se realizó en-tre los días 26 y 28 de noviembre, en el Parque Araucano, con más de dos mil visitantes y más de una treintena de empresas expositoras. Entre ellas mu-chas empresas asociadas, como CGED, IENERGÍA, WINTER, FARENHOUSE, PASSIVHAUS, BRITEC, VISTA2, MI-ROSOLAR, ENERGÍA DEL SUR, A&N INGENIERIA, CALDER SOLAR, SICAL, EPCOM CHILE, SOLUCIONES LUMI-SOLAR, ENERFICAZ, ANWO, ECOI, SINDES, GRIFERÍAS COBRA y TEK-NOIMPORT. Más otras grandes del mercado.

Entre los productos que se expusieron hubo colectores transparentes, paneles ecológicos, para piscinas, agua calien-te, aire acondicionado, postes solares e iluminación LED. Además se mostró la tricicleta de la Ruta Solar competencia de autos que funcionan en base a ener-gía solar, motos híbridas y unas origi-nales mariposas que volaban alrededor de una planta, impulsadas por la carga obtenida de un panel solar diminuto.

Con un largo horario, desde las 11 a las 21 horas y casi todo el público objeti-vo presente, esta calurosa e interesante muestra mostró una vez más el porqué el uso de las ERNC cada día es más im-portante y el cómo este mercado cada día crece más.

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Climanoticias

Además, hubo un ciclo de charlas dia-rias que incluyó a la SEC, la CNE y el SII en su programa, organismos que hablaron sobre la Ley de Franquicia Tributaria, y las mismas empresas ex-positoras expusieron sobre sus equipos y las ventajas de ellos.

El comentario general fue lo bueno y completo de la muestra, aunque para el próximo año se evaluará la posibilidad de hacerla bajo techo.

Nueva Mesa Directiva DITAR-Chile

Informamos que en reunión conjunta realizada el 26 de noviembre se procedió a elegir la Mesa Directiva de Ditar Chile. La que quedó constituida de la siguiente forma.

Presidente : Sr. Manuel Silva L.

Vice presidente : Sr. Julio Gormaz V.

Secretario : Sr. Francisco Avendaño R.

Tesorero : Sr. Jorge Sandrock H.

Directores : Sr. Francisco Miralles S. Sr. Sergio Bahamonez R. Sr. Eduardo Mora E. Sr. Jorge Fernandois R.

Past President : Sr. Klaus Grote H.